HIDL

HAL 介面定義語言或 HIDL 是一種介面描述語言 (IDL)，用於指定 HAL 與其使用者之間的介面。 HIDL 允許指定類型和方法調用，收集到介面和套件中。更廣泛地說，HIDL 是一個用於在可以獨立編譯的程式碼庫之間進行通訊的系統。從 Android 10 開始，HIDL 已被棄用，Android 正在遷移為在所有地方使用AIDL 。

HIDL 旨在用於進程間通訊 (IPC)。使用 HDL 建立的 HAL 稱為綁定化 HAL，因為它們可以使用綁定器進程間通訊 (IPC) 呼叫與其他體系結構層進行通訊。 Binderized HAL 在與使用它們的客戶端不同的進程中運行。對於必須連結到進程的函式庫，也可以使用直通模式（Java 中不支援）。

HIDL 指定資料結構和方法簽名，這些資料結構和方法簽名被組織在收集到套件中的介面（類似於類別）中。 HIDL 的語法對於 C++ 和 Java 程式設計師來說看起來很熟悉，但有不同的關鍵字集。 HIDL 也使用 Java 風格的註解。

術語

本部分使用以下 HIDL 相關術語：

黏合劑化的指示 HIDL 用於進程之間的遠端過程調用，透過類似 Binder 的機制實現。另請參見直通。
回調，異步由 HAL 使用者提供服務的接口，傳遞給 HAL（使用 HIDL 方法），並由 HAL 呼叫以隨時返回資料。
回調，同步將資料從伺服器的 HIDL 方法實作傳回到客戶端。不用於傳回 void 或單一原始值的方法。
客戶呼叫特定介面的方法的進程。 HAL 或 Android 框架進程可能是一個介面的客戶端和另一個介面的伺服器。另請參見直通。
延伸指示向另一個介面新增方法和/或類型的介面。一個介面只能擴充另一個介面。可用於相同套件名稱中的次要版本增量，或用於在舊套件上建置的新套件（例如供應商擴充）。
產生表示向客戶端傳回值的介面方法。為了傳回一個非原始值或多個值，會產生一個同步回呼函數。
介面方法和類型的集合。翻譯成 C++ 或 Java 中的類別。介面中的所有方法都以同一方向呼叫：客戶端進程呼叫伺服器進程實作的方法。
單程當應用於 HIDL 方法時，表示該方法不傳回任何值且不會阻塞。
包裹共享版本的介面和資料類型的集合。
直通HIDL 模式，其中伺服器是共享庫，由客戶端dlopen編輯。在直通模式下，客戶端和伺服器是相同的進程，但程式碼庫不同。僅用於將遺留程式碼庫引入 HIDL 模型。另請參見Binderized 。
伺服器實作介面方法的進程。另請參見直通。
運輸在伺服器和用戶端之間移動資料的 HIDL 基礎架構。
版本包的版本。由兩個整數組成：major 和minor。次要版本增量可能會新增（但不會變更）類型和方法。

HIDL設計

HIDL 的目標是無需重建 HAL 即可更換 Android 框架。 HAL 將由供應商或 SOC 製造商構建，並放置在設備上的/vendor分區中，從而使 Android 框架在其自己的分區中可以用 OTA 替換，而無需重新編譯 HAL。

HIDL 設計平衡了以下問題：

  • 互操作性。在可以使用各種架構、工具鍊和建置配置進行編譯的進程之間建立可靠的可互通介面。 HIDL 介面是有版本的，發布後就無法變更。
  • 效率。 HIDL 嘗試最大程度地減少複製操作的數量。 HIDL 定義的資料以 C++ 標準佈局資料結構傳遞給 C++ 程式碼，無需解包即可使用。 HIDL 還提供共享記憶體接口，並且由於 RPC 本質上比較慢，因此 HIDL 支援兩種不使用 RPC 呼叫來傳輸資料的方法：共享記憶體和快速訊息佇列 (FMQ)。
  • 直覺的。 HIDL 透過僅in RPC 參數中使用來避免棘手的記憶體所有權問題（請參閱Android 介面定義語言 (AIDL) ）；無法從方法有效傳回的值透過回呼函數傳回。將資料傳遞到 HIDL 進行傳輸或從 HIDL 接收資料都不會改變資料的所有權 - 所有權始終屬於呼叫函數。資料僅需要在被呼叫函數的持續時間內保留，並且可能在被呼叫函數傳回後立即銷毀。

使用直通模式

若要將執行早期版本 Android 的裝置更新至 Android O，您可以將傳統（和舊版）HAL 包裝在新的 HIDL 介面中，該介面以綁定化和同進程（直通）模式為 HAL 提供服務。這種包裝對於 HAL 和 Android 框架都是透明的。

直通模式僅適用於 C++ 客戶端和實作。運行早期版本 Android 的裝置沒有用 Java 編寫的 HAL，因此 Java HAL 本質上是綁定的。

編譯.hal檔案時，除了用於 Binder 通訊的標頭之外， hidl-gen還會產生額外的直通標頭檔BsFoo.h ；此標頭定義要dlopen編輯的函數。由於直通 HAL 運行在呼叫它們的相同進程中，因此在大多數情況下，直通方法是透過直接函數呼叫（同一執行緒）來呼叫的。 oneway方法在自己的執行緒中運行，因為它們不會等待 HAL 處理它們（這意味著任何在直通模式下使用oneway方法的 HAL 都必須是執行緒安全的）。

給定IFoo.hal ， BsFoo.h包裝 HIDL 產生的方法以提供其他功能（例如使oneway事務在另一個執行緒中運行）。該檔案類似於BpFoo.h ，但不是使用綁定器傳遞呼叫 IPC，而是直接呼叫所需的函數。 HAL 的未來實現可能會提供多種實現，例如 FooFast HAL 和 FooAccurate HAL。在這種情況下，將為每個附加實作建立一個檔案（例如， PTFooFast.cpp和PTFooAccurate.cpp ）。

綁定直通 HAL

您可以綁定支援直通模式的 HAL 實作。給定一個 HAL 介面abcd@MN::IFoo ，將建立兩個套件：

  • abcd@MN::IFoo-impl 。包含 HAL 的實作並公開函數IFoo* HIDL_FETCH_IFoo(const char* name) 。在舊裝置上，此套件經過dlopen編輯，並使用HIDL_FETCH_IFoo實例化實作。您可以使用hidl-gen和-Lc++-impl和-Landroidbp-impl產生基本程式碼。
  • abcd@MN::IFoo-service 。打開直通 HAL 並將其自身註冊為綁定服務，從而使相同的 HAL 實作能夠用作直通和綁定服務。

給定類型IFoo ，您可以呼叫sp<IFoo> IFoo::getService(string name, bool getStub)來存取IFoo的實例。如果getStub為 true，則getService僅嘗試以直通模式開啟 HAL。如果getStub為 false，則getService嘗試尋找綁定服務；如果失敗，它會嘗試尋找直通服務。除了在defaultPassthroughServiceImplementation中之外，不應使用getStub參數。 （使用 Android O 啟動的設備是完全綁定的設備，因此不允許以直通模式開啟服務。）

HIDL語法

按照設計，HIDL 語言與 C 類似（但不使用 C 預處理器）。下面未描述的所有標點符號（除了明顯使用=和| ）都是語法的一部分。

注意：有關 HIDL 程式碼風格的詳細信息，請參閱程式碼風格指南。

  • /** */表示文件註解。這些只能應用於類型、方法、欄位和枚舉值聲明。
  • /* */表示多行註解。
  • //表示註解到行尾。除了//之外，換行符與任何其他空格相同。
  • 在下面的範例語法中，從//到行尾的文字不是語法的一部分，而是語法的註解。
  • [empty]表示該術語可以為空。
  • ?跟在文字或術語後面意味著它是可選的。
  • ...表示包含零個或多個項目的序列，並依指示分隔標點符號。 HIDL 中沒有可變參數。
  • 逗號分隔序列元素。
  • 分號終止每個元素，包括最後一個元素。
  • 大寫是非終結符。
  • italics是一個標記族，例如integer或identifier （標準 C 解析規則）。
  • constexpr是 C 風格常數表達式（例如1 + 1和1L << 3 ）。
  • import_name是套件或介面名稱，依照HIDL 版本控制中的描述進行限定。
  • 小寫words是字面標記。

例子：

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