HIDL(HAL Interface Definition Language) 개념과 구조

HIDL(HAL Interface Definition Language) 개념과 구조

1. 개요

Android에서 하드웨어 추상화 계층(Hardware Abstraction Layer, HAL)은 하드웨어와 상위 애플리케이션 및 시스템 서비스를 연결하는 중요한 역할을 합니다. Android 8.0(Oreo)부터 도입된 HIDL(HAL Interface Definition Language)은 기존 HAL 구조를 대체하며, 보다 명확하고 안정적인 인터페이스를 제공하기 위한 시스템입니다.

본 포스팅에서는 HIDL의 개념과 구조를 설명하고, AOSP(Android Open Source Project) 코드 예제를 통해 이해를 돕도록 하겠습니다.

2. HIDL의 필요성

기존의 HAL 구현 방식은 C/C++을 기반으로 하며, 하드웨어 공급업체(OEM)마다 구현 방식이 다를 수 있어 Android 버전이 업그레이드될 때 호환성 문제가 발생할 가능성이 있었습니다. 이에 따라 Google은 Android 8.0에서 HIDL을 도입하여 다음과 같은 이점을 제공하였습니다.

• 버전 호환성 보장: 시스템 서비스와 HAL 간 인터페이스를 명확하게 정의하여 OS 버전 변경 시에도 호환성을 유지할 수 있도록 함
• IPC(Inter-Process Communication) 지원: Binder를 사용하여 프로세스 간 통신을 표준화함
• 유연한 확장성: 인터페이스를 모듈화하여 하드웨어 공급업체가 독립적으로 개발할 수 있도록 지원함

3. HIDL의 구조

HIDL은 다음과 같은 주요 요소로 구성됩니다.

3.1 인터페이스 정의

HIDL은 .hal 파일 확장자를 사용하는 인터페이스 정의 언어를 통해 HAL 인터페이스를 정의합니다. 예제는 다음과 같습니다.

package android.hardware.example@1.0;

interface IExample {
    string helloWorld();
};

위 코드에서 IExample 인터페이스는 helloWorld()라는 메서드를 정의하며, 이를 통해 문자열을 반환합니다.

3.2 인터페이스 구현

인터페이스가 정의되면, 이를 구현하는 C++ 클래스를 작성해야 합니다. HIDL 인터페이스 구현은 AOSP 코드 구조를 따릅니다.

#include <android/hardware/example/1.0/IExample.h>

using android::hardware::example::V1_0::IExample;
using android::hardware::Return;
using android::hardware::Void;
using android::sp;

struct Example : public IExample {
    Return<std::string> helloWorld() override {
        return "Hello from HIDL!";
    }
};

3.3 서비스 등록

HIDL 서비스는 HAL 서버로 실행되며, 반드시 registerAsService()를 호출해야 합니다.

int main() {
    android::sp<IExample> service = new Example();
    if (service->registerAsService() != android::OK) {
        return 1;
    }
    joinRpcThreadpool();
    return 0;
}

3.4 클라이언트 코드

HIDL 클라이언트는 서비스에 접근하여 메서드를 호출할 수 있습니다.

android::sp<IExample> service = IExample::getService();
if (service != nullptr) {
    std::string response = service->helloWorld();
    std::cout << "Response from HIDL: " << response << std::endl;
}

4. HIDL 서비스 실행 과정

HIDL 서비스는 다음과 같은 순서로 실행됩니다.

1. HAL 인터페이스 정의: .hal 파일을 작성하여 인터페이스를 정의
2. 코드 생성: hidl-gen 도구를 사용하여 C++ 인터페이스 코드 자동 생성
3. 인터페이스 구현: 인터페이스를 구현하는 클래스를 작성
4. 서비스 등록: registerAsService()를 호출하여 Binder를 통해 등록
5. 클라이언트 호출: 클라이언트에서 getService()를 호출하여 HAL과 통신

5. HIDL과 AIDL의 차이점

HIDL과 유사한 개념으로 AIDL(Android Interface Definition Language)이 있습니다. 두 시스템의 차이점을 정리하면 다음과 같습니다.

특징	HIDL	AIDL
주요 목적	HAL 구현	Android 프레임워크 서비스
IPC 방식	Binder	Binder
언어	HAL 전용 언어 (.hal 파일)	Java/Kotlin 기반 (.aidl 파일)
사용 대상	하드웨어 인터페이스	앱-서비스 간 인터페이스

6. HIDL의 장점과 단점

6.1 장점

• 버전 호환성: 인터페이스 변경 없이 HAL 구현을 개선 가능
• 모듈화: 독립적인 HAL 모듈 개발 가능
• IPC 지원: Binder 기반 통신으로 프로세스 간 데이터 교환이 가능

6.2 단점

• 초기 학습 곡선이 높음: 기존 HAL 개발 방식과 차이가 있어 학습 필요
• 구현 복잡성 증가: AOSP 구조를 따라야 하므로 개발 과정이 길어질 수 있음

7. 결론

HIDL은 Android의 HAL 구조를 개선하기 위한 중요한 기술로, HAL과 프레임워크 간 명확한 인터페이스를 제공하여 버전 호환성을 보장합니다. 또한 Binder 기반의 IPC를 활용하여 안정적인 하드웨어 인터페이스 구현이 가능합니다.

본 포스팅에서는 HIDL의 개념, 구조, 구현 방법 및 실행 과정을 설명하였으며, AOSP 코드 예제를 통해 실제 개발에 활용할 수 있도록 하였습니다. HIDL을 활용하여 Android HAL을 보다 안정적으로 구현하시기 바랍니다.