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HIDL

El lenguaje de definición de interfaz HAL o HIDL (pronunciado "hide-l") es un lenguaje de descripción de interfaz (IDL) para especificar la interfaz entre un HAL y sus usuarios. Permite especificar tipos y llamadas a métodos, recopilados en interfaces y paquetes. En términos más generales, HIDL es un sistema para comunicarse entre bases de código que se pueden compilar de forma independiente.

HIDL está diseñado para utilizarse para la comunicación entre procesos (IPC). La comunicación entre procesos se denomina Binderizada . Para las bibliotecas que deben estar vinculadas a un proceso, también está disponible un modo de paso a través (no compatible con Java).

HIDL especifica las estructuras de datos y las firmas de métodos, organizadas en interfaces (similares a una clase) que se recopilan en paquetes. La sintaxis de HIDL les resultará familiar a los programadores de C ++ y Java, aunque con un conjunto diferente de palabras clave. HIDL también usa anotaciones de estilo Java.

Diseño HIDL

El objetivo de HIDL es que el marco se pueda reemplazar sin tener que reconstruir HAL. Los proveedores o fabricantes de SOC crearán HAL y se colocarán en una partición /vendor en el dispositivo, lo que permitirá que el marco, en su propia partición, se reemplace por una OTA sin volver a compilar los HAL.

El diseño de HIDL equilibra las siguientes preocupaciones:

  • Interoperabilidad . Cree interfaces confiables e interoperables entre procesos que se pueden compilar con varias arquitecturas, cadenas de herramientas y configuraciones de compilación. Las interfaces HIDL están versionadas y no se pueden cambiar después de su publicación.
  • Eficiencia . HIDL intenta minimizar el número de operaciones de copia. Los datos definidos por HIDL se entregan al código C ++ en estructuras de datos de diseño estándar C ++ que se pueden utilizar sin desempaquetar. HIDL también proporciona interfaces de memoria compartida y, como las RPC son inherentemente algo lentas, HIDL admite dos formas de transferir datos sin utilizar una llamada RPC: memoria compartida y una cola de mensajes rápidos (FMQ).
  • Intuitivo . HIDL evita problemas espinosos de propiedad de la memoria al usar solo in parámetros para RPC (consulte Lenguaje de definición de interfaz de Android (AIDL) ); los valores que no se pueden devolver de manera eficiente desde los métodos se devuelven mediante funciones de devolución de llamada. Ni pasar datos a HIDL para su transferencia ni recibir datos de HIDL cambia la propiedad de los datos; la propiedad siempre permanece con la función de llamada. Los datos deben persistir solo durante la duración de la función llamada y pueden destruirse inmediatamente después de que regrese la función llamada.

Usando el modo de paso a través

Para actualizar dispositivos que ejecutan versiones anteriores de Android a Android O, puede empaquetar HAL convencionales (y heredados) en una nueva interfaz HIDL que sirve a HAL en modos enlazados y del mismo proceso (paso a través). Esta envoltura es transparente tanto para HAL como para el marco de Android.

El modo Passthrough solo está disponible para implementaciones y clientes C ++. Los dispositivos que ejecutan versiones anteriores de Android no tienen HAL escritos en Java, por lo que los HAL de Java están intrínsecamente enlazados.

Cuando se .hal un archivo .hal , hidl-gen genera un archivo de encabezado de paso adicional BsFoo.h además de los encabezados utilizados para la comunicación del binder; este encabezado define las funciones que se dlopen . Como los HAL de paso a través se ejecutan en el mismo proceso en el que se llaman, en la mayoría de los casos, los métodos de paso a través se invocan mediante una llamada de función directa (el mismo hilo). oneway métodos oneway ejecutan en su propio hilo, ya que no están destinados a esperar a que HAL los procese (esto significa que cualquier HAL que utilice métodos oneway en modo de paso a través debe ser seguro para subprocesos).

Dado un IFoo.hal , BsFoo.h envuelve los métodos generados por HIDL para proporcionar características adicionales (como hacer que las transacciones oneway ejecuten en otro hilo). Este archivo es similar a BpFoo.h , sin embargo, en lugar de pasar llamadas IPC usando binder, las funciones deseadas se invocan directamente. Las implementaciones futuras de HAL pueden proporcionar múltiples implementaciones, como FooFast HAL y FooAccurate HAL. En tales casos, se crearía un archivo para cada implementación adicional (por ejemplo, PTFooFast.cpp y PTFooAccurate.cpp ).

Aglutinantes passthrough HAL

Puede enlazar implementaciones de HAL que admitan el modo de transferencia. Dada una interfaz HAL abcd@MN::IFoo , se crean dos paquetes:

  • abcd@MN::IFoo-impl . Contiene la implementación de HAL y expone la función IFoo* HIDL_FETCH_IFoo(const char* name) . En los dispositivos heredados, este paquete está dlopen y la implementación se HIDL_FETCH_IFoo mediante HIDL_FETCH_IFoo . Puede generar el código base usando hidl-gen y -Lc++-impl -Landroidbp-impl y -Landroidbp-impl .
  • abcd@MN::IFoo-service . Abre el HAL de paso a través y se registra a sí mismo como un servicio enlazado, lo que permite que la misma implementación de HAL se utilice como paso a través y enlazado.

Dado el tipo IFoo , puede llamar a sp<IFoo> IFoo::getService(string name, bool getStub) para obtener acceso a una instancia de IFoo . Si getStub es verdadero, getService intenta abrir HAL solo en modo de paso. Si getStub es falso, getService intenta encontrar un servicio enlazado; si eso falla, intenta encontrar el servicio de paso a través. El parámetro getStub nunca debe usarse excepto en defaultPassthroughServiceImplementation . (Los dispositivos que se inician con Android O son dispositivos totalmente vinculados, por lo que no se permite abrir un servicio en modo de transferencia).

Gramática HIDL

Por diseño, el lenguaje HIDL es similar a C (pero no usa el preprocesador de C). Toda la puntuación que no se describe a continuación (aparte del uso obvio de = y | ) es parte de la gramática.

Nota: Para obtener detalles sobre el estilo del código HIDL, consulte la Guía de estilo del código .

  • /** */ indica un comentario de documentación. Estos se pueden aplicar solo a declaraciones de valor de tipo, método, campo y enumeración.
  • /* */ indica un comentario de varias líneas.
  • // indica un comentario al final de la línea. Aparte de // , las nuevas líneas son las mismas que cualquier otro espacio en blanco.
  • En el ejemplo de gramática a continuación, el texto desde // hasta el final de la línea no es parte de la gramática, sino que es un comentario sobre la gramática.
  • [empty] significa que el término puede estar vacío.
  • ? seguir un literal o término significa que es opcional.
  • ... indica una secuencia que contiene cero o más elementos con puntuación de separación como se indica. No hay argumentos variados en HIDL.
  • Las comas separan los elementos de la secuencia.
  • Los puntos y comas terminan cada elemento, incluido el último elemento.
  • MAYÚSCULAS es un no terminal.
  • italics es una familia de tokens como un integer o un identifier (reglas de análisis estándar de C).
  • constexpr es una expresión constante de estilo C (como 1 + 1 y 1L << 3 ).
  • import_name es un paquete o nombre de interfaz, calificado como se describe en Control de versiones HIDL .
  • Las words minúsculas son símbolos literales.

Ejemplo:

ROOT =
    PACKAGE IMPORTS PREAMBLE { ITEM ITEM ... }  // not for types.hal
  | PACKAGE IMPORTS ITEM ITEM...  // only for types.hal; no method definitions

ITEM =
    ANNOTATIONS? oneway? identifier(FIELD, FIELD ...) GENERATES?;
  |  safe_union identifier { UFIELD; UFIELD; ...};
  |  struct identifier { SFIELD; SFIELD; ...};  // Note - no forward declarations
  |  union identifier { UFIELD; UFIELD; ...};
  |  enum identifier: TYPE { ENUM_ENTRY, ENUM_ENTRY ... }; // TYPE = enum or scalar
  |  typedef TYPE identifier;

VERSION = integer.integer;

PACKAGE = package android.hardware.identifier[.identifier[...]]@VERSION;

PREAMBLE = interface identifier EXTENDS

EXTENDS = <empty> | extends import_name  // must be interface, not package

GENERATES = generates (FIELD, FIELD ...)

// allows the Binder interface to be used as a type
// (similar to typedef'ing the final identifier)
IMPORTS =
   [empty]
  |  IMPORTS import import_name;

TYPE =
  uint8_t | int8_t | uint16_t | int16_t | uint32_t | int32_t | uint64_t | int64_t |
 float | double | bool | string
|  identifier  // must be defined as a typedef, struct, union, enum or import
               // including those defined later in the file
|  memory
|  pointer
|  vec<TYPE>
|  bitfield<TYPE>  // TYPE is user-defined enum
|  fmq_sync<TYPE>
|  fmq_unsync<TYPE>
|  TYPE[SIZE]

FIELD =
   TYPE identifier

UFIELD =
   TYPE identifier
  |  safe_union identifier { FIELD; FIELD; ...} identifier;
  |  struct identifier { FIELD; FIELD; ...} identifier;
  |  union identifier { FIELD; FIELD; ...} identifier;

SFIELD =
   TYPE identifier
  |  safe_union identifier { FIELD; FIELD; ...};
  |  struct identifier { FIELD; FIELD; ...};
  |  union identifier { FIELD; FIELD; ...};
  |  safe_union identifier { FIELD; FIELD; ...} identifier;
  |  struct identifier { FIELD; FIELD; ...} identifier;
  |  union identifier { FIELD; FIELD; ...} identifier;

SIZE =  // Must be greater than zero
     constexpr

ANNOTATIONS =
     [empty]
  |  ANNOTATIONS ANNOTATION

ANNOTATION =
  |  @identifier
  |  @identifier(VALUE)
  |  @identifier(ANNO_ENTRY, ANNO_ENTRY  ...)

ANNO_ENTRY =
     identifier=VALUE

VALUE =
     "any text including \" and other escapes"
  |  constexpr
  |  {VALUE, VALUE ...}  // only in annotations

ENUM_ENTRY =
     identifier
  |  identifier = constexpr

Terminología

Esta sección utiliza los siguientes términos relacionados con HIDL:

encuadernado Indica que HIDL se está utilizando para llamadas a procedimientos remotos entre procesos, implementado mediante un mecanismo similar a Binder. Véase también traspaso .
devolución de llamada, asincrónica Interfaz servida por un usuario de HAL, pasada a HAL (a través de un método HIDL) y llamada por HAL para devolver datos en cualquier momento.
devolución de llamada, sincrónico Devuelve datos de la implementación del método HIDL de un servidor al cliente. No se usa para métodos que devuelven vacío o un solo valor primitivo.
cliente Proceso que llama a métodos de una interfaz en particular. Un proceso HAL o marco puede ser un cliente de una interfaz y un servidor de otra. Véase también traspaso .
extiende Indica una interfaz que agrega métodos y / o tipos a otra interfaz. Una interfaz solo puede ampliar otra interfaz. Puede usarse para un incremento de versión menor en el mismo nombre de paquete o para un paquete nuevo (por ejemplo, una extensión de proveedor) para construir sobre un paquete más antiguo.
genera Indica un método de interfaz que devuelve valores al cliente. Para devolver un valor no primitivo, o más de un valor, se genera una función de devolución de llamada síncrona.
interfaz Colección de métodos y tipos. Traducido a una clase en C ++ o Java. Todos los métodos de una interfaz se llaman en la misma dirección: un proceso cliente invoca métodos implementados por un proceso servidor.
de una sola mano Cuando se aplica a un método HIDL, indica que el método no devuelve valores y no se bloquea.
paquete Colección de interfaces y tipos de datos que comparten una versión.
pasar por Modo de HIDL en el que el servidor es una biblioteca compartida, dlopen por el cliente. En el modo de transferencia, el cliente y el servidor son el mismo proceso pero bases de código separadas. Se usa solo para incorporar bases de código heredadas al modelo HIDL. Consulte también Binderized .
servidor Proceso que implementa métodos de una interfaz. Véase también traspaso .
transporte Infraestructura HIDL que mueve datos entre el servidor y el cliente.
versión Versión de un paquete. Consta de dos números enteros, mayor y menor. Los incrementos de versiones menores pueden agregar (pero no cambiar) tipos y métodos.