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HIDL

A linguagem de definição de interface HAL ou HIDL (pronuncia-se "hide-l") é uma linguagem de descrição de interface (IDL) para especificar a interface entre um HAL e seus usuários. Ele permite especificar tipos e chamadas de métodos, coletados em interfaces e pacotes. De forma mais ampla, HIDL é um sistema de comunicação entre bases de código que podem ser compiladas de forma independente.

O HIDL deve ser usado para comunicação entre processos (IPC). A comunicação entre os processos é chamada de Binderized . Para bibliotecas que devem ser vinculadas a um processo, um modo de passagem também está disponível (não compatível com Java).

HIDL especifica estruturas de dados e assinaturas de método, organizadas em interfaces (semelhantes a uma classe) que são coletadas em pacotes. A sintaxe de HIDL parecerá familiar para programadores C ++ e Java, embora com um conjunto diferente de palavras-chave. HIDL também usa anotações de estilo Java.

Design HIDL

O objetivo do HIDL é que a estrutura possa ser substituída sem a necessidade de reconstruir HALs. Os HALs serão construídos por fornecedores ou fabricantes de SOC e colocados em uma partição /vendor no dispositivo, permitindo que a estrutura, em sua própria partição, seja substituída por um OTA sem recompilar os HALs.

O projeto HIDL equilibra as seguintes preocupações:

  • Interoperabilidade . Crie interfaces confiáveis ​​e interoperáveis ​​entre processos que podem ser compilados com várias arquiteturas, conjuntos de ferramentas e configurações de construção. As interfaces HIDL têm versões e não podem ser alteradas depois de publicadas.
  • Eficiência HIDL tenta minimizar o número de operações de cópia. Os dados definidos por HIDL são entregues ao código C ++ em estruturas de dados de layout padrão C ++ que podem ser usadas sem descompactação. O HIDL também fornece interfaces de memória compartilhada e, como os RPCs são inerentemente lentos, o HIDL oferece suporte a duas maneiras de transferir dados sem usar uma chamada RPC: memória compartilhada e Fast Message Queue (FMQ).
  • Intuitivo . HIDL evita problemas espinhosos de propriedade de memória usando apenas in parâmetros para RPC (consulte Android Interface Definition Language (AIDL) ); os valores que não podem ser retornados com eficiência de métodos são retornados por meio de funções de retorno de chamada. Nem passar dados em HIDL para transferência nem receber dados de HIDL altera a propriedade dos dados - a propriedade sempre permanece com a função de chamada. Os dados precisam persistir apenas durante a função chamada e podem ser destruídos imediatamente após o retorno da função chamada.

Usando o modo passthrough

Para atualizar dispositivos que executam versões anteriores do Android para o Android O, você pode envolver os HALs convencionais (e legados) em uma nova interface HIDL que atende o HAL nos modos binderized e mesmo processo (passthrough). Esse empacotamento é transparente para a estrutura HAL e Android.

O modo Passthrough está disponível apenas para clientes e implementações C ++. Os dispositivos que executam versões anteriores do Android não têm HALs escritos em Java, portanto, os HALs Java são inerentemente agrupados.

Quando um arquivo .hal é compilado, o hidl-gen produz um arquivo de cabeçalho de passagem extra BsFoo.h além dos cabeçalhos usados ​​para comunicação de fichário; este cabeçalho define as funções a serem dlopen . Como os HALs de passagem são executados no mesmo processo em que são chamados, na maioria dos casos, os métodos de passagem são chamados por chamada de função direta (mesmo encadeamento). oneway métodos oneway são executados em seu próprio thread, pois não têm a intenção de esperar que o HAL os processe (isso significa que qualquer HAL que usa métodos oneway no modo de passagem deve ser seguro para thread).

Dado um IFoo.hal , BsFoo.h envolve os métodos gerados por HIDL para fornecer características adicionais (tal como fazendo oneway transacções executadas no outro segmento). Este arquivo é semelhante ao BpFoo.h , porém, em vez de passar chamadas IPC usando o fichário, as funções desejadas são chamadas diretamente. Implementações futuras de HALs podem fornecer várias implementações, como FooFast HAL e FooAccurate HAL. Nesses casos, um arquivo para cada implementação adicional seria criado (por exemplo, PTFooFast.cpp e PTFooAccurate.cpp ).

Binderizing passthrough HALs

Você pode vincular as implementações HAL que oferecem suporte ao modo de passagem. Dada uma interface HAL abcd@MN::IFoo , dois pacotes são criados:

  • abcd@MN::IFoo-impl . Contém a implementação do HAL e expõe a função IFoo* HIDL_FETCH_IFoo(const char* name) . Em dispositivos legados, este pacote é dlopen e a implementação é instanciada usando HIDL_FETCH_IFoo . Você pode gerar o código base usando hidl-gen e -Lc++-impl e -Landroidbp-impl .
  • abcd@MN::IFoo-service . Abre o HAL de passagem e se registra como um serviço vinculado, permitindo que a mesma implementação de HAL seja usada como passagem e vinculativa.

Dado o tipo IFoo , você pode chamar sp<IFoo> IFoo::getService(string name, bool getStub) para obter acesso a uma instância de IFoo . Se getStub for verdadeiro, getService tentará abrir o HAL apenas no modo de passagem. Se getStub for false, getService tentará localizar um serviço vinculado; se isso falhar, ele tentará encontrar o serviço de passagem. O parâmetro getStub nunca deve ser usado, exceto em defaultPassthroughServiceImplementation . (Os dispositivos que iniciam com o Android O são dispositivos totalmente vinculados, portanto, a abertura de um serviço no modo de passagem não é permitida.)

Gramática HIDL

Por design, a linguagem HIDL é semelhante a C (mas não usa o pré-processador C). Toda pontuação não descrita abaixo (além do uso óbvio de = e | ) faz parte da gramática.

Observação: para obter detalhes sobre o estilo do código HIDL, consulte o Guia de estilo do código .

  • /** */ indica um comentário de documentação. Eles podem ser aplicados apenas a declarações de tipo, método, campo e valor enum.
  • /* */ indica um comentário de várias linhas.
  • // indica um comentário no final da linha. Além de // , as novas linhas são iguais a qualquer outro espaço em branco.
  • No exemplo de gramática abaixo, o texto de // até o final da linha não faz parte da gramática, mas é um comentário sobre a gramática.
  • [empty] significa que o termo pode estar vazio.
  • ? seguir um literal ou termo significa que é opcional.
  • ... indica a sequência contendo zero ou mais itens com pontuação de separação conforme indicado. Não há argumentos variáveis ​​no HIDL.
  • As vírgulas separam os elementos da sequência.
  • Os pontos-e-vírgulas encerram cada elemento, incluindo o último elemento.
  • MAIÚSCULAS é um não terminal.
  • italics é uma família de tokens, como integer ou identifier (regras de análise C padrão).
  • constexpr é uma expressão constante do estilo C (como 1 + 1 e 1L << 3 ).
  • import_name é um pacote ou nome de interface, qualificado conforme descrito em Controle de versão HIDL .
  • words minúsculas são tokens literais.

Exemplo:

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

Terminologia

Esta seção usa os seguintes termos relacionados ao HIDL:

encadernado Indica que o HIDL está sendo usado para chamadas de procedimento remoto entre processos, implementado por meio de um mecanismo semelhante ao Binder. Veja também passthrough .
retorno de chamada, assíncrono Interface servida por um usuário HAL, passada para o HAL (por meio de um método HIDL) e chamada pelo HAL para retornar dados a qualquer momento.
callback, síncrono Retorna dados da implementação do método HIDL de um servidor para o cliente. Não usado para métodos que retornam void ou um único valor primitivo.
cliente Processo que chama métodos de uma interface específica. Um HAL ou processo de estrutura pode ser um cliente de uma interface e um servidor de outra. Veja também passthrough .
estende Indica uma interface que adiciona métodos e / ou tipos a outra interface. Uma interface pode estender apenas uma outra interface. Pode ser usado para um incremento de versão menor no mesmo nome de pacote ou para um novo pacote (por exemplo, uma extensão de fornecedor) para construir em um pacote mais antigo.
gera Indica um método de interface que retorna valores ao cliente. Para retornar um valor não primitivo, ou mais de um valor, uma função de retorno de chamada síncrona é gerada.
interface Coleção de métodos e tipos. Traduzido para uma classe em C ++ ou Java. Todos os métodos em uma interface são chamados na mesma direção: um processo cliente invoca métodos implementados por um processo servidor.
mão única Quando aplicado a um método HIDL, indica que o método não retorna valores e não bloqueia.
pacote Coleção de interfaces e tipos de dados compartilhando uma versão.
atravessar Modo de HIDL em que o servidor é uma biblioteca compartilhada, dlopen pelo cliente. No modo de passagem, cliente e servidor são o mesmo processo, mas bases de código separadas. Usado apenas para trazer bases de código legadas para o modelo HIDL. Veja também Binderized .
servidor Processo que implementa métodos de uma interface. Veja também passthrough .
transporte Infraestrutura HIDL que move dados entre o servidor e o cliente.
versão Versão de um pacote. Consiste em dois números inteiros, maiores e menores. Incrementos de versão menores podem adicionar (mas não alterar) tipos e métodos.