HIDL

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Il linguaggio di definizione dell'interfaccia HAL o HIDL è un linguaggio di descrizione dell'interfaccia (IDL) per specificare l'interfaccia tra un HAL e i suoi utenti. HIDL consente di specificare tipi e chiamate di metodo, raccolte in interfacce e pacchetti. Più in generale, HIDL è un sistema per la comunicazione tra basi di codice che possono essere compilate in modo indipendente. A partire da Android 10, HIDL è deprecato e Android sta migrando per utilizzare AIDL ovunque.

HIDL è concepito per essere utilizzato per la comunicazione tra processi (IPC). Gli HALS creati con HDL sono chiamati HAL vincolati in quanto possono comunicare con altri livelli di architettura utilizzando chiamate IPC (Binder Inter-Process Communication). Gli HAL vincolati vengono eseguiti in un processo separato dal client che li utilizza. Per le librerie che devono essere collegate a un processo, è disponibile anche una modalità passthrough (non supportata in Java).

HIDL specifica le strutture dei dati e le firme dei metodi, organizzate in interfacce (simili a una classe) che vengono raccolte in pacchetti. La sintassi di HIDL sembra familiare ai programmatori C++ e Java, ma con un diverso insieme di parole chiave. HIDL utilizza anche annotazioni in stile Java.

Terminologia

Questa sezione utilizza i seguenti termini relativi a HIDL:

legato Indica che HIDL viene utilizzato per chiamate di procedure remote tra processi, implementato su un meccanismo simile a Raccoglitore. Vedi anche passaggio .
richiamata, asincrono Interfaccia servita da un utente HAL, passata all'HAL (usando un metodo HIDL) e chiamata dall'HAL per restituire i dati in qualsiasi momento.
richiamata, sincrono Restituisce i dati dall'implementazione del metodo HIDL di un server al client. Non utilizzato per metodi che restituiscono void o un singolo valore primitivo.
cliente Processo che chiama i metodi di una particolare interfaccia. Un processo framework HAL o Android può essere un client di un'interfaccia e un server di un'altra. Vedi anche passaggio .
si estende Indica un'interfaccia che aggiunge metodi e/o tipi a un'altra interfaccia. Un'interfaccia può estendere solo un'altra interfaccia. Può essere utilizzato per un incremento di versione minore nello stesso nome del pacchetto o per un nuovo pacchetto (ad esempio un'estensione del fornitore) da costruire su un pacchetto precedente.
genera Indica un metodo di interfaccia che restituisce valori al client. Per restituire un valore non primitivo o più di un valore, viene generata una funzione di callback sincrona.
interfaccia Raccolta di metodi e tipi. Tradotto in una classe in C++ o Java. Tutti i metodi in un'interfaccia vengono chiamati nella stessa direzione: un processo client richiama metodi implementati da un processo server.
senso unico Quando applicato a un metodo HIDL, indica che il metodo non restituisce valori e non si blocca.
pacchetto Raccolta di interfacce e tipi di dati che condividono una versione.
passaggio Modalità di HIDL in cui il server è una libreria condivisa, dlopen dal client. In modalità passthrough, client e server sono lo stesso processo ma basi di codice separate. Utilizzato solo per portare le basi di codice legacy nel modello HIDL. Vedi anche Legato .
server Processo che implementa i metodi di un'interfaccia. Vedi anche passaggio .
trasporto Infrastruttura HIDL che sposta i dati tra il server e il client.
versione Versione di un pacchetto. Consiste di due numeri interi, maggiore e minore. Incrementi di versione minori possono aggiungere (ma non modificare) tipi e metodi.

Design HIDL

L'obiettivo di HIDL è che il framework Android possa essere sostituito senza dover ricostruire gli HAL. Gli HAL verranno creati da fornitori o produttori di SOC e inseriti in una partizione /vendor sul dispositivo, consentendo la sostituzione del framework Android, nella propria partizione, con un OTA senza ricompilare gli HAL.

Il design HIDL bilancia le seguenti preoccupazioni:

  • Interoperabilità . Crea interfacce interoperabili in modo affidabile tra processi che possono essere compilati con varie architetture, toolchain e configurazioni di build. Le interfacce HIDL hanno una versione e non possono essere modificate dopo la pubblicazione.
  • Efficienza . HIDL tenta di ridurre al minimo il numero di operazioni di copia. I dati definiti da HIDL vengono forniti al codice C++ in strutture di dati di layout standard C++ che possono essere utilizzate senza decomprimere. HIDL fornisce anche interfacce di memoria condivisa e, poiché gli RPC sono intrinsecamente piuttosto lenti, HIDL supporta due modi per trasferire i dati senza utilizzare una chiamata RPC: memoria condivisa e una Fast Message Queue (FMQ).
  • Intuitivo . HIDL evita spinosi problemi di proprietà della memoria utilizzando solo in parametri per RPC (vedi Android Interface Definition Language (AIDL) ); i valori che non possono essere restituiti in modo efficiente dai metodi vengono restituiti tramite funzioni di callback. Né il passaggio di dati in HIDL per il trasferimento né la ricezione di dati da HIDL modificano la proprietà dei dati: la proprietà rimane sempre con la funzione di chiamata. I dati devono persistere solo per la durata della funzione chiamata e possono essere distrutti immediatamente dopo il ritorno della funzione chiamata.

Utilizzo della modalità passthrough

Per aggiornare i dispositivi che eseguono versioni precedenti di Android ad Android O, puoi eseguire il wrapping di HAL sia convenzionali (che legacy) in una nuova interfaccia HIDL che serve l'HAL in modalità binderized e dello stesso processo (passthrough). Questo wrapping è trasparente sia per HAL che per il framework Android.

La modalità passthrough è disponibile solo per i client e le implementazioni C++. I dispositivi che eseguono versioni precedenti di Android non hanno HAL scritti in Java, quindi gli HAL Java sono intrinsecamente vincolati.

Quando viene compilato un file .hal , hidl-gen produce un file di intestazione passthrough aggiuntivo BsFoo.h oltre alle intestazioni utilizzate per la comunicazione del raccoglitore; questa intestazione definisce le funzioni da dlopen . Poiché gli HAL passthrough vengono eseguiti nello stesso processo in cui vengono chiamati, nella maggior parte dei casi i metodi passthrough vengono richiamati dalla chiamata di funzione diretta (stesso thread). i metodi oneway vengono eseguiti nel proprio thread poiché non sono destinati ad attendere che l'HAL li elabori (questo significa che qualsiasi HAL che utilizza metodi oneway in modalità passthrough deve essere thread-safe).

Dato un IFoo.hal , BsFoo.h il wrapping dei metodi generati da oneway per fornire funzionalità aggiuntive (come l'esecuzione di transazioni unidirezionali in un altro thread). Questo file è simile a BpFoo.h , tuttavia, invece di passare le chiamate IPC utilizzando il raccoglitore, le funzioni desiderate vengono richiamate direttamente. Le future implementazioni di HAL possono fornire più implementazioni, come FooFast HAL e FooAccurate HAL. In questi casi, verrebbe creato un file per ogni implementazione aggiuntiva (ad esempio, PTFooFast.cpp e PTFooAccurate.cpp ).

HAL passthrough leganti

È possibile legare le implementazioni HAL che supportano la modalità passthrough. Data un'interfaccia HAL abcd@MN::IFoo , vengono creati due pacchetti:

  • abcd@MN::IFoo-impl . Contiene l'implementazione dell'HAL ed espone la funzione IFoo* HIDL_FETCH_IFoo(const char* name) . Sui dispositivi legacy, questo pacchetto è dlopen ed e l'implementazione viene istanziata utilizzando HIDL_FETCH_IFoo . Puoi generare il codice di base usando hidl-gen e -Lc++-impl impl e -Landroidbp-impl .
  • abcd@MN::IFoo-service . Apre l'HAL passthrough e si registra come servizio binderizzato, consentendo di utilizzare la stessa implementazione HAL sia come passthrough che come binderized.

Dato il tipo IFoo , puoi chiamare sp<IFoo> IFoo::getService(string name, bool getStub) per ottenere l'accesso a un'istanza di IFoo . Se getStub è true, getService tenta di aprire l'HAL solo in modalità passthrough. Se getStub è false, getService tenta di trovare un servizio binderizzato; se fallisce, prova a trovare il servizio passthrough. Il parametro getStub non deve mai essere utilizzato se non in defaultPassthroughServiceImplementation . (I dispositivi che si avviano con Android O sono dispositivi completamente vincolati, quindi l'apertura di un servizio in modalità passthrough non è consentita.)

Grammatica HIDL

In base alla progettazione, il linguaggio HIDL è simile a C (ma non utilizza il preprocessore C). Tutta la punteggiatura non descritta di seguito (a parte l'uso ovvio di = e | ) fa parte della grammatica.

Nota: per i dettagli sullo stile del codice HIDL, vedere la Guida allo stile del codice .

  • /** */ indica un commento alla documentazione. Questi possono essere applicati solo alle dichiarazioni di tipo, metodo, campo ed enum.
  • /* */ indica un commento su più righe.
  • // indica un commento alla fine della riga. A parte // , le nuove righe sono le stesse di qualsiasi altro spazio bianco.
  • Nell'esempio di grammatica seguente, il testo da // alla fine della riga non fa parte della grammatica ma è invece un commento alla grammatica.
  • [empty] significa che il termine può essere vuoto.
  • ? dopo un letterale o un termine significa che è facoltativo.
  • ... indica una sequenza contenente zero o più elementi con punteggiatura di separazione come indicato. Non ci sono argomenti variadici in HIDL.
  • Elementi di sequenza separati da virgole.
  • I punti e virgola terminano ogni elemento, incluso l'ultimo elemento.
  • MAIUSCOLA è un non terminale.
  • italics è una famiglia di token come integer o identifier (regole di analisi C standard).
  • constexpr è un'espressione costante in stile C (come 1 + 1 e 1L << 3 ).
  • import_name è un pacchetto o un nome di interfaccia, qualificato come descritto in HIDL Versioning .
  • Le words minuscole sono simboli letterali.

Esempio:

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