Первый предварительный релиз порта Foreign Function & Memory API для Android.

С выпуском стабильной версии JDK 22 в конце марта, вышла окончательная версия FFM API — современного переосмысления доступа к нативной памяти и функциям. Примечательно, что его история начиналась ещё в JDK 14 несколько лет назад, тогда же я и обратил на него своё внимание. Мне стало интересно, возможно ли без поддержки со стороны платформы полноценное портирование этого API, и ответ — ДА!

На скриншоте выше - пример из официальной документации, запущенный на android 8.0. В нём происходит вызов функции qsort из libc, при этом один из параметров — указатель на функцию сравнения. С помощью метода upcallStub можно создать указатель на MethodHandle как на нативную функцию, что и демонстрирует пример. Полная документация исходного апи доступна на официальном сайте oracle

Отдельно отмечу отличия:

• Полностью воссоздать API не получилось т.к. до android 9.0 отсутствует его важный компонент — класс VarHandle, поэтому был создан другой класс с теми же методами, но без полиморфного поведения (чуть хуже оптимизация)

• MemoryLayout`ы нулевого размера не разрешены (в исходном варианте их поведение не совпадает с фактическим в компиляторах C и C++)

• Временно не работают upcall вызовы из потоков, не подключённых к jvm. Скоро исправлю, но ещё не придумал оптимальный путь

• Вернул методы MemoryLayout.valueLayout и paddedStructLayout. Не знаю почему их убрали в конечной версии

• Возможно что-то ещё

Весь исходный код доступен на github

Некоторые могут помнить, как в комментариях под одной из своих статей на тему Unsafe в Android я писал, что занимаюсь портированием FFM API на эту платформу. Не так давно API окончательно вышло из предварительного доступа и стало полноправной частью JDK 22. Я поймал за хвост вдохновение и с утроенными силами начал писать код и придумывать как перенести непереносимое. Так начались поиски способа рантайм генерации нативного кода под любую из поддерживаемых андроидом архитектур, и он был найден! Выходом стала системная библиотека libLLVM.so, которая умеет делать всё, что мне нужно. Осталось лишь подключить её к java коду без готового линкера. После серии экспериментов и кучи кода родилось это:

На данном скриншоте видно тестовый запуск генерации простенькой функции с выводом полученного машинного кода (он парсится из выходного ELF файла). Я планирую использовать что-то подобное как часть линкера для FFM API.

В общем, работа кипит, и никакие преграды не страшны, если хорошенько постараться. В будущем надеюсь осилить написание цикла статей про нюансы разработки, с которыми пришлось столкнуться.

Если вас заинтересовала тема, за процессом можно следить на github`е проекта