glibc-adaptor

gnu libc adapte library

编译说明

git clone https://github.com/openfde/glibc-adapter.git
cd glibc-adapter/
cmake -B build/debug -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -GNinja -DCMAKE_ANDROID_NDK=ndk-dir
cmake --build build/debug

CMAKE_ANDROID_NDK指定ndk路径，默认为"~/Android/Sdk/ndk/25.2.9519653"，指定的ndk版本建议与默认版本一致

版本发布时，需将CMAKE_BUILD_TYPE改为Release。

动态库路径为build/debug/src/libglibc-adapter.so，库名不能修改，bionic linker64使用libglibc-adapter.so名加载该库，搜索路径为Android默认的搜索路径，如：/system/lib64/, /vendor/lib64/等，建议放在/vendor/lib64/路径下。

开发说明

主功能说明

定义了两类接口，一类为linker调用接口（src/glibc-adapter.h），一类为适配注册接口（src/adapter-register.h）

所有实现代码在src/glibc-adapter.c文件中，实现的功能有：

• 根据符号查找适配接口函数，采用二分查找法搜索符号
• 适配接口按类别注册，一般建议按照标准C的头文件分类，如：stdio.h中接口的适配，定义stdio类别，在该类别中实现功能。最多支持8192个适配接口
• 定义了日志函数接口，采用Android log记录日志，级别为ANDROID_LOG_DEBUG，tag名为"glibc-adapter"

注意事项

• 该实现代码中不能包含动态内存分配，以及涉及动态内存分配的libc函数
• 不能包含运行前的初始化代码，即调用函数初始化全局变量，否则会报错，主要原因linker调用接口会在初始化该库前被调用。可以通过查看动态库ELF文件是否包含.init或.init_array分节来确认

适配接口开发说明

注册基础接口

struct glibc_adapter_t { const char* symbol; void* adapt_fun; };
int register_adapters(const char* classes, const struct glibc_adapter_t* adapters, size_t adapter_count);

注册封装接口

#define ADAPTERS_SIZE(adapters) (sizeof(adapters) / sizeof(adapters[0]))
#define REGISTER_ADAPTER_ARRAY(classes, adapters) register_adapters(classes, (adapters), ADAPTERS_SIZE((adapters)))
#define REGISTER_ADAPTERS_BY_CLASS(classes) REGISTER_ADAPTER_ARRAY(#classes, classes ## _adapters)

只需调用REGISTER_ADAPTERS_BY_CLASS(classes)注册即可，不需要再显示调用注册函数，"classes"表示类别

接口适配封装

#define ADAPT_DIRECT(symbol) {#symbol, (void *)symbol}
#define ADAPT_INDIRECT(symbol) {#symbol, (void *)adapt_##symbol}

ADAPT_DIRECT(symbol) 表示符号转发，即gnu glibc符号功能由bionic libc对应符号功能代替

ADAPT_INDIRECT(symbol) 表示符号适配，即bionic需要适配才能满足gnu libc符号功能，如：gnu libc符号在bionic中不存在；gnu libc接口参数与bionic对应接口不匹配等。

开发者需要实现适配函数，该函数的命名规则为"adapt_"接上gnu libc符号名。

日志记录接口

int adapter_log(const char* format, ...);

开发者如果想跟踪适配函数的调用，可使用adaper_log记录内容

新增适配类别

1. 新增类别需创建一个c文件，建议命名规则为"classes-adapter.c"，"classes"表示类别名称。建议每个C头文件定义一个新类别
2. 在src/CMakeLists.txt中的ADAPTER_FILES变量中增加该文件
3. 编写适配函数代码，所有适配函数使用static修饰，函数的命名规则为"adapt_classes"，"classes"表示类别名称。
4. 定义glibc_adapter_t数组，数组名的命名规则为"classes_adapters"，"classes"表示类别名称。
5. 使用ADAPT_DIRECT或ADAPT_INDIRECT初始化数组元素
6. 实现注册函数的封装功能，命名规则为"register_adapters_classes"，"classes"表示类别名称。该函数由主功能代码调用
7. 在src/glibc-adapter.c中register_all_adapters函数末尾加上REGISTER_ADAPTERS_BY_CLASSES(classes); "classes"表示新增的适配接口类别。

适配函数的实现和定义可参照src/errno-adapter.c代码

新增适配接口

1. 编写适配函数代码，所有适配函数使用static修饰，函数的命名规则为"adapt_classes"，"classes"表示类别名称。
2. 在glibc_adapter_t数组末尾追加适配接口，也可以按照功能插入

函数名和变量名符号

libc中，有些函数名或变量名为宏定义，实际符号与宏名不一致，如：stdin, stdout, stderr，为宏名，定义变量分别为_IO_2_1_stdin_, IO_2_1_stdin, _IO_2_1_stderr_等，需要对定义变量进行适配，而非stdin, stdout, stderr名进行适配，可参考src/stdio-apdater.c中对stdin, stdout, stderr等的适配实现

使用以下命令，查看libc库导出的实际符号名

readelf -W --dyn-syms /lib/aarch64-linux-gnu/libc.so.6

约束：

• 所有适配接口都以"adapt_"开头，再接上适配函数的名称
• 所有适配函数都需用static修复，否则可能会产生符号污染问题
• 代码必须使用标准C语言实现，不能使用C++，否则导致加载报错，此时libc++库未调用初始化过程
• 必须静态定义glibc_adapter_t数组，不支持动态分配该数组，否则加载时出现段错误，这些数组在libc库初始化之前使用

注意事项

• 最多支持8192个接口适配，包括：函数和全局变量，超过该数时，该类型适配接口不会生效，可使用logcat -s glibc-adapter查看日志确认，如：输出“No enough memory for %s adapters”。
• 不能包含运行前的初始化代码，即调用函数初始化全局变量，否则会报错，主要原因linker调用接口会在初始化该库前被调用。可以通过查看动态库ELF文件是否包含.init或.init_array分节来确认