HDF驅(qū)動(dòng)框架是OpenHarmony系統(tǒng)硬件生態(tài)開(kāi)放的基礎(chǔ)，為驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)者提供了驅(qū)動(dòng)加載、驅(qū)動(dòng)服務(wù)管理和驅(qū)動(dòng)消息機(jī)制等驅(qū)動(dòng)框架能力，同時(shí)還為開(kāi)發(fā)者提供了規(guī)范的HDI硬件設(shè)備接口，讓開(kāi)發(fā)者能屏蔽南向設(shè)備差異，提供更好的硬件。本文將為大家?guī)?lái)HDI 硬件設(shè)備接口的介紹。

圖1 HDF驅(qū)動(dòng)框架

1. HDI介紹

HDI（Hardware Device Interface，硬件設(shè)備接口）是HDF驅(qū)動(dòng)框架為開(kāi)發(fā)者提供的硬件規(guī)范化描述性接口。在OpenHarmony 分層結(jié)構(gòu)中，HDI位于 “基礎(chǔ)系統(tǒng)服務(wù)層”和“設(shè)備抽象層（DAL）”之間。硬件設(shè)備通過(guò)DAL抽象化，并基于IDL（Interface Description Language）接口描述語(yǔ)言描述后，為上層應(yīng)用或服務(wù)提供了規(guī)范的硬件設(shè)備接口。

圖2 OpenHarmony 分層結(jié)構(gòu)

HDI支持“IPC模式”及“直通模式”兩種調(diào)用方式。其中，IPC模式即跨進(jìn)程通信模式，基于binder機(jī)制實(shí)現(xiàn)，調(diào)用端通過(guò)Proxy代理庫(kù)調(diào)用HDI接口，具備良好的解耦性和安全性，是標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的默認(rèn)部署方式。直通模式，將HDI實(shí)現(xiàn)為共享庫(kù)，調(diào)用端使用dlopen加載HDI實(shí)現(xiàn)庫(kù)并直接調(diào)用HDI接口，是小型系統(tǒng)的默認(rèn)部署方式，同時(shí)還適用于對(duì)性能有特殊需求的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)模塊。

圖3 兩種調(diào)用方式

HDI硬件設(shè)備接口的優(yōu)點(diǎn)用一句話總結(jié)就是：為硬件的接入提供了統(tǒng)一的實(shí)現(xiàn)通路。屏蔽了硬件接口的具體實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件與硬件的架構(gòu)解耦。讓開(kāi)發(fā)者專注于硬件接口的使用，從而簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程，提升開(kāi)發(fā)效率。

2. HDI實(shí)現(xiàn)

通過(guò)上文的介紹，相信很多小伙伴會(huì)有疑問(wèn)，HDI接口是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？下面我們將為你介紹IPC模式下基于C/S（Client-Server客戶端與服務(wù)端）結(jié)構(gòu)的HDI接口實(shí)現(xiàn)。

2.1 IDL接口描述語(yǔ)言

為方便后文的理解，我們先簡(jiǎn)單了解一下IDL接口描述語(yǔ)言。

IDL（Interface Description Language）是一類用來(lái)描述接口的語(yǔ)言，通過(guò)一種中立的方式來(lái)定義客戶端與服務(wù)端均認(rèn)可的編程接口，可以實(shí)現(xiàn)在二者間的跨進(jìn)程通信（IPC）?？邕M(jìn)程通信意味著可以在一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)另一個(gè)進(jìn)程的數(shù)據(jù)，或調(diào)用另一個(gè)進(jìn)程的方法。通常把應(yīng)用接口提供方（供調(diào)用）稱為服務(wù)端，調(diào)用方稱為客戶端。

IDL先把需要傳遞的對(duì)象分解成操作系統(tǒng)能夠理解的基本類型，然后根據(jù)接口聲明編譯，生成IPC/RPC代理（Proxy）和樁（Stub）的C/C++代碼，從而為調(diào)用者提供一致的接口和調(diào)用方式。

  圖4 IDL IPC模式通信模型

2.1 基于IDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)HDI接口

首先，使用IDL語(yǔ)法描述HDI接口并保存為.idl文件，然后編寫.idl文件的編譯腳本BUILD.gn文件，最后編譯.idl文件即可。下面我們將為大家演示電源子系統(tǒng)的HDI接口的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

（1）使用IDL語(yǔ)法編寫 .idl 文件

● 定義電源接口 IPowerInterface.idl

● 如果需要從服務(wù)端回調(diào)，可以定義callback接口類IPowerHdiCallback.idl

● 如果interface中用到了自定義數(shù)據(jù)類型，將自定義類型定義到powerTypes.idl

（2）編寫.idl 文件的編譯腳本BUILD.gn

（3）編譯 .idl文件

使用編譯工具h(yuǎn)di-gen編譯IDL文件，IDL文件在編譯過(guò)程中轉(zhuǎn)換為C/C++語(yǔ)言的函數(shù)接口聲明、客戶端與服務(wù)端IPC相關(guān)過(guò)程代碼，開(kāi)發(fā)者只需要基于生成的power.h函數(shù)接口實(shí)現(xiàn)具體服務(wù)功能即可。編譯后生成代碼在out/product/gen/drivers/interface/power中，接口代碼如下：

（4）實(shí)現(xiàn)HDI接口

● 實(shí)現(xiàn)UHDF Driver，用于將HDI實(shí)現(xiàn)加載為獨(dú)立進(jìn)程，并基于HDF驅(qū)動(dòng)框架發(fā)布設(shè)備服務(wù)。

● 實(shí)現(xiàn)HDI接口

3. HDI使用

通過(guò)上文的介紹，相信大家已經(jīng)對(duì)HDI有了一定的了解，下面我們將為大家介紹HDI的使用，在直通模式下，對(duì)HDI接口調(diào)用為同一進(jìn)程空間函數(shù)調(diào)用，過(guò)程較為直接，這里我們重點(diǎn)闡述IPC模式下的調(diào)用原理，然后通過(guò)CPP語(yǔ)言來(lái)展示電源子系統(tǒng)HDI的調(diào)用。

3.1 調(diào)用原理

在IPC模式下，當(dāng)系統(tǒng)服務(wù)調(diào)用HDI接口時(shí)，通過(guò)proxy庫(kù)將函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換為IPC請(qǐng)求，將接口調(diào)用的參數(shù)進(jìn)行序列化；IPC請(qǐng)求通過(guò)IPC框架發(fā)送到服務(wù)端，請(qǐng)求將被stub庫(kù)先處理，然后對(duì)接口調(diào)用的參數(shù)進(jìn)行反序列化，再轉(zhuǎn)換成對(duì)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的函數(shù)調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)接口調(diào)用過(guò)程。

  圖5 HDI調(diào)用過(guò)程

3.2 基于CPP語(yǔ)言的使用

上文已經(jīng)編譯生成了電源子系統(tǒng)的HDI接口，下面我們來(lái)看看如何使用CPP語(yǔ)言來(lái)調(diào)用HDI接口吧。

（1）客戶端在BUILD.gn中增加依賴： //drivers/interface/foo/v1.0:libfoo_proxy_1.0"

（2）在實(shí)現(xiàn)電源子系統(tǒng)的代碼中調(diào)用HDI接口，代碼如下：

4. 結(jié)語(yǔ)

以上就是本文全部?jī)?nèi)容，我們?cè)谶@里簡(jiǎn)單介紹了HDI接口的實(shí)現(xiàn)思路及使用，對(duì)于廣大南向開(kāi)發(fā)者，我們還在社區(qū)提供了詳細(xì)的HDI接口實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)，歡迎大家在gitee社區(qū)參與更多討論。