Пространство имен компоновщика

Динамический компоновщик решает две проблемы в дизайне Treble VNDK:

• Общие библиотеки SP-HAL и их зависимости, включая библиотеки VNDK-SP, загружаются в процессы платформы. Должны быть какие-то механизмы для предотвращения конфликтов символов.
• dlopen() и android_dlopen_ext() могут привести к некоторым зависимостям времени выполнения, которые не видны во время сборки и которые трудно обнаружить с помощью статического анализа.

Эти две проблемы могут быть решены с помощью механизма пространства имен компоновщика . Этот механизм обеспечивается динамическим компоновщиком. Он может изолировать общие библиотеки в разных пространствах имен компоновщика, чтобы библиотеки с одинаковым именем библиотеки, но с разными символами не конфликтовали.

С другой стороны, механизм пространства имен компоновщика обеспечивает гибкость, так что некоторые общие библиотеки могут быть экспортированы пространством имен компоновщика и использованы другим пространством имен компоновщика. Эти экспортированные разделяемые библиотеки могут стать интерфейсами прикладного программирования, общедоступными для других программ, при этом скрывая детали своей реализации в своих пространствах имен компоновщика.

Например, /system/lib[64]/libcutils.so и /system/lib[64]/vndk-sp-${VER}/libcutils.so — это две общие библиотеки. Эти две библиотеки могут иметь разные символы. Они загружаются в разные пространства имен компоновщика, поэтому модули фреймворка могут зависеть от /system/lib[64]/libcutils.so а общие библиотеки SP-HAL могут зависеть от /system/lib[64]/vndk-sp-${VER}/libcutils.so .

С другой стороны, /system/lib[64]/libc.so является примером общедоступной библиотеки, которая экспортируется пространством имен компоновщика и импортируется во многие пространства имен компоновщика. Зависимости /system/lib[64]/libc.so , такие как libnetd_client.so , загружаются в пространство имен, в котором находится /system/lib[64]/libc.so . Другие пространства имен не будут иметь доступа к этим зависимостям. Этот механизм инкапсулирует детали реализации, предоставляя общедоступные интерфейсы.

Как это работает?

Динамический компоновщик отвечает за загрузку общих библиотек, указанных в записях DT_NEEDED , или общих библиотек, указанных аргументом dlopen() или android_dlopen_ext() . В обоих случаях динамический компоновщик находит пространство имен компоновщика, в котором находится вызывающий, и пытается загрузить зависимости в то же пространство имен компоновщика. Если динамический компоновщик не может загрузить общую библиотеку в указанное пространство имен компоновщика, он запрашивает у связанного пространства имен компоновщика экспортированные общие библиотеки.

Формат файла конфигурации

Формат файла конфигурации основан на формате файла INI. Типичный файл конфигурации выглядит так:

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}

Файл конфигурации включает в себя:

• Несколько свойств сопоставления каталогов и разделов в начале для динамического компоновщика, чтобы выбрать эффективный раздел.
• Несколько разделов конфигурации пространств имен компоновщика:
  • Каждый раздел содержит несколько пространств имен (вершин графа) и несколько резервных ссылок между пространствами имен (дуг графа).
  • Каждое пространство имен имеет собственную изоляцию, пути поиска, разрешенные пути и параметры видимости.

В таблицах ниже подробно описано значение каждого свойства.

Свойство отображения раздела каталога

Имущество	Описание	Пример
dir. name	Путь к каталогу, к которому относится раздел [ name ] . Каждое свойство сопоставляет исполняемые файлы в каталоге с разделом конфигурации пространств имен компоновщика. Может быть два (или более) свойства с одинаковыми name , но указывающие на разные каталоги.	dir.system = /system/bin dir.system = /system/xbin dir.vendor = /vendor/bin Это указывает на то, что конфигурация, указанная в разделе [system] , применяется к исполняемым файлам, загружаемым либо из /system/bin , либо из /system/xbin . Конфигурация, указанная в разделе [vendor] , применяется к исполняемым файлам, загружаемым из /vendor/bin .

Свойства отношения

Имущество	Описание	Пример
additional. namespaces	Разделенный запятыми список дополнительных пространств имен (в дополнение к пространству имен по default ) для раздела.	additional. namespaces = sphal, vndk Это указывает на то, что в конфигурации [system] есть три пространства имен ( default , sphal и vndk ).
namespace. name . links	Разделенный запятыми список резервных пространств имен. Если общая библиотека не может быть найдена в текущем пространстве имен, динамический компоновщик пытается загрузить общую библиотеку из резервных пространств имен. Пространство имен, указанное в начале списка, имеет более высокий приоритет.	namespace. sphal. links = default, vndk Если общая библиотека или исполняемый файл запрашивает общую библиотеку, которую невозможно загрузить в пространство имен sphal , динамический компоновщик пытается загрузить общую библиотеку из пространства имен по default . И затем, если общая библиотека также не может быть загружена из пространства имен по default , динамический компоновщик пытается загрузить общую библиотеку из пространства имен vndk . Наконец, если все попытки не увенчались успехом, динамический компоновщик возвращает ошибку.
namespace. name . link. other . shared_libs	Список общих библиотек, разделенных двоеточиями, которые можно искать в other пространствах имен, если эти библиотеки не могут быть найдены в пространстве name имен. Это свойство нельзя использовать с namespace. name . link. other . allow_all_shared_libs .	namespace. sphal. link. default. shared_libs = libc.so: libm.so Это указывает на то, что резервная ссылка принимает только libc.so или libm.so в качестве запрошенного имени библиотеки. Динамический компоновщик игнорирует резервную ссылку из sphal в пространство имен по default , если запрошенное имя библиотеки не libc.so или libm.so .
namespace. name . link. other . allow_all_shared_libs	Логическое значение, указывающее, можно ли искать все общие библиотеки в other пространстве имен, когда эти библиотеки не могут быть найдены в пространстве name . Это свойство нельзя использовать с namespace. name . link. other . shared_libs .	namespace. vndk. link. sphal. allow_all_shared_libs = true Это указывает на то, что все имена библиотек могут проходить через резервную ссылку из vndk в пространство имен sphal .

Свойства пространства имен

Имущество	Описание	Пример
namespace. name . isolated	Логическое значение, указывающее, должен ли динамический компоновщик проверять, где находится разделяемая библиотека. Если для isolated задано значение true , могут быть загружены только общие библиотеки, находящиеся в одном из каталогов search.paths (исключая подкаталоги) или в одном из permitted.paths каталогов.paths (включая подкаталоги). Если для isolated установлено значение false (по умолчанию), динамический компоновщик не проверяет путь к разделяемым библиотекам.	namespace. sphal. isolated = true Это указывает на то, что в пространство имен sphal могут быть загружены только общие библиотеки в search.paths или в permitted.paths .
namespace. name . search.paths	Разделенный двоеточиями список каталогов для поиска разделяемых библиотек. Каталоги, указанные в search.paths , добавляются к запрошенному имени библиотеки, если вызовы функций dlopen() или записи DT_NEEDED не указывают полный путь. Каталог, указанный в начале списка, имеет более высокий приоритет. Если для isolated установлено значение true , общие библиотеки, находящиеся в одном из каталогов search.paths (за исключением подкаталогов), могут быть загружены независимо от свойства permitted.paths . Например, если search.paths — это /system/${LIB} , а permitted.paths пуст, /system/${LIB}/libc.so может быть загружен, но /system/${LIB}/vndk/libutils.so не может быть загружен.	namespace. default. search.paths = /system/${LIB} Это указывает на то, что динамический компоновщик ищет общие библиотеки в /system/${LIB} .
namespace. name . asan.search.paths	Разделенный двоеточиями список каталогов для поиска общих библиотек, когда включен AddressSanitizer (ASan) . namespace. name . search.paths игнорируется, когда ASan включен.	namespace. default. asan.search.paths = /data/asan/system/${LIB}: /system/${LIB} Это означает, что когда ASan включен, динамический компоновщик сначала ищет /data/asan/system/${LIB} , а затем ищет /system/${LIB} .
namespace. name . permitted.paths	Разделенный двоеточиями список каталогов (включая подкаталоги), куда динамический компоновщик может загружать общие библиотеки (в дополнение к search.paths ), когда для isolated установлено значение true . Совместно используемые библиотеки, которые находятся в подкаталогах permitted.paths , также могут быть загружены. Например, если permitted.paths имеет значение /system/${LIB} , могут быть загружены как /system/${LIB}/libc.so , так и /system/${LIB}/vndk/libutils.so . Если isolated имеют значение false , permitted.paths пути игнорируются и выдается предупреждение.	namespace. default. permitted.paths = /system/${LIB}/hw Это указывает на то, что общие библиотеки в каталоге /system/${LIB}/hw могут быть загружены в изолированное пространство имен default . Например, без permitted.paths libaudiohal.so не может загрузить /system/${LIB}/hw/audio.a2dp.default.so в пространство имен по default .
namespace. name . asan.permitted.paths	Разделенный двоеточиями список каталогов, в которые динамический компоновщик может загружать общие библиотеки, когда ASan включен. namespace. name . permitted.paths игнорируется, когда ASan включен.	namespace. default. asan.permitted.paths = /data/asan/system/${LIB}/hw: /system/${LIB}/hw Это означает, что при включении ASan общие библиотеки в /data/asan/system/${LIB}/hw или /system/${LIB}/hw могут быть загружены в изолированное пространство имен default .
namespace. name . visible	Логическое значение, указывающее, может ли программа (кроме libc ) получить дескриптор пространства имен компоновщика с помощью android_get_exported_namespace() и открыть разделяемую библиотеку в пространстве имен компоновщика, передав дескриптор в android_dlopen_ext() . Если visible равно true , android_get_exported_namespace() всегда возвращает дескриптор, если пространство имен существует. Если visible равно false (по умолчанию), android_get_exported_namespace() всегда возвращает NULL независимо от наличия пространства имен. Совместно используемые библиотеки могут быть загружены в это пространство имен, только если (1) они запрошены другим пространством имен компоновщика, имеющим резервную ссылку на это пространство имен, или (2) они запрошены другими общими библиотеками или исполняемыми файлами в этом пространстве имен.	namespace. sphal. visible = true Это указывает на то, что android_get_exported_namespace("sphal") может возвращать допустимый дескриптор пространства имен компоновщика.

Создание пространства имен компоновщика

В Android 11 конфигурация компоновщика создается во время выполнения в /linkerconfig вместо использования простых текстовых файлов в ${android-src}/system/core/rootdir/etc . Конфигурация создается во время загрузки на основе среды выполнения, которая включает следующие элементы:

• Если устройство поддерживает VNDK
• Целевая версия VNDK раздела поставщика
• Версия VNDK раздела продукта
• Установленные модули APEX

Конфигурация компоновщика создается путем разрешения зависимостей между пространствами имен компоновщика. Например, если в модулях APEX есть какие-либо обновления, включающие обновления зависимостей, создается конфигурация компоновщика, отражающая эти изменения. Дополнительные сведения о создании конфигурации компоновщика можно найти в ${android-src}/system/linkerconfig .

Изоляция пространства имен компоновщика

Существует три типа конфигурации. В зависимости от значения PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES и BOARD_VNDK_VERSION в BoardConfig.mk соответствующая конфигурация генерируется во время загрузки.

PRODUCT_TREBLE_ LINKER_NAMESPACES	BOARD_VNDK_ VERSION	Выбранная конфигурация	Требование СУДС
true	current	VNDK	Обязательно для устройств с Android 9 и выше.
	Пустой	VNDK Lite	Обязательно для устройств с Android 8.x
false	Пустой	Legacy	Для не-Treble устройств

Конфигурация VNDK Lite изолирует общие библиотеки SP-HAL и VNDK-SP. В Android 8.0 это должен быть файл конфигурации для динамического компоновщика, если PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES имеет значение true .

Конфигурация VNDK также изолирует общие библиотеки SP-HAL и VNDK-SP. Кроме того, эта конфигурация обеспечивает полную изоляцию динамического компоновщика. Это гарантирует, что модули в системном разделе не будут зависеть от общих библиотек в разделах производителя и наоборот.

В Android 8.1 или более поздней версии конфигурация VNDK является конфигурацией по умолчанию, и настоятельно рекомендуется включить полную изоляцию динамического компоновщика, задав для BOARD_VNDK_VERSION значение current .

Конфигурация ВНДК

Конфигурация VNDK изолирует зависимости общей библиотеки между системным разделом и разделами поставщика. По сравнению с конфигурациями, упомянутыми в предыдущем подразделе, отличия заключаются в следующем:

• Рамочные процессы

  • создаются пространства имен default , vndk , sphal и rs .
  • Все пространства имен изолированы.
  • Системные общие библиотеки загружаются в пространство имен по default .
  • SP-HAL загружаются в пространство имен sphal .
  • Общие библиотеки VNDK-SP загружаются в пространство имен vndk .

• Процессы поставщика

  • создаются пространства имен default , vndk и system .
  • Пространство имен default изолировано.
  • Общие библиотеки поставщиков загружаются в пространство имен по default .
  • Общие библиотеки VNDK и VNDK-SP загружаются в пространство имен vndk .
  • LL-NDK и его зависимости загружаются в system пространство имен.

Отношения между пространствами имен компоновщика показаны ниже.

На изображении выше LL-NDK и VNDK-SP обозначают следующие общие библиотеки:

• ЛЛ-НДК
  • 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
• ВНДК-СП
  • android.hardware.graphics.common@1.0.so
  • android.hardware.graphics.mapper@2.0.so
  • android.hardware.renderscript@1.0.so
  • android.hidl.memory@1.0.so
  • 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

Более подробную информацию можно найти в /linkerconfig/ld.config.txt устройства.

Конфигурация ВНДК Лайт

Начиная с Android 8.0, динамический компоновщик настроен на изоляцию общих библиотек SP-HAL и VNDK-SP, чтобы их символы не конфликтовали с другими общими библиотеками платформы. Отношения между пространствами имен компоновщика показаны ниже.

LL-NDK и VNDK-SP обозначают следующие разделяемые библиотеки:

• ЛЛ-НДК
  • libEGL.so
  • libGLESv1_CM.so
  • libGLESv2.so
  • libc.so
  • libdl.so
  • liblog.so
  • libm.so
  • libnativewindow.so
  • libstdc++.so (нет в конфигурации)
  • libsync.so
  • libvndksupport.so
  • libz.so (перенесен в VNDK-SP в конфигурации)
• ВНДК-СП
  • android.hardware.graphics.common@1.0.so
  • android.hardware.graphics.mapper@2.0.so
  • android.hardware.renderscript@1.0.so
  • android.hidl.memory@1.0.so
  • libbase.so
  • libc++.so
  • libcutils.so
  • libhardware.so
  • libhidlbase.so
  • libhidlmemory.so
  • libhidltransport.so
  • libhwbinder.so
  • libion.so
  • libutils.so

В таблице ниже приведена конфигурация пространств имен для процессов платформы, которая взята из раздела [system] в конфигурации VNDK Lite.

Пространство имен	Имущество	Ценность
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	ЛЛ-НДК
	link.vndk.shared_libs	ВНДК-СП
	link.rs.shared_libs	libRS_internal.so
vndk (для ВНДК-СП)	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	ЛЛ-НДК
rs (для 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 (для скомпилированного ядра RS)
	isolated	true
	visible	true
	links	default,vndk
	link.default.shared_libs	ЛЛ-НДК libmediandk.so libft2.so
	link.vndk.shared_libs	ВНДК-СП

В таблице ниже представлена ​​конфигурация пространств имен для процессов поставщика, которая взята из раздела [vendor] в конфигурации VNDK Lite.

Пространство имен	Имущество	Ценность
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/${LIB} (устарело) /product/${LIB} (устарело)
	isolated	false

Более подробную информацию можно найти в /linkerconfig/ld.config.txt с устройства.

История документа

Android 11 Изменения

• В Android 11 статические ld.config.*.txt удаляются из кодовой базы, и вместо этого LinkerConfig генерирует их во время выполнения.

Android 9 изменения

• В Android 9 пространство имен компоновщика vndk добавляется к процессам поставщика, а общие библиотеки VNDK изолированы от пространства имен компоновщика по умолчанию.
• Замените PRODUCT_FULL_TREBLE более конкретным PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES .
• Android 9 изменяет имена следующих файлов конфигурации динамического компоновщика.
  

  Андроид 8.х	Андроид 9	Описание
  ld.config.txt.in	ld.config.txt	Для устройств с изоляцией пространства имен компоновщика во время выполнения
  ld.config.txt	ld.config.vndk_lite.txt	Для устройств с изоляцией пространства имен компоновщика VNDK-SP
  ld.config.legacy.txt	ld.config.legacy.txt	Для устаревших устройств под управлением Android 7.x или более ранней версии

• Удалите android.hardware.graphics.allocator@2.0.so .
• добавлены разделы product и odm .