android-hardware/interfaces/automotive和hardware/libhardware/include/hardware区别

Android Automotive HAL 框架对比

1. 整体架构层次

应用层
    ↓
Framework (CarService, CarManager)
    ↓
HIDL/AIDL
    ↓
hardware/interfaces/automotive/  ← 接口定义
    ↓
hardware/libhardware/include/hardware/  ← 传统 HAL
    ↓
供应商实现
    ↓
Linux Kernel

2. hardware/interfaces/automotive/

位置和用途

# Android 代码树位置
hardware/interfaces/automotive/
├── vehicle/
│   ├── 2.0/              # HIDL 接口定义
│   │   ├── IVehicle.h
│   │   ├── types.h
│   │   └── IVehicleCallback.h
│   └── 1.0/
├── can/
│   └── 1.0/              # CAN 总线接口
├── audiocontrol/
│   └── 1.0/              # 音频控制接口
└── sv/
    └── 1.0/              # 共享内存接口

主要特点

1. 基于 HIDL/AIDL：Android 8.0+ 的新 HAL 架构
2. 进程隔离：HAL 运行在独立进程
3. 版本化接口：支持接口版本升级
4. Binder IPC：跨进程通信

示例代码结构

// IVehicle.h (HIDL 接口)
package android.hardware.automotive.vehicle@2.0;

interface IVehicle {
    // 获取车辆属性
    get(PropValue prop, get_cb _hidl_cb);
    
    // 设置车辆属性
    set(PropValue prop);
    
    // 订阅事件
    subscribe(IVehicleCallback callback, SubscribeOptions options);
};

3. hardware/libhardware/include/hardware/

位置和用途

# 传统 HAL 位置
hardware/libhardware/include/hardware/
├── hardware.h            # HAL 核心头文件
├── sensors.h            # 传感器 HAL
├── gps.h                # GPS HAL
├── camera.h             # 相机 HAL
├── audio.h              # 音频 HAL
└── hw_module_t.h        # 模块定义

主要特点

1. 传统 HAL 架构：Android 8.0 之前的标准
2. 动态库形式：.so 库直接加载
3. C 语言接口：兼容性好
4. 进程内调用：HAL 在应用进程内运行

示例代码结构

// hardware.h
typedef struct hw_module_t {
    uint32_t tag;
    uint16_t module_api_version;
    const char* id;
    const char* name;
    const char* author;
    struct hw_module_methods_t* methods;
} hw_module_t;

// 音频 HAL
struct audio_hw_device {
    struct hw_device_t common;
    
    int (*set_voice_volume)(struct audio_hw_device* dev, float volume);
    int (*set_master_volume)(struct audio_hw_device* dev, float volume);
    // ... 更多音频操作
};

4. 详细对比表

特性	hardware/interfaces/automotive/	hardware/libhardware/include/hardware/
接口语言	HIDL (.hal) / AIDL	C 语言
通信方式	Binder IPC	直接函数调用
进程模型	独立进程	进程内库
版本管理	内置版本控制	手动版本管理
安全性	SELinux 策略隔离	依赖进程边界
兼容性	向前兼容	二进制兼容
构建系统	Android.bp	Android.mk
调试难度	较高（跨进程）	较低

5. 实际使用示例对比

新架构示例 (Vehicle HAL 2.0)

// Java 层调用
IVehicle vehicle = IVehicle.getService();
vehicle.get(VehicleProperty.INFO_VIN, (status, value) -> {
    Log.d("VIN: " + value.stringValue);
});

// 服务端实现 (C++)
class VehicleHal : public IVehicle {
    Return<void> get(const VehiclePropValue& prop, get_cb _hidl_cb) {
        // 从车辆总线读取数据
        int32_t value = readCanBus(prop.prop);
        _hidl_cb(StatusCode::OK, {prop, value});
        return Void();
    }
};

<!-- 权限配置 -->
<hal format="hidl">
    <name>android.hardware.automotive.vehicle</name>
    <transport>hwbinder</transport>
    <version>2.0</version>
    <interface>
        <name>IVehicle</name>
        <instance>default</instance>
    </interface>
</hal>

传统 HAL 示例

// 定义传统 HAL
struct vehicle_module_t {
    struct hw_module_t common;
    
    int (*get_vin)(struct vehicle_device_t* dev, char* vin, size_t len);
    int (*get_speed)(struct vehicle_device_t* dev, float* speed);
};

// 加载和使用
int load_vehicle_hal() {
    const hw_module_t* module;
    int err = hw_get_module(VEHICLE_HARDWARE_MODULE_ID, &module);
    
    vehicle_device_t* dev;
    err = module->methods->open(module, "vehicle", (hw_device_t**)&dev);
    
    char vin[32];
    dev->get_vin(dev, vin, sizeof(vin));
    
    return 0;
}

6. 迁移示例：从传统到新架构

// 传统 HAL (旧)
struct legacy_vehicle_device {
    struct hw_device_t common;
    int (*get_property)(int prop, void* value);
};

// 新架构 HAL (新)
#include <android/hardware/automotive/vehicle/2.0/IVehicle.h>
using namespace android::hardware::automotive::vehicle::V2_0;

class ModernVehicleHal : public IVehicle {
public:
    Return<void> get(const VehiclePropValue& prop, get_cb _hidl_cb) {
        VehiclePropValue result = prop;
        
        // 兼容旧接口
        if (mLegacyHal != nullptr) {
            int legacyValue;
            mLegacyHal->get_property(prop.prop, &legacyValue);
            result.value.int32Values[0] = legacyValue;
        }
        
        _hidl_cb(StatusCode::OK, result);
        return Void();
    }
    
private:
    legacy_vehicle_device* mLegacyHal = nullptr;
};

7. 在汽车场景的具体应用

车辆属性服务对比

// 新架构：通过 Vehicle HAL 2.0
public class CarPropertyManager {
    private IVehicle mVehicle;
    
    public int getSpeed() {
        VehiclePropValue request = new VehiclePropValue();
        request.prop = VehicleProperty.PERF_VEHICLE_SPEED;
        
        mVehicle.get(request, (status, value) -> {
            if (status == StatusCode.OK) {
                return value.value.floatValues[0];
            }
        });
    }
}

// 传统方式：通过 libhardware
public class LegacyCarManager {
    static {
        System.loadLibrary("vehicle_hal");
    }
    
    public native int getSpeed();  // 通过 JNI 调用 C HAL
}

8. 开发建议和选择

何时使用 hardware/interfaces/automotive/

✅ 推荐使用新架构的情况：

1. 新项目开发
2. 需要更好的安全性隔离
3. 需要接口版本控制
4. 多供应商集成
5. Android Automotive OS 开发
6. 需要与 Framework Service 深度集成

何时使用传统 HAL

✅ 可能使用传统 HAL 的情况：

1. 维护旧有代码
2. 性能要求极高的场景
3. 简单的硬件抽象
4. 资源受限的设备
5. 没有 IPC 开销需求

9. 实际项目结构示例

# 现代汽车 HAL 项目结构
packages/services/Car/
├── service/
│   └── CarService.java
├── vehicle/
│   └── 2.0/
│       ├── default/
│       │   └── Vehicle.cpp
│       ├── vts/
│       │   └── VtsHalAutomotiveVehicleTest.cpp
│       └── Android.bp
└── Android.mk

# 传统 HAL 项目结构
hardware/
├── libhardware/
│   ├── include/hardware/
│   │   └── vehicle.h
│   └── modules/vehicle/
│       ├── vehicle.c
│       └── Android.mk
└── interfaces/automotive/vehicle/1.0/
    └── IVehicle.h

10. 总结

方面	hardware/interfaces/automotive/	hardware/libhardware/include/hardware
设计理念	现代、安全、可扩展	传统、简单、直接
适用场景	汽车信息娱乐系统、复杂功能	简单硬件抽象、嵌入式系统
发展趋势	主推方向，持续更新	维护模式，新项目不推荐
学习曲线	较陡，需要了解 Binder/HIDL	较平缓，C 语言为主
社区支持	Google 官方支持，文档丰富	社区维护，逐渐淘汰

建议 ：新项目优先使用 hardware/interfaces/automotive/ 架构，特别是 Android Automotive OS 相关开发。传统 HAL 主要用于维护旧代码或特殊性能需求场景。