鸿蒙HarmonyOS应用开发之C/C++标准库机制概述

OpenHarmony NDK提供业界标准库 libc标准库、 C++标准库 ,本文用于介绍C/C++标准库在OpenHarmony中的机制,开发者了解这些机制有助于在NDK开发过程中避免相关问题。

1. C++兼容性

在OpenHarmony系统中,系统库与应用Native库都在使用C++标准库(参考 libc++版本 ),系统库依赖的C++标准库随镜像版本升级,而应用Native库依赖的C++标准库随编译使用的SDK版本升级,两部分依赖的C++基础库会跨多个大版本,产生ABI兼容性问题。为了解决此问题,OpenHarmony上把两部分依赖的C++标准库进行了区分。

  • 系统库:使用libc++.so, 随系统镜像发布。
  • 应用Native库:使用libc++_shared.so,随应用发布。

两个库使用的C++命名空间不一样,libc++.so使用__h作为C++符号的命名空间,libc++_shared.so使用__n1作为C++符号的命名空间。

注意:系统和应用使用的C++标准库不能进行混用,Native API接口当前只能是C接口,可以通过这个接口隔离两边的C++运行环境。因此在使用共享库HAR包构建应用时,如果HAR包含的libc++_shared.so不同于应用使用的libc++_shared.so版本,那么只有其中一个版本会安装到应用里,可能会导致不兼容问题,可以使用相同的SDK版本更新HAR包解决此问题。

已知C++兼容性问题:应用启动或者dlopen时hilog报错symbol not found, s=__emutls_get_address,原因是OpenHarmony 3.2及之前版本SDK中的libc++_shared.so无此符号,而OpenHarmony4.0之后版本SDK的libc++_shared.so是有此符号的。解决此问题需要更新应用或者共享库HAR包的SDK版本。

2. musl libc动态链接器

2.1 动态库加载命名空间隔离

动态库加载命名空间(namespace,下面统称为ns)是动态链接器设计的一个概念(区别于C++语言中的命名空间),其设计的主要目的是为了在进程中做native库资源访问的管控,以达到安全隔离的目的。例如系统native库允许加载系统目录(/system/lib64;/vendor/lib64等)下的native库,但是普通应用native库仅允许加载普通应用native库和ndk库,而不允许直接加载系统native库。

动态链接器无论是在加载编译依赖(DT_NEEDED)中指定的共享库,还是调用dlopen加载指定的共享库,都需要关联到具体的ns。

OpenHarmony中动态库加载namespace配置的情况

  • default ns:动态链接器启动时默认创建的ns,它可以搜索/system/lib{abi};/vendor/lib{abi}等系统目录路径下的so。
  • ndk ns:动态链接器启动时默认创建的ns,它可以搜索/system/lib{abi}/ndk目录下的so,主要是暴露了NDK接口的so。
  • app ns: 应用启动时创建的ns,它的搜索路径一般是应用的安装路径(可能为沙箱路径),即可加载应用的so。

当前这一套命名空间机制主要限制了应用native库和系统native库之间的调用,如图所示,具体规则为

  1. default ns和ndk ns可以互相访问全部so,不能访问app ns的so。
  2. app ns能访问ndk ns的全部so,不能访问default ns的so。

2.2 rpath机制

rpath(run-time path)是在运行时指定共享库搜索路径的机制。该机制允许在可执行文件或共享库中嵌入一个用于在运行时指定库的搜索路径的信息。

由于上文介绍的命名空间隔离机制,应用仅允许加载对应安装目录拼接native库路径下(例如arm64平台上为libs/arm64)的应用native库,当应用程序涉及加载较多的native库,期望创建多个native库加载路径方便管理,但是会导致无法加载新创建目录下的native库,这种情况可以通过rpath机制编译时指定搜索路径。

例如,应用安装目录lib/arm64下的libhello.so依赖新创建路径lib/arm64/module下的libworld.so,那么在应用的CMakeList.txt里设置上rpath编译选项后编译,使用readelf查看libhello.so的rpath配置如图所示,$ORIGIN为libhello.so所在路径,运行时即可正常加载module目录下的libworld.so。

SET(CMAKE_BUILD_WITH_INSTALL_RPATH TRUE)
SET(CMAKE_INSTALL_RPATH "\${ORIGIN}/module")

2.3 支持dlclose

支持使用dlclose真实卸载动态库的能力。

2.4 支持symbol-version机制

symbol-version是libc在动态链接-符号重定位阶段的符号检索机制,支持不同版本的符号重定位,也可以帮助解决重复符号的问题。可参考 LD Version Scripts (GNU Gnulib)

写在最后

  • 如果你觉得这篇内容对你还蛮有帮助,我想邀请你帮我三个小忙:
  • 点赞,转发,有你们的 『点赞和评论』,才是我创造的动力。
  • 关注小编,同时可以期待后续文章ing🚀,不定期分享原创知识。
  • 想要获取更多完整鸿蒙最新学习知识点,请移步前往小编:https://gitee.com/MNxiaona/733GH/blob/master/jianshu
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,761评论 5 460
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,953评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,998评论 0 320
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,248评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,130评论 4 356
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,145评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,550评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,236评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,510评论 1 291
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,601评论 2 310
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,376评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,247评论 3 313
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,613评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,911评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,191评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,532评论 2 342
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,739评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容