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HIDL
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HAL 接口定义语言或 HIDL 是一种接口描述语言 (IDL)，用于指定 HAL 与其用户之间的接口。HIDL 允许指定类型和方法调用，这些类型和方法调用收集到接口和软件包中。更广泛地说，HIDL 是一种用于在可能独立编译的代码库之间进行通信的系统。

HIDL 旨在用于进程间通信 (IPC)。使用 HDL 创建的 HAL 被称为绑定式 HAL，因为它们可以使用绑定器进程间通信 (IPC) 调用与其他架构层通信。绑定式 HAL 在与使用它们的客户端不同的进程中运行。对于必须链接到进程的库，还提供直通模式（Java 中不支持）。

HIDL 指定数据结构和方法签名，这些结构和签名组织在接口（类似于类）中，这些接口收集到软件包中。HIDL 的语法对于 C++ 和 Java 程序员来说很熟悉，但关键字集不同。HIDL 还使用 Java 样式注解。

术语

本节使用以下 HIDL 相关术语

绑定式	表示 HIDL 正在用于进程之间的远程过程调用，通过类似 Binder 的机制实现。另请参阅直通。
回调，异步	由 HAL 用户提供的接口，传递给 HAL（使用 HIDL 方法），并由 HAL 调用以随时返回数据。
回调，同步	将数据从服务器的 HIDL 方法实现返回给客户端。不用于返回 void 或单个原始值的方法。
客户端	调用特定接口方法的进程。HAL 或 Android 框架进程可以是一个接口的客户端，而另一个接口的服务器。另请参阅直通。
extends	表示向另一个接口添加方法和/或类型的接口。一个接口只能扩展另一个接口。可用于同一软件包名称中的次要版本增量，或用于构建在较旧软件包之上的新软件包（例如，供应商扩展）。
generates	表示向客户端返回值的接口方法。要返回一个非原始值或多个值，将生成一个同步回调函数。
接口	方法和类型的集合。在 C++ 或 Java 中转换为类。接口中的所有方法都沿同一方向调用：客户端进程调用服务器进程实现的方法。
oneway	当应用于 HIDL 方法时，表示该方法不返回值且不阻塞。
软件包	共享版本的接口和数据类型的集合。
直通	HIDL 的模式，其中服务器是一个共享库，由客户端 `dlopen`。在直通模式下，客户端和服务器是同一进程，但代码库不同。仅用于将旧代码库引入 HIDL 模型。另请参阅绑定式。
服务器	实现接口方法的进程。另请参阅直通。
传输	在服务器和客户端之间移动数据的 HIDL 基础架构。
版本	软件包的版本。由两个整数组成：主版本号和次版本号。次版本号增量可能会添加（但不会更改）类型和方法。

HIDL 设计

HIDL 的目标是，无需重建 HAL 即可替换 Android 框架。HAL 由供应商或 SOC 制造商构建，并放置在设备上的 /vendor 分区中，使 Android 框架（位于其自己的分区中）可以通过 OTA 替换，而无需重新编译 HAL。

HIDL 设计平衡了以下考虑因素

互操作性。在可能使用各种架构、工具链和构建配置编译的进程之间创建可靠的互操作接口。HIDL 接口是版本化的，发布后无法更改。
效率。HIDL 尝试最大限度地减少复制操作的次数。HIDL 定义的数据以 C++ 标准布局数据结构的形式交付给 C++ 代码，可以直接使用而无需解包。HIDL 还提供共享内存接口，并且由于 RPC 本身速度较慢，HIDL 支持两种无需使用 RPC 调用的数据传输方式：共享内存和快速消息队列 (FMQ)。
直观。HIDL 通过仅对 RPC 使用 in 参数（请参阅 Android 接口定义语言 (AIDL)）避免了棘手的内存所有权问题；无法从方法有效返回的值通过回调函数返回。无论是将数据传入 HIDL 进行传输，还是从 HIDL 接收数据，都不会改变数据的所有权——所有权始终归调用函数所有。数据只需在被调用函数的持续时间内保持存在，并在被调用函数返回后立即销毁。

使用直通模式

要将运行早期版本 Android 的设备更新到 Android O，您可以将传统（和旧版）HAL 都封装在一个新的 HIDL 接口中，该接口以绑定和同进程（直通）模式为 HAL 提供服务。这种封装对 HAL 和 Android 框架都是透明的。

直通模式仅适用于 C++ 客户端和实现。运行早期版本 Android 的设备没有用 Java 编写的 HAL，因此 Java HAL 本质上是绑定的。

编译 .hal 文件时，除了用于绑定器通信的标头之外，hidl-gen 还会生成一个额外的直通标头文件 BsFoo.h；此标头定义要 dlopen 的函数。由于直通 HAL 在调用它们的同一进程中运行，因此在大多数情况下，直通方法是通过直接函数调用（同一线程）调用的。oneway 方法在它们自己的线程中运行，因为它们不打算等待 HAL 处理它们（这意味着任何在直通模式下使用 oneway 方法的 HAL 都必须是线程安全的）。

给定一个 IFoo.hal，BsFoo.h 封装了 HIDL 生成的方法以提供额外的功能（例如，使 oneway 事务在另一个线程中运行）。此文件类似于 BpFoo.h，但是，所需的函数是直接调用的，而不是使用绑定器传递 IPC 调用。HAL 的未来实现可能提供多种实现，例如 FooFast HAL 和 FooAccurate HAL。在这种情况下，将为每个额外的实现创建一个文件（例如，PTFooFast.cpp 和 PTFooAccurate.cpp）。

绑定直通 HAL

您可以绑定支持直通模式的 HAL 实现。给定一个 HAL 接口 a.b.c.d@M.N::IFoo，将创建两个软件包

a.b.c.d@M.N::IFoo-impl。包含 HAL 的实现并公开函数 IFoo* HIDL_FETCH_IFoo(const char* name)。在旧版设备上，此软件包是 dlopened，并且使用 HIDL_FETCH_IFoo 实例化实现。您可以使用 hidl-gen 和 -Lc++-impl 以及 -Landroidbp-impl 生成基本代码。
a.b.c.d@M.N::IFoo-service。打开直通 HAL 并将其自身注册为绑定服务，从而使同一 HAL 实现可以同时用作直通和绑定服务。

给定类型 IFoo，您可以调用 sp<IFoo> IFoo::getService(string name, bool getStub) 以访问 IFoo 的实例。如果 getStub 为 true，则 getService 尝试仅在直通模式下打开 HAL。如果 getStub 为 false，则 getService 尝试查找绑定服务；如果失败，则尝试查找直通服务。getStub 参数绝不应使用，除非在 defaultPassthroughServiceImplementation 中。（使用 Android O 启动的设备是完全绑定的设备，因此不允许在直通模式下打开服务。）

HIDL 语法

按照设计，HIDL 语言类似于 C（但不使用 C 预处理器）。下面未描述的所有标点符号（除了显式使用的 = 和 |）都是语法的一部分。

注意： 有关 HIDL 代码样式的详细信息，请参阅代码样式指南。

/** */ 表示文档注释。这些注释只能应用于类型、方法、字段和枚举值声明。
/* */ 表示多行注释。
// 表示行尾注释。除了 // 之外，换行符与任何其他空格相同。
在下面的示例语法中，从 // 到行尾的文本不是语法的一部分，而是语法的注释。
[empty] 表示该术语可能为空。
? 跟在文字或术语后面表示它是可选的。
... 表示包含零个或多个项目的序列，并带有指示的分隔标点符号。HIDL 中没有可变参数。
逗号分隔序列元素。
分号终止每个元素，包括最后一个元素。
大写表示非终结符。
italics 是一个标记族，例如 integer 或 identifier（标准 C 解析规则）。
constexpr 是 C 风格的常量表达式（例如 1 + 1 和 1L << 3）。
import_name 是包名称或接口名称，其限定方式如 HIDL 版本控制中所述。
小写 words 是字面量标记。

示例

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