Espace de noms de l'éditeur de liens

Le linker dynamique relève deux défis dans la conception du VNDK Treble :

  • Les bibliothèques partagées SP-HAL et leurs dépendances, y compris les bibliothèques VNDK-SP, sont chargées dans les processus du framework. Des mécanismes doivent être mis en place pour éviter les conflits de symboles.
  • dlopen() et android_dlopen_ext() peuvent introduire des dépendances d'exécution qui ne sont pas visibles au moment de la compilation et qui peuvent être difficiles à détecter à l'aide de l'analyse statique.

Ces deux défis peuvent être résolus par le mécanisme d'espace de noms du linker. Ce mécanisme est fourni par l'éditeur de liens dynamique. Il peut isoler les bibliothèques partagées dans différents espaces de noms de l'éditeur de liens afin que les bibliothèques portant le même nom, mais avec des symboles différents, n'entrent pas en conflit.

En revanche, le mécanisme d'espace de noms de l'éditeur de liens offre la flexibilité nécessaire pour que certaines bibliothèques partagées puissent être exportées par un espace de noms de l'éditeur de liens et utilisées par un autre espace de noms de l'éditeur de liens. Ces bibliothèques partagées exportées peuvent devenir des interfaces de programmation d'application publiques pour d'autres programmes, tout en masquant les détails de leur implémentation dans leurs espaces de noms d'éditeur de liens.

Par exemple, /system/lib[64]/libcutils.so et /system/lib[64]/vndk-sp-${VER}/libcutils.so sont deux bibliothèques partagées. Ces deux bibliothèques peuvent avoir des symboles différents. Ils sont chargés dans différents espaces de noms de l'éditeur de liens afin que les modules de framework puissent dépendre de /system/lib[64]/libcutils.so et que les bibliothèques partagées SP-HAL puissent dépendre de /system/lib[64]/vndk-sp-${VER}/libcutils.so.

En revanche, /system/lib[64]/libc.so est un exemple de bibliothèque publique exportée par un espace de noms de l'éditeur de liens et importée dans de nombreux espaces de noms de l'éditeur de liens. Les dépendances de /system/lib[64]/libc.so, telles que libnetd_client.so, sont chargées dans l'espace de noms dans lequel réside /system/lib[64]/libc.so. Les autres espaces de noms n'auront pas accès à ces dépendances. Ce mécanisme encapsule les détails de l'implémentation tout en fournissant les interfaces publiques.

Fonctionnement

L'éditeur de liens dynamiques est chargé de charger les bibliothèques partagées spécifiées dans les entrées DT_NEEDED ou les bibliothèques partagées spécifiées par l'argument de dlopen() ou android_dlopen_ext(). Dans les deux cas, l'éditeur de liens dynamique recherche l'espace de noms de l'éditeur de liens dans lequel réside l'appelant et tente de charger les dépendances dans le même espace de noms de l'éditeur de liens. Si l'éditeur de liens dynamiques ne peut pas charger la bibliothèque partagée dans l'espace de noms de l'éditeur de liens spécifié, il demande les bibliothèques partagées exportées à l'espace de noms de l'éditeur de liens associé.

Format du fichier de configuration

Le format du fichier de configuration est basé sur le format de fichier INI. Voici à quoi ressemble généralement un fichier de configuration :

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}

Le fichier de configuration inclut :

  • Plusieurs propriétés de mappage de section de répertoire au début pour que l'éditeur de liens dynamiques sélectionne la section effective.
  • Plusieurs sections de configuration des espaces de noms du linker :
    • Chaque section contient plusieurs espaces de noms (sommets du graphique) et plusieurs liens de secours entre les espaces de noms (arcs du graphique).
    • Chaque espace de noms possède ses propres paramètres d'isolement, de chemins de recherche, de chemins autorisés et de visibilité.

Les tableaux ci-dessous décrivent en détail la signification de chaque propriété.

Propriété de mappage de la section de l'annuaire

Propriété Description Exemple

dir.name

Chemin d'accès à un répertoire auquel s'applique la section [name].

Chaque propriété mappe les exécutables du répertoire à une section de configuration des espaces de noms de l'éditeur de liens. Il peut y avoir deux propriétés (ou plus) qui ont le même name, mais qui pointent vers des répertoires différents.

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

Cela indique que la configuration spécifiée dans la section [system] s'applique aux exécutables chargés à partir de /system/bin ou /system/xbin.

La configuration spécifiée dans la section [vendor] s'applique aux exécutables chargés à partir de /vendor/bin.

Propriétés de la relation

Propriété Description Exemple
additional.namespaces

Liste d'espaces de noms supplémentaires (en plus de l'espace de noms default) pour la section, séparés par une virgule.

additional.namespaces = sphal,vndk

Cela indique qu'il existe trois espaces de noms (default, sphal et vndk) dans la configuration [system].
namespace.name.links

Liste d'espaces de noms de secours séparés par une virgule.

Si une bibliothèque partagée est introuvable dans l'espace de noms actuel, l'éditeur de liens dynamique tente de la charger à partir des espaces de noms de secours. L'espace de noms spécifié au début de la liste a une priorité plus élevée.

namespace.sphal.links = default,vndk

Si une bibliothèque partagée ou un exécutable demande une bibliothèque partagée qui ne peut pas être chargée dans l'espace de noms sphal, l'éditeur de liens dynamiques tente de charger la bibliothèque partagée à partir de l'espace de noms default.

Ensuite, si la bibliothèque partagée ne peut pas non plus être chargée à partir de l'espace de noms default, l'éditeur de liens dynamiques tente de charger la bibliothèque partagée à partir de l'espace de noms vndk.

Enfin, si toutes les tentatives échouent, l'éditeur de liens dynamiques renvoie une erreur.
namespace.name.link.other.shared_libs

Liste des bibliothèques partagées séparées par des deux-points, dans lesquelles la recherche peut être effectuée dans les espaces de noms other lorsque ces bibliothèques ne sont pas trouvées dans l'espace de noms name.

Cette propriété ne peut pas être utilisée avec namespace.name.link.other.allow_all_shared_libs.

namespace.sphal.link.default.shared_libs = libc.so:libm.so

Cela indique que le lien de remplacement n'accepte que libc.so ou libm.so comme nom de bibliothèque demandé. Le linker dynamique ignore le lien de secours de l'espace de noms sphal vers l'espace de noms default si le nom de la bibliothèque demandée n'est pas libc.so ou libm.so.
namespace.name.link.other.allow_all_shared_libs

Valeur booléenne indiquant si toutes les bibliothèques partagées peuvent être recherchées dans l'espace de noms other lorsque ces bibliothèques ne sont pas trouvées dans l'espace de noms name.

Cette propriété ne peut pas être utilisée avec namespace.name.link.other.shared_libs.

namespace.vndk.link.sphal.allow_all_shared_libs = true

Cela indique que tous les noms de bibliothèque peuvent parcourir le lien de secours de l'espace de noms vndk à l'espace de noms sphal.

Propriétés de l'espace de noms

Propriété Description Exemple
namespace.name.isolated

Valeur booléenne indiquant si l'éditeur de liens dynamiques doit vérifier où se trouve la bibliothèque partagée.

Si isolated est défini sur true, seules les bibliothèques partagées dans l'un des répertoires search.paths (à l'exclusion des sous-répertoires) ou sous l'un des répertoires permitted.paths (y compris les sous-répertoires) peuvent être chargées.

Si isolated est défini sur false (valeur par défaut), l'éditeur de liens dynamiques ne vérifie pas le chemin d'accès des bibliothèques partagées.

namespace.sphal.isolated = true

Cela indique que seules les bibliothèques partagées dans search.paths ou sous permitted.paths peuvent être chargées dans l'espace de noms sphal.
namespace.name.search.paths

Liste de répertoires séparés par un deux-points dans lesquels rechercher les bibliothèques partagées.

Les répertoires spécifiés dans search.paths sont ajoutés au nom de la bibliothèque demandée si les appels de fonction aux entrées dlopen() ou DT_NEEDED ne spécifient pas le chemin d'accès complet. Le répertoire spécifié au début de la liste a une priorité plus élevée.

Lorsque isolated est défini sur true, les bibliothèques partagées qui se trouvent dans l'un des répertoires search.paths (à l'exclusion des sous-répertoires) peuvent être chargées, quelle que soit la propriété permitted.paths.

Par exemple, si search.paths est /system/${LIB} et que permitted.paths est vide, /system/${LIB}/libc.so peut être chargé, mais /system/${LIB}/vndk/libutils.so ne peut pas l'être.

namespace.default.search.paths = /system/${LIB}

Cela indique que l'éditeur de liens dynamiques recherche /system/${LIB} pour les bibliothèques partagées.
namespace.name.asan.search.paths

Liste de répertoires séparés par des deux-points dans lesquels rechercher les bibliothèques partagées lorsque AddressSanitizer (ASan) est activé.

namespace.name.search.paths est ignoré lorsque ASan est activé.

namespace.default.asan.search.paths = /data/asan/system/${LIB}:/system/${LIB}

Cela indique que lorsque ASan est activé, l'éditeur de liens dynamiques recherche d'abord /data/asan/system/${LIB}, puis /system/${LIB}.
namespace.name.permitted.paths

Liste de répertoires (y compris les sous-répertoires) séparés par des deux-points, dans lesquels l'éditeur de liens dynamiques peut charger les bibliothèques partagées (en plus de search.paths) lorsque isolated est true.

Les bibliothèques partagées qui se trouvent dans les sous-répertoires de permitted.paths peuvent également être chargées. Par exemple, si permitted.paths est défini sur /system/${LIB}, /system/${LIB}/libc.so et /system/${LIB}/vndk/libutils.so peuvent être chargés.

Si isolated est défini sur false, les permitted.paths sont ignorés et un avertissement est émis.

namespace.default.permitted.paths = /system/${LIB}/hw

Cela indique que les bibliothèques partagées sous /system/${LIB}/hw peuvent être chargées dans l'espace de noms isolé default.

Par exemple, sans permitted.paths, libaudiohal.so ne peut pas charger /system/${LIB}/hw/audio.a2dp.default.so dans l'espace de noms default.
namespace.name.asan.permitted.paths

Liste de répertoires séparés par des deux-points dans lesquels l'éditeur de liens dynamiques peut charger les bibliothèques partagées lorsque ASan est activé.

namespace.name.permitted.paths est ignoré lorsque ASan est activé.

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

Cela indique que lorsque ASan est activé, les bibliothèques partagées sous /data/asan/system/${LIB}/hw ou /system/${LIB}/hw peuvent être chargées dans l'espace de noms default isolé.
namespace.name.visible

Valeur booléenne indiquant si le programme (autre que libc) peut obtenir un handle d'espace de noms de l'éditeur de liens avec android_get_exported_namespace() et ouvrir une bibliothèque partagée dans l'espace de noms de l'éditeur de liens en transmettant le handle à android_dlopen_ext().

Si visible est défini sur true, android_get_exported_namespace() renvoie toujours le handle si l'espace de noms existe.

Si visible est défini sur false (valeur par défaut), android_get_exported_namespace() renvoie toujours NULL, que l'espace de noms soit présent ou non. Les bibliothèques partagées ne peuvent être chargées dans cet espace de noms que si (1) elles sont demandées par un autre espace de noms de l'éditeur de liens qui dispose d'un lien de secours vers cet espace de noms, ou (2) elles sont demandées par d'autres bibliothèques partagées ou exécutables dans cet espace de noms.

namespace.sphal.visible = true

Cela indique que android_get_exported_namespace("sphal") peut renvoyer un handle d'espace de noms de l'éditeur de liens valide.

Création d'un espace de noms Linker

Dans Android 11, la configuration de l'éditeur de liens est créée au moment de l'exécution sous /linkerconfig au lieu d'utiliser des fichiers en texte brut dans ${android-src}/system/core/rootdir/etc. La configuration est générée au moment du démarrage en fonction de l'environnement d'exécution, qui comprend les éléments suivants :

  • Si l'appareil est compatible avec VNDK
  • Version VNDK cible de la partition du fournisseur
  • Version VNDK de la partition de produits
  • Modules APEX installés

La configuration du linker est créée en résolvant les dépendances entre les espaces de noms du linker. Par exemple, si des mises à jour sont disponibles pour les modules APEX qui incluent des mises à jour de dépendances, une configuration de l'éditeur de liens est générée pour refléter ces modifications. Pour en savoir plus sur la création d'une configuration de l'éditeur de liens, consultez ${android-src}/system/linkerconfig.

Isolation de l'espace de noms du linker

Il existe trois types de configuration. En fonction de la valeur de PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES et BOARD_VNDK_VERSION dans BoardConfig.mk, la configuration correspondante est générée au moment du démarrage.

PRODUCT_TREBLE_
LINKER_NAMESPACES		 BOARD_VNDK_
VERSION		 Configuration sélectionnée Exigence VTS
true current VNDK Obligatoire pour les appareils lancés avec Android 9 ou version ultérieure
Vide VNDK Lite Obligatoire pour les appareils lancés avec Android 8.x
false Vide Legacy Pour les appareils non compatibles avec Treble

La configuration VNDK-Lite isole les bibliothèques partagées SP-HAL et VNDK-SP. Dans Android 8.0, il doit s'agir du fichier de configuration de l'éditeur de liens dynamique lorsque PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES est défini sur true.

La configuration VNDK isole également les bibliothèques partagées SP-HAL et VNDK-SP. De plus, cette configuration fournit une isolation complète de l'éditeur de liens dynamique. Cela garantit que les modules de la partition système ne dépendent pas des bibliothèques partagées dans les partitions du fournisseur, et inversement.

Dans Android 8.1 ou version ultérieure, la configuration VNDK est la configuration par défaut. Il est fortement recommandé d'activer l'isolation complète de l'éditeur de liens dynamiques en définissant BOARD_VNDK_VERSION sur current.

Configuration VNDK

La configuration VNDK isole les dépendances de la bibliothèque partagée entre la partition système et les partitions du fournisseur. Par rapport aux configurations mentionnées dans la sous-section précédente, les différences sont les suivantes :

  • Processus du framework

    • Les espaces de noms default, vndk, sphal et rs sont créés.
    • Tous les espaces de noms sont isolés.
    • Les bibliothèques partagées du système sont chargées dans l'espace de noms default.
    • Les SP-HAL sont chargés dans l'espace de noms sphal.
    • Bibliothèques partagées VNDK-SP chargées dans l'espace de noms vndk.

  • Processus des fournisseurs

    • Les espaces de noms default, vndk et system sont créés.
    • L'espace de noms default est isolé.
    • Les bibliothèques partagées du fournisseur sont chargées dans l'espace de noms default.
    • Les bibliothèques partagées VNDK et VNDK-SP sont chargées dans l'espace de noms vndk.
    • Le LL-NDK et ses dépendances sont chargés dans l'espace de noms system.

La relation entre les espaces de noms du linker est illustrée ci-dessous.

Graphique d'espace de noms de l'éditeur de liens décrit dans la configuration VNDK
Figure 1. Isolation de l'espace de noms Linker (configuration VNDK)

Dans l'image ci-dessus, LL-NDK et VNDK-SP représentent les bibliothèques partagées suivantes :

  • 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
    • 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

Pour en savoir plus, consultez /linkerconfig/ld.config.txt sur l'appareil.

Configuration de VNDK-Lite

Depuis Android 8.0, l'éditeur de liens dynamiques est configuré pour isoler les bibliothèques partagées SP-HAL et VNDK-SP afin que leurs symboles n'entrent pas en conflit avec d'autres bibliothèques partagées du framework. La relation entre les espaces de noms du linker est illustrée ci-dessous.

Graphique de l'espace de noms de l'éditeur de liens décrit dans la configuration VNDK-Lite
Figure 2 : Isolation de l'espace de noms du linker (configuration VNDK-Lite)

LL-NDK et VNDK-SP désignent les bibliothèques partagées suivantes :

  • LL-NDK
    • libEGL.so
    • libGLESv1_CM.so
    • libGLESv2.so
    • libc.so
    • libdl.so
    • liblog.so
    • libm.so
    • libnativewindow.so
    • libstdc++.so (absent de la configuration)
    • libsync.so
    • libvndksupport.so
    • libz.so (déplacé vers VNDK-SP dans la configuration)
  • VNDK-SP
    • 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

Le tableau ci-dessous répertorie la configuration des espaces de noms pour les processus du framework, qui est extraite de la section [system] de la configuration VNDK-Lite.

Espace de noms Propriété Valeur
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 (pour 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 (pour 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 (pour le noyau RS compilé)
isolated true
visible true
links default,vndk
link.default.shared_libs LL-NDK
libmediandk.so
libft2.so
link.vndk.shared_libs VNDK-SP

Le tableau ci-dessous présente la configuration des espaces de noms pour les processus du fournisseur, qui est extraite de la section [vendor] de la configuration VNDK-Lite.

Espace de noms Propriété Valeur
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/${LIB} (obsolète)
/product/${LIB} (obsolète)
isolated false

Pour en savoir plus, consultez /linkerconfig/ld.config.txt sur l'appareil.

Historique du document

Modifications apportées à Android 11

  • Dans Android 11, les fichiers ld.config.*.txt statiques sont supprimés de la base de code et LinkerConfig les génère à l'exécution.

Modifications apportées à Android 9

  • Dans Android 9, l'espace de noms de l'éditeur de liens vndk est ajouté aux processus du fournisseur, et les bibliothèques partagées VNDK sont isolées de l'espace de noms de l'éditeur de liens par défaut.
  • Remplacez PRODUCT_FULL_TREBLE par un PRODUCT_TREBLE_LINKER_NAMESPACES plus spécifique.
  • Android 9 modifie les noms des fichiers de configuration de l'éditeur de liens dynamiques suivants.
    Android 8.x Android 9 Description
    ld.config.txt.in ld.config.txt Pour les appareils avec isolation de l'espace de noms de l'éditeur de liens d'exécution
    ld.config.txt ld.config.vndk_lite.txt Pour les appareils avec isolation de l'espace de noms de l'éditeur de liens VNDK-SP
    ld.config.legacy.txt ld.config.legacy.txt Pour les anciens appareils équipés d'Android 7.x ou version antérieure
  • Supprimez android.hardware.graphics.allocator@2.0.so.
  • Les partitions product et odm sont ajoutées.