Namespace do vinculador

O vinculador dinâmico enfrenta dois desafios no design do Treble VNDK:

• Bibliotecas compartilhadas SP-HAL e suas dependências, incluindo bibliotecas VNDK-SP, são carregadas em processos de estrutura. Deve haver alguns mecanismos para evitar conflitos de símbolos.
• dlopen() e android_dlopen_ext() podem introduzir algumas dependências de tempo de execução que não são visíveis no momento da construção e podem ser difíceis de detectar usando análise estática.

Esses dois desafios podem ser resolvidos pelo mecanismo de namespace do vinculador . Este mecanismo é fornecido pelo vinculador dinâmico. Ele pode isolar as bibliotecas compartilhadas em diferentes namespaces do vinculador para que bibliotecas com o mesmo nome, mas com símbolos diferentes, não entrem em conflito.

Por outro lado, o mecanismo de namespace do vinculador fornece flexibilidade para que algumas bibliotecas compartilhadas possam ser exportadas por um namespace do vinculador e usadas por outro namespace do vinculador. Essas bibliotecas compartilhadas exportadas podem se tornar interfaces de programação de aplicativos públicas para outros programas, ao mesmo tempo que ocultam seus detalhes de implementação em seus namespaces de vinculador.

Por exemplo, /system/lib[64]/libcutils.so e /system/lib[64]/vndk-sp-${VER}/libcutils.so são duas bibliotecas compartilhadas. Essas duas bibliotecas podem ter símbolos diferentes. Eles são carregados em diferentes namespaces de vinculador para que os módulos da estrutura possam depender de /system/lib[64]/libcutils.so e as bibliotecas compartilhadas SP-HAL possam depender de /system/lib[64]/vndk-sp-${VER}/libcutils.so .

Por outro lado, /system/lib[64]/libc.so é um exemplo de biblioteca pública que é exportada por um namespace do vinculador e importada para muitos namespaces do vinculador. As dependências de /system/lib[64]/libc.so , como libnetd_client.so , são carregadas no namespace no qual /system/lib[64]/libc.so reside. Outros namespaces não terão acesso a essas dependências. Este mecanismo encapsula os detalhes da implementação enquanto fornece as interfaces públicas.

Como funciona?

O vinculador dinâmico é responsável por carregar as bibliotecas compartilhadas especificadas nas entradas DT_NEEDED ou as bibliotecas compartilhadas especificadas pelo argumento dlopen() ou android_dlopen_ext() . Em ambos os casos, o vinculador dinâmico encontra o namespace do vinculador onde o chamador reside e tenta carregar as dependências no mesmo namespace do vinculador. Se o vinculador dinâmico não puder carregar a biblioteca compartilhada no namespace do vinculador especificado, ele solicitará ao namespace do vinculador vinculado as bibliotecas compartilhadas exportadas.

Formato do arquivo de configuração

O formato do arquivo de configuração é baseado no formato de arquivo INI. Um arquivo de configuração típico é assim:

dir.system = /system/bin
dir.system = /system/xbin
dir.vendor = /vendor/bin

[system]
additional.namespaces = sphal,vndk

namespace.default.isolated = true
namespace.default.search.paths = /system/${LIB}
namespace.default.permitted.paths = /system/${LIB}/hw
namespace.default.asan.search.paths = /data/asan/system/${LIB}:/system/${LIB}
namespace.default.asan.permitted.paths = /data/asan/system/${LIB}/hw:/system/${LIB}/hw

namespace.sphal.isolated = true
namespace.sphal.visible = true
namespace.sphal.search.paths = /odm/${LIB}:/vendor/${LIB}
namespace.sphal.permitted.paths = /odm/${LIB}:/vendor/${LIB}
namespace.sphal.asan.search.paths  = /data/asan/odm/${LIB}:/odm/${LIB}
namespace.sphal.asan.search.paths += /data/asan/vendor/${LIB}:/vendor/${LIB}
namespace.sphal.asan.permitted.paths  = /data/asan/odm/${LIB}:/odm/${LIB}
namespace.sphal.asan.permitted.paths += /data/asan/vendor/${LIB}:/vendor/${LIB}
namespace.sphal.links = default,vndk
namespace.sphal.link.default.shared_libs = libc.so:libm.so
namespace.sphal.link.vndk.shared_libs = libbase.so:libcutils.so

namespace.vndk.isolated = true
namespace.vndk.search.paths = /system/${LIB}/vndk-sp-29
namespace.vndk.permitted.paths = /system/${LIB}/vndk-sp-29
namespace.vndk.links = default
namespace.vndk.link.default.shared_libs = libc.so:libm.so

[vendor]
namespace.default.isolated = false
namespace.default.search.paths = /vendor/${LIB}:/system/${LIB}

O arquivo de configuração inclui:

• Várias propriedades de mapeamento de seção de diretório no início para que o vinculador dinâmico selecione a seção efetiva.
• Várias seções de configuração de namespaces do vinculador:
  • Cada seção contém vários namespaces (vértices de gráfico) e vários links de fallback entre namespaces (arcos de gráfico).
  • Cada namespace tem seu próprio isolamento, caminhos de pesquisa, caminhos permitidos e configurações de visibilidade.

As tabelas abaixo descrevem detalhadamente o significado de cada propriedade.

Propriedade de mapeamento de seção de diretório

Propriedade	Descrição	Exemplo
dir. name	Um caminho para um diretório ao qual a seção [ name ] se aplica. Cada propriedade mapeia os executáveis ​​no diretório para uma seção de configuração de namespaces do vinculador. Pode haver duas (ou mais) propriedades com o mesmo name , mas que apontam para diretórios diferentes.	dir.system = /system/bin dir.system = /system/xbin dir.vendor = /vendor/bin Isso indica que a configuração especificada na seção [system] se aplica aos executáveis ​​carregados de /system/bin ou /system/xbin . A configuração especificada na seção [vendor] se aplica aos executáveis ​​carregados de /vendor/bin .

Propriedades de relação

Propriedade	Descrição	Exemplo
additional. namespaces	Uma lista separada por vírgula de namespaces adicionais (além do namespace default ) para a seção.	additional. namespaces = sphal, vndk Isso indica que existem três namespaces ( default , sphal e vndk ) na configuração do [system] .
namespace. name . links	Uma lista separada por vírgulas de namespaces substitutos. Se uma biblioteca compartilhada não puder ser encontrada no namespace atual, o vinculador dinâmico tentará carregar a biblioteca compartilhada dos namespaces substitutos. O namespace especificado no início da lista tem prioridade mais alta. Observação: os namespaces substitutos não são transitivos. Por exemplo, o namespace A vincula-se ao namespace B e o namespace B vincula-se ao namespace C . Se o vinculador dinâmico não conseguir encontrar a biblioteca no namespace A , ele pesquisa SOMENTE o namespace B . Ele não pesquisa o namespace C .	namespace. sphal. links = default, vndk Se uma biblioteca compartilhada ou um executável solicitar uma biblioteca compartilhada que não possa ser carregada no namespace sphal , o vinculador dinâmico tentará carregar a biblioteca compartilhada do namespace default . E então, se a biblioteca compartilhada também não puder ser carregada do namespace default , o vinculador dinâmico tentará carregar a biblioteca compartilhada do namespace vndk . Finalmente, se todas as tentativas falharem, o vinculador dinâmico retornará um erro.
namespace. name . link. other . shared_libs	Uma lista separada por dois pontos de bibliotecas compartilhadas que podem ser pesquisadas em other namespaces quando essas bibliotecas não podem ser encontradas no namespace name . Esta propriedade não pode ser usada com namespace. name . link. other . allow_all_shared_libs . Nota: Esta propriedade compartilha a mesma implementação subjacente com arquivos public.libraries.txt . Ambos os mecanismos controlam as bibliotecas compartilhadas importadas especificando um link com um filtro de nome de biblioteca. A diferença é que ld.config.txt é carregado pelo vinculador dinâmico e todos os namespaces são criados quando um programa é iniciado. Por outro lado, libnativeloader cria um namespace de vinculador quando o processo Zygote é bifurcado e especializado para um aplicativo. O namespace para as bibliotecas nativas do aplicativo possui um link que permite apenas os nomes de biblioteca especificados em public.libraries.txt .	namespace. sphal. link. default. shared_libs = libc.so: libm.so Isso indica que o link substituto aceita apenas libc.so ou libm.so como o nome da biblioteca solicitada. O vinculador dinâmico ignora o link de fallback do sphal para o namespace default se o nome da biblioteca solicitada não for libc.so ou libm.so .
namespace. name . link. other . allow_all_shared_libs	Um valor booliano que indica se todas as bibliotecas compartilhadas podem ser pesquisadas no other namespace quando essas bibliotecas não podem ser encontradas no namespace name . Esta propriedade não pode ser usada com namespace. name . link. other . shared_libs .	namespace. vndk. link. sphal. allow_all_shared_libs = true Isso indica que todos os nomes de bibliotecas podem passar pelo link de fallback do vndk para o namespace sphal .

Propriedades de namespace

Propriedade	Descrição	Exemplo
namespace. name . isolated	Um valor booleano que indica se o vinculador dinâmico deve verificar onde reside a biblioteca compartilhada. Se isolated for true , somente as bibliotecas compartilhadas que estão em um dos diretórios search.paths (excluindo subdiretórios) ou em um dos diretórios permitted.paths (incluindo subdiretórios) poderão ser carregadas. Se isolated for false (padrão), o vinculador dinâmico não verifica o caminho das bibliotecas compartilhadas.	namespace. sphal. isolated = true Isso indica que apenas as bibliotecas compartilhadas em search.paths ou em permitted.paths podem ser carregadas no namespace sphal .
namespace. name . search.paths	Uma lista de diretórios separados por dois pontos para pesquisar bibliotecas compartilhadas. Os diretórios especificados em search.paths serão anexados ao nome da biblioteca solicitada se as chamadas de função para entradas dlopen() ou DT_NEEDED não especificarem o caminho completo. O diretório especificado no início da lista tem prioridade mais alta. Quando isolated for true , as bibliotecas compartilhadas que estão em um dos diretórios search.paths (excluindo subdiretórios) podem ser carregadas independentemente da propriedade permitted.paths . Por exemplo, se search.paths for /system/${LIB} e permitted.paths estiver vazio, /system/${LIB}/libc.so poderá ser carregado, mas /system/${LIB}/vndk/libutils.so não pode ser carregado. Nota: ${LIB} é um espaço reservado integrado. Foi substituído por lib para processos de 32 bits e lib64 para processos de 64 bits.	namespace. default. search.paths = /system/${LIB} Isso indica que o vinculador dinâmico procura /system/${LIB} por bibliotecas compartilhadas.
namespace. name . asan.search.paths	Uma lista de diretórios separados por dois pontos para procurar bibliotecas compartilhadas quando AddressSanitizer (ASan) está habilitado. namespace. name . search.paths é ignorado quando o ASan está ativado.	namespace. default. asan.search.paths = /data/asan/system/${LIB}: /system/${LIB} Isso indica que quando o ASan está habilitado, o vinculador dinâmico pesquisa /data/asan/system/${LIB} primeiro e depois pesquisa /system/${LIB} .
namespace. name . permitted.paths	Uma lista de diretórios separados por dois pontos (incluindo subdiretórios) onde o vinculador dinâmico pode carregar as bibliotecas compartilhadas (além de search.paths ) quando isolated é true . As bibliotecas compartilhadas que estão nos subdiretórios de permitted.paths também podem ser carregadas. Por exemplo, se permitted.paths for /system/${LIB} , /system/${LIB}/libc.so e /system/${LIB}/vndk/libutils.so poderão ser carregados. Se isolated for false , permitted.paths serão ignorados e um aviso será emitido. Nota: permitted.paths NÃO são anexados aos nomes das bibliotecas solicitadas quando o vinculador dinâmico está procurando por uma biblioteca compartilhada. Seu principal objetivo é permitir que os programadores carreguem bibliotecas compartilhadas em um namespace isolado, especificando o caminho completo da biblioteca compartilhada.	namespace. default. permitted.paths = /system/${LIB}/hw Isso indica que as bibliotecas compartilhadas em /system/${LIB}/hw podem ser carregadas no namespace default isolado. Por exemplo, sem permitted.paths , libaudiohal.so não pode carregar /system/${LIB}/hw/audio.a2dp.default.so no namespace default .
namespace. name . asan.permitted.paths	Uma lista de diretórios separados por dois pontos onde o vinculador dinâmico pode carregar as bibliotecas compartilhadas quando o ASan está habilitado. namespace. name . permitted.paths é ignorado quando o ASan está habilitado.	namespace. default. asan.permitted.paths = /data/asan/system/${LIB}/hw: /system/${LIB}/hw Isso indica que quando o ASan está habilitado, bibliotecas compartilhadas em /data/asan/system/${LIB}/hw ou /system/${LIB}/hw podem ser carregadas no namespace default isolado.
namespace. name . visible	Um valor booleano que indica se o programa (diferente de libc ) pode obter um identificador de namespace do vinculador com android_get_exported_namespace() e abrir uma biblioteca compartilhada no namespace do vinculador passando o identificador para android_dlopen_ext() . Se visible for true , android_get_exported_namespace() sempre retornará o identificador se o namespace existir. Se visible for false (padrão), android_get_exported_namespace() sempre retornará NULL , independentemente da presença do namespace. Bibliotecas compartilhadas podem ser carregadas nesse namespace somente se (1) forem solicitadas por outro namespace do vinculador que tenha um link de fallback para esse namespace ou (2) forem solicitadas por outras bibliotecas compartilhadas ou executáveis ​​nesse namespace.	namespace. sphal. visible = true Isso indica que android_get_exported_namespace("sphal") pode retornar um identificador de namespace do vinculador válido.

Criação de namespace do vinculador

No Android 11, a configuração do vinculador é criada em tempo de execução em /linkerconfig em vez de usar arquivos de texto simples em ${android-src}/system/core/rootdir/etc . A configuração é gerada no momento da inicialização com base no ambiente de execução, que inclui os seguintes itens:

• Se o dispositivo for compatível com VNDK
• Versão do VNDK de destino da partição do fornecedor
• Versão VNDK da partição do produto
• Módulos APEX instalados

A configuração do vinculador é criada resolvendo dependências entre namespaces do vinculador. Por exemplo, se houver atualizações nos módulos APEX que incluam atualizações de dependência, a configuração do vinculador será gerada refletindo essas alterações. Mais detalhes para criar a configuração do vinculador podem ser encontrados em ${android-src}/system/linkerconfig .

Isolamento de namespace do vinculador

Existem três tipos de configuração. Dependendo do valor de PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES e BOARD_VNDK_VERSION em BoardConfig.mk , a configuração correspondente é gerada no momento da inicialização.

PRODUCT_TREBLE_ LINKER_NAMESPACES	BOARD_VNDK_ VERSION	Configuração selecionada	Requisito VTS
true	current	VNDK	Obrigatório para dispositivos lançados com Android 9 ou superior
	Vazio	VNDK Lite	Obrigatório para dispositivos lançados com Android 8.x
false	Vazio	Legacy	Para dispositivos não Treble

A configuração do VNDK Lite isola bibliotecas compartilhadas SP-HAL e VNDK-SP. No Android 8.0, este deve ser o arquivo de configuração do vinculador dinâmico quando PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES for true .

A configuração do VNDK também isola bibliotecas compartilhadas SP-HAL e VNDK-SP. Além disso, esta configuração fornece isolamento completo do vinculador dinâmico. Garante que os módulos na partição do sistema não dependerão das bibliotecas compartilhadas nas partições do fornecedor e vice-versa.

No Android 8.1 ou superior, a configuração do VNDK é a configuração padrão e é altamente recomendável ativar o isolamento completo do vinculador dinâmico definindo BOARD_VNDK_VERSION como current .

Configuração do VNDK

Cuidado: Esta seção inclui referências de biblioteca para RenderScript. A partir do Android 12, as APIs RenderScript estão obsoletas. Eles continuarão a funcionar , mas espera-se que os fabricantes de dispositivos e componentes parem de fornecer suporte para aceleração de hardware ao longo do tempo. Para aproveitar ao máximo a aceleração da GPU, o AOSP recomenda que você migre do RenderScript .

A configuração do VNDK isola as dependências da biblioteca compartilhada entre a partição do sistema e as partições do fornecedor. Em comparação com as configurações mencionadas na subseção anterior, as diferenças são descritas a seguir:

• Processos estruturais

  • Os namespaces default , vndk , sphal e rs são criados.
  • Todos os namespaces são isolados.
  • As bibliotecas compartilhadas do sistema são carregadas no namespace default .
  • SP-HALs são carregados no namespace sphal .
  • Bibliotecas compartilhadas VNDK-SP carregadas no namespace vndk .

• Processos do fornecedor

  • namespaces default , vndk e system são criados.
  • O namespace default é isolado.
  • As bibliotecas compartilhadas do fornecedor são carregadas no namespace default .
  • As bibliotecas compartilhadas VNDK e VNDK-SP são carregadas no namespace vndk .
  • LL-NDK e suas dependências são carregados no namespace system .

O relacionamento entre os namespaces do vinculador é ilustrado abaixo.

Figura 1. Isolamento de namespace do vinculador (configuração VNDK)

Na imagem acima, LL-NDK e VNDK-SP representam as seguintes bibliotecas compartilhadas:

• LL-NDK
  • libEGL.so
  • libGLESv1_CM.so
  • libGLESv2.so
  • libGLESv3.so
  • libandroid_net.so
  • libc.so
  • libdl.so
  • liblog.so
  • libm.so
  • libnativewindow.so
  • libneuralnetworks.so
  • libsync.so
  • libvndksupport.so
  • libvulkan.so
• VNDK-SP
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • libRSCpuRef.so
  • libRSDriver.so
  • libRS_internal.so
  • libbase.so
  • libbcinfo.so
  • libc++.so
  • libcutils.so
  • libhardware.so
  • libhidlbase.so
  • libhidlmemory.so
  • libhidltransport.so
  • libhwbinder.so
  • libion.so
  • libutils.so
  • libz.so

Você pode encontrar mais detalhes em /linkerconfig/ld.config.txt do dispositivo.

Configuração do VNDK Lite

A partir do Android 8.0, o vinculador dinâmico está configurado para isolar as bibliotecas compartilhadas SP-HAL e VNDK-SP de forma que seus símbolos não entrem em conflito com outras bibliotecas compartilhadas da estrutura. O relacionamento entre os namespaces do vinculador é mostrado abaixo.

Figura 2. Isolamento de namespace do vinculador (configuração VNDK Lite)

LL-NDK e VNDK-SP representam as seguintes bibliotecas compartilhadas:

• LL-NDK
  • libEGL.so
  • libGLESv1_CM.so
  • libGLESv2.so
  • libc.so
  • libdl.so
  • liblog.so
  • libm.so
  • libnativewindow.so
  • libstdc++.so (não na configuração)
  • libsync.so
  • libvndksupport.so
  • libz.so (movido para VNDK-SP na configuração)
• VNDK-SP
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • [e-mail]
  • libbase.so
  • libc++.so
  • libcutils.so
  • libhardware.so
  • libhidlbase.so
  • libhidlmemory.so
  • libhidltransport.so
  • libhwbinder.so
  • libion.so
  • libutils.so

A tabela abaixo lista a configuração de namespaces para processos de estrutura, extraída da seção [system] na configuração do VNDK Lite.

Espaço para nome	Propriedade	Valor
default	search.paths	/system/${LIB} /odm/${LIB} /vendor/${LIB} /product/${LIB}
	isolated	false
sphal	search.paths	/odm/${LIB} /vendor/${LIB}
	permitted.paths	/odm/${LIB} /vendor/${LIB}
	isolated	true
	visible	true
	links	default,vndk,rs
	link.default.shared_libs	LL-NDK
	link.vndk.shared_libs	VNDK-SP
	link.rs.shared_libs	libRS_internal.so
vndk (para VNDK-SP)	search.paths	/odm/${LIB}/vndk-sp /vendor/${LIB}/vndk-sp /system/${LIB}/vndk-sp-${VER}
	permitted.paths	/odm/${LIB}/hw /odm/${LIB}/egl /vendor/${LIB}/hw /vendor/${LIB}/egl /system/${LIB}/vndk-sp-${VER}/hw
	isolated	true
	visible	true
	links	default
	link.default.shared_libs	LL-NDK
rs (para RenderScript)	search.paths	/odm/${LIB}/vndk-sp /vendor/${LIB}/vndk-sp /system/${LIB}/vndk-sp-${VER} /odm/${LIB} /vendor/${LIB}
	permitted.paths	/odm/${LIB} /vendor/${LIB} /data (para kernel RS compilado)
	isolated	true
	visible	true
	links	default,vndk
	link.default.shared_libs	LL-NDK libmediandk.so libft2.so
	link.vndk.shared_libs	VNDK-SP

A tabela abaixo apresenta a configuração de namespaces para processos de fornecedores, extraída da seção [vendor] na configuração do VNDK Lite.

Espaço para nome	Propriedade	Valor
default	search.paths	/odm/${LIB} /odm/${LIB}/vndk /odm/${LIB}/vndk-sp /vendor/${LIB} /vendor/${LIB}/vndk /vendor/${LIB}/vndk-sp /system/${LIB}/vndk-${VER} /system/${LIB}/vndk-sp-${VER} /system/${LIB} (obsoleto) /product/${LIB} (obsoleto)
	isolated	false

Mais detalhes podem ser encontrados em /linkerconfig/ld.config.txt do dispositivo.

Documento histórico

Mudanças no Android 11

• No Android 11, os arquivos estáticos ld.config.*.txt são removidos da base de código e o LinkerConfig os gera em tempo de execução.

Mudanças no Android 9

• No Android 9, o namespace do vinculador vndk é adicionado aos processos do fornecedor e as bibliotecas compartilhadas do VNDK são isoladas do namespace do vinculador padrão.
• Substitua PRODUCT_FULL_TREBLE por PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES mais específico.
• O Android 9 altera os nomes dos seguintes arquivos de configuração do vinculador dinâmico.
  

  Android 8.x	Android 9	Descrição
  ld.config.txt.in	ld.config.txt	Para dispositivos com isolamento de namespace do vinculador de tempo de execução
  ld.config.txt	ld.config.vndk_lite.txt	Para dispositivos com isolamento de namespace do vinculador VNDK-SP
  ld.config.legacy.txt	ld.config.legacy.txt	Para dispositivos legados com Android 7.x ou inferior

• Remova [e-mail] .
• partições product e odm são adicionadas.