Android HIDL介紹

1. HAL

1.1 HAL介紹

HAL(Hardware Abstraction Layer)是連接Android Framework與Linux設備驅動的橋梁，有兩個方面的目的
1) 屏蔽掉不同硬件設備的差異，為Android提供了統一的設備訪問接口；不同的硬件廠商遵循HAL標准來實現自己的硬件控制邏輯，開發者不必關心硬件設備的差異，只需按照HAL提供的標准接口對硬件進行訪問即可。
2) 幫助硬件廠商隱藏了設備的核心細節，HAL層位於用戶空間，遵循Apache協議，允許硬件廠商不公開源碼，將設備相關的實現放在HAL層中實現，並以共享庫(.so)的形式進行提供。

1.2 分類

Android 8.0以前的HAL可分為傳統HAL(Stub HAL)和舊版HAL(Legacy HAL)

- Legacy HAL: 該方式為標准的Linux共享庫，其它應用程序直接調用HAL層共享庫導出的函數，接口定義位於libhardware_legacy，實現可參考hardware/broadcom/wlan/bcmdhd/wifi_hal
- Stub HAL:   仍然以共享庫(.so)的形式提供，它把所有供外部訪問的的方法(函數)的入口指針保存在統一的數據結構，其它程序需要訪問HAL中方法時，需要先獲得Stub，然后通過具體的函數指針去讀寫底層設備，實現可參考hardware/libhardware/modules/audio_remote_submix

個人理解，Legacy HAL由app/framework直接打開hal so的方式進行使用；Stub HAL則是app/framework通過libhardware模塊找到對應的hal so，由libhardware來進行調用

1.3 實現

由於目前基本上不再使用這種傳統HAL或者舊版HAL，所以這里不做詳細介紹。

2. HIDL

2.1 介紹

HIDL(HAL Interface Definition Language)是用於指定HAL和其用戶之間的接口的一種接口描述語言(IDL)，

AIDL是架構在Android binder之上，用來定義Android基於Binder通信的Client與Service之間的接口；而HIDL定義的則是Android Framework與Android HAL實現之間的接口。

2.2 分類

HIDL設計的初衷是更新framework時避免重新編譯 HAL，后者可以由廠商單獨編譯並在vendor分區中單獨更新。在Android 8及更高版本中，較低級別的層已重新編寫以采用更加模塊化的新架構，搭載Android 8或更高版本的設備必須支持使用HIDL語言編寫的HAL。

HIDL類型的HAL又可分為如下類型

綁定式HAL: Binderized HALs, 以HIDL/AIDL表示的HAL。在綁定式HAL中，framework和HAL之間通過Binder IPC調用進行通信
直通式HAL: Passthrough HALs, 以HIDL封裝的傳統HAL或舊版HAL。封裝了現有的HAL，可在綁定模式和Same-Process模式下使用
Same-Process HAL: 由於某些性能的因素，這些HALs必須運行在Framework所在的進程當中

3. HIDL實現

HIDL實現分為三個部分，HIDL接口、服務端和客戶端

2.3.1 接口

首先編寫HAL接口，示例如下

===========================================================
// PATH: vendor/abc/hardware/interfaces/fixme/1.0/IFixMe.hal
package android.hardware.fixme@1.0;

import IFixMeCallback;

interface IFixMe {
    requestFix();
    printStr(string name) generates (string result);

    registerCallback(IFixMeCallback callback) generates (ResultCode resCode);
    unregisterCallback(IFixMeCallback callback);
};

===========================================================
// PATH: vendor/abc/hardware/interfaces/fixme/1.0/IFixMeCallback.hal
package android.hardware.fixme@1.0;

interface IFixMeCallback {
    oneway onStateChanged(RetStatus ret);
};

===========================================================
// PATH: vendor/abc/hardware/interfaces/fixme/1.0/types.hal
package android.hardware.fixme@1.0;

enum RetStatus : int32_t {
    SUCCESS  = 0x00,
    FAILTURE = 0x01,
};

然后執行進入hardware/interfaces目錄，執行./update-makefiles.sh，則會執行如下文件

vendor/abc/hardware/interfaces/fixme/Android.bp
vendor/abc/hardware/interfaces/fixme/1.0/Android.bp
vendor/abc/hardware/interfaces/fixme/1.0/Android.mk

注意: 執行上面的命令需要系統已經整編過

2.3.2 服務端

TODO

2.3.3 客戶端

TODO

2.3.3.1 C++實現

TODO

2.3.3.2 JAVA實現

TODO

參考:
<LedHidl>
<硬件抽象層HAL>
<HAL接口定義語言(HIDL)>
<使用HIDL新建虛擬HAL以實現system_server與native進程雙向通信>