androidhidl詳解

一、什麼是androidhidl

Android硬體抽象層（HAL）提供了一種用於將硬體外設（如感測器、GPS、攝像頭等）的邏輯實現抽象出來的機制。但由於JNI的局限性，HAL的開發有一定的困難。Android-HIDL（Hardware Interface Definition Language），即Android硬體介面定義語言，是一種跨語言（C++、Java、Rust等）標準化方法，它可以簡化HAL的開發，並提高了系統運行效率。

二、為什麼要使用androidhidl

使用Android-HIDL可以使HAL開發更加便捷，從而提高生產力。使用Android-HIDL還可以改善系統運行效率，可以發現比使用JNI更快。此外，使用Android-HIDL還可以使不同語言之間的代碼互通，促進跨語言編程。

三、Android-HIDL的使用場景

Android-HIDL的主要使用場景是設備外設的開發，如感測器、GPS、攝像頭、藍牙等等。除此之外，使用Android-HIDL也可以簡化Android系統編寫過程，使得代碼的可讀性和可維護性得到提高。

四、Android-HIDL代碼示例

// Example.hidl
package example.v1_0;

interface IExample {
    enum ValueType {
        INT32,
        INT64,
        STRING,
    };

    struct ComplexType {
        ValueType type;
        union {
            int32_t intValue;
            int64_t longValue;
            hidl_string stringValue;
        }
    };

    int32_t getVersion();
    bool setValue(in ComplexType type);
    ComplexType getValue();
}

// Example.cpp
#include "Example.h"

using example::v1_0::IExample;
using example::v1_0::ComplexType;
using example::v1_0::ValueType;

struct Example : public IExample {
    Example() {}

    int32_t getVersion() override {
        return 1;
    }

    bool setValue(in ComplexType type) override {
        // Process the input ComplexType value.
        return true;
    }

    ComplexType getValue() override {
        ComplexType value;
        value.type = ValueType::INT32;
        value.intValue = 42;
        return value;
    }
};

int main() {
    sp example = new Example();
    ALOGI("The example version is %d", example->getVersion());
    ComplexType value;
    value.type = ValueType::INT32;
    value.intValue = 10;
    example->setValue(value);
    ComplexType result = example->getValue();
    ALOGI("The result value is %d", result.intValue);
    return 0;
}

五、如何使用Android-HIDL

使用Android-HIDL可以分為三個步驟：定義HAL介面、實現服務端代碼、實現客戶端代碼。

第一步：定義HAL介面

// Example.hidl
package example.v1_0;

interface IExample {
    enum ValueType {
        INT32,
        INT64,
        STRING,
    };

    struct ComplexType {
        ValueType type;
        union {
            int32_t intValue;
            int64_t longValue;
            hidl_string stringValue;
        }
    };

    int32_t getVersion();
    bool setValue(in ComplexType type);
    ComplexType getValue();
}

定義HAL介面使用HIDL語言開發，例如example為包名，v1_0表示版本號，IExample為介面名。在介面內定義複雜類型和相關方法。

第二步：實現服務端代碼

// Example.cpp
#include "Example.h"

using example::v1_0::IExample;
using example::v1_0::ComplexType;
using example::v1_0::ValueType;

struct Example : public IExample {
    Example() {}

    int32_t getVersion() override {
        return 1;
    }

    bool setValue(in ComplexType type) override {
        // Process the input ComplexType value.
        return true;
    }

    ComplexType getValue() override {
        ComplexType value;
        value.type = ValueType::INT32;
        value.intValue = 42;
        return value;
    }
};

實現服務端代碼需要在宿主機系統（linux）上編寫。在實現代碼中需要指定相應的HIDL版本號和介面名。實現代碼中需要繼承介面，並且實現相關方法。通過IPC機制，與客戶端交互。

第三步：實現客戶端代碼

// ExampleClient.cpp
#include 
#include 
#include "Example.h"

using android::hardware::defaultServiceManager;
using android::hardware::hidl_string;
using android::hardware::Return;
using android::hardware::Void;
using example::v1_0::IExample;
using example::v1_0::ComplexType;
using example::v1_0::ValueType;
using android::hidl::manager::V1_0::IServiceManager;
using android::hidl::manager::V1_0::IServiceNotification;

int main() {
    sp example = IExample::getService();
    if (example == nullptr) {
        ALOGE("Cannot find IExample service.");
        return -1;
    }
    ALOGI("The example version is %d", example->getVersion());
    ComplexType value;
    value.type = ValueType::INT32;
    value.intValue = 10;
    example->setValue(value);
    ComplexType result = example->getValue();
    ALOGI("The result value is %d", result.intValue);
    return 0;
}

實現客戶端代碼需要在Android設備上編寫（C++、Java、Rust等都可以，只要遵循HIDL規範即可）。客戶端代碼中需要引入HIDL歷程生成的頭文件和IServiceManager.h、IServiceNotification.h文件。客戶端代碼中需要通過defaultServiceManager方法獲取服務端IExample服務，之後就可以調用相關的方法。這裡需要注意，服務端和客戶端可能運行在不同的Android進程上，所以必須通過IPC通信機制，在HAL服務端和客戶端之間傳輸數據。