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HIDL

Il linguaggio di definizione dell'interfaccia HAL o HIDL (pronunciato "hide-l") è un linguaggio di descrizione dell'interfaccia (IDL) per specificare l'interfaccia tra un HAL ei suoi utenti. Permette di specificare tipi e chiamate di metodi, raccolti in interfacce e pacchetti. Più in generale, HIDL è un sistema per la comunicazione tra codebase che può essere compilato indipendentemente.

HIDL deve essere utilizzato per la comunicazione tra processi (IPC). La comunicazione tra i processi viene definita Binderized . Per le librerie che devono essere collegate a un processo, è disponibile anche una modalità passthrough (non supportata in Java).

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

Design HIDL

L'obiettivo di HIDL è che il framework possa essere sostituito senza dover ricostruire gli HAL. Gli HAL saranno costruiti da fornitori o produttori di SOC e inseriti in una partizione /vendor sul dispositivo, consentendo la sostituzione del framework, nella sua 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 sono dotate di 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 decompressione. HIDL fornisce anche interfacce di memoria condivisa e, poiché gli RPC sono intrinsecamente un po 'lenti, HIDL supporta due modi per trasferire i dati senza utilizzare una chiamata RPC: memoria condivisa e Fast Message Queue (FMQ).
  • Intuitivo . HIDL evita problemi spinosi 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 le funzioni di callback. Né il passaggio di dati a HIDL per il trasferimento né la ricezione di dati da HIDL modifica la proprietà dei dati: la proprietà rimane sempre con la funzione chiamante. 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 racchiudere sia gli HAL convenzionali (che quelli legacy) in una nuova interfaccia HIDL che serve l'HAL in modalità binderized e 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 binderizzati.

Quando viene compilato un file .hal , hidl-gen produce un file di intestazione passthrough extra BsFoo.h oltre agli header usati per la comunicazione con il binder; 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 diretta della funzione (stesso thread). oneway metodi oneway eseguiti nel proprio thread poiché non sono destinati ad attendere che l'HAL li elabori (ciò significa che qualsiasi HAL che utilizza metodi oneway in modalità passthrough deve essere thread-safe).

Dato un IFoo.hal , BsFoo.h avvolge i metodi generati da HIDL per fornire funzionalità aggiuntive (come l'esecuzione di transazioni oneway 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 ).

Binderizing passthroughs HAL

Puoi binderize 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 viene dlopen e l'implementazione viene istanziata utilizzando HIDL_FETCH_IFoo . È possibile generare il codice di base utilizzando hidl-gen e -Lc++-impl -Landroidbp-impl e -Landroidbp-impl .
  • abcd@MN::IFoo-service . Apre il passthrough HAL e si registra come servizio binderizzato, consentendo di utilizzare la stessa implementazione HAL sia come passthrough che come binder.

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 falso, getService tenta di trovare un servizio binderizzato; se fallisce, prova a trovare il servizio passthrough. Il parametro getStub non deve mai essere utilizzato tranne che in defaultPassthroughServiceImplementation . (I dispositivi che si avviano con Android O sono dispositivi completamente binderizzati, 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'ovvio uso 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 sulla documentazione. Questi possono essere applicati solo a dichiarazioni di valore di tipo, metodo, campo e 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.
  • Nella grammatica di esempio seguente, il testo da // alla fine della riga non fa parte della grammatica ma è invece un commento sulla grammatica.
  • [empty] significa che il termine può essere vuoto.
  • ? seguire un letterale o un termine significa che è opzionale.
  • ... indica una sequenza contenente zero o più elementi con punteggiatura separata come indicato. Non ci sono argomenti variadici in HIDL.
  • Le virgole separano gli elementi della sequenza.
  • I punti e virgola terminano ogni elemento, compreso l'ultimo elemento.
  • MAIUSCOLO 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

Terminologia

Questa sezione utilizza i seguenti termini correlati a HIDL:

binderized Indica che HIDL viene utilizzato per chiamate di procedure remote tra processi, implementato su un meccanismo simile a Binder. Vedi anche passthrough .
callback, asincrono Interfaccia servita da un utente HAL, passata all'HAL (tramite un metodo HIDL) e chiamata dall'HAL per restituire dati in qualsiasi momento.
callback, 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 HAL o framework può essere un client di un'interfaccia e un server di un'altra. Vedi anche passthrough .
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) per 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.
passthrough 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 codebase separati. Usato solo per portare codebase legacy nel modello HIDL. Vedi anche Binderized .
server Processo che implementa i metodi di un'interfaccia. Vedi anche passthrough .
trasporto Infrastruttura HIDL che sposta i dati tra il server e il client.
versione Versione di un pacchetto. È costituito da due numeri interi, maggiore e minore. Incrementi di versione minori possono aggiungere (ma non modificare) tipi e metodi.