Android RIL 中 HIDL 和 AIDL 的区别

1. 历史背景

时期	语言	Android 版本	说明
Android 7.0 - 12	HIDL (HAL Interface Definition Language)	Nougat - S	首个现代 HAL 接口语言
Android 13+	AIDL (Android Interface Definition Language)	T 及以后	统一的 IPC 接口语言
过渡期	两者共存	S/T	兼容性层支持 HIDL 驱动

2. 核心架构差异

2.1 接口定义方式

HIDL（旧）- .hal 文件：

hardware_interfaces/radio/1.4/IRadio.hal
package android.hardware.radio@1.4;

interface IRadio {
    oneway dial(int32_t serial, Dial dialInfo);
    oneway hangupConnection(int32_t serial, uint32_t gsmCallNumber);
    oneway setResponseFunctions(IRadioResponse radioResponse, IRadioIndication radioIndication);
}

AIDL（新）- .aidl 文件：

hardware_interfaces/radio/aidl/android/hardware/radio/voice/IRadioVoice.aidl
package android.hardware.radio.voice;

interface IRadioVoice {
    oneway void dial(in int serial, in Dial dialInfo);
    oneway void hangupConnection(in int serial, in int gsmCallNumber);
    void setResponseFunctions(in IRadioVoiceResponse radioVoiceResponse,
                              in IRadioVoiceIndication radioVoiceIndication);
}

2.2 接口颗粒度

HIDL：单体接口

• 一个 IRadio 接口包含所有功能（voice, data, network, messaging, sim, config）
• 版本号递增：1.0 → 1.1 → 1.2 → ... → 1.6

hardware_interfaces/radio/1.0/IRadio.hal    (2000+ 行)
    ├─ Voice 功能
    ├─ Data 功能
    ├─ Network 功能
    ├─ Messaging 功能
    ├─ SIM 功能
    └─ Config 功能

AIDL：模块化接口

• 按功能域分离成多个接口
• 每个模块独立版本控制

hardware_interfaces/radio/aidl/android/hardware/radio/
├─ voice/IRadioVoice.aidl
├─ data/IRadioData.aidl
├─ network/IRadioNetwork.aidl
├─ messaging/IRadioMessaging.aidl
├─ sim/IRadioSim.aidl
├─ modem/IRadioModem.aidl
└─ config/IRadioConfig.aidl

3. 响应和指示机制

3.1 HIDL 响应流程

Framework (Java)
    │
    ├─ setResponseFunctions(IRadioResponse, IRadioIndication)
    │
RIL (JNI/C++)
    │
    ├─ IRadio@1.4::dial()
    │
    └─ IRadioResponse@1.4::dialResponse()
       IRadioIndication@1.4::callStateChanged()

响应和指示通过同一对接口处理：

44:60:hardware_interfaces/radio/1.0/IRadio.hal
interface IRadio {
    setResponseFunctions(IRadioResponse radioResponse, IRadioIndication radioIndication);
    oneway dial(int32_t serial, Dial dialInfo);
    // ...
}

interface IRadioResponse {
    dialResponse(RadioResponseInfo info);
}

interface IRadioIndication {
    callStateChanged(RadioIndicationType type);
}

3.2 AIDL 响应流程

Framework (Java)
    │
    ├─ setResponseFunctions(IRadioVoiceResponse, IRadioVoiceIndication)
    │
RIL (C++)
    │
    ├─ IRadioVoice::dial()
    │
    └─ IRadioVoiceResponse::dialResponse()
       IRadioVoiceIndication::callStateChanged()

AIDL 采用分离的响应接口：

hardware_interfaces/radio/aidl/android/hardware/radio/voice/IRadioVoice.aidl
interface IRadioVoice {
    void setResponseFunctions(in IRadioVoiceResponse radioVoiceResponse,
                              in IRadioVoiceIndication radioVoiceIndication);
    oneway void dial(in int serial, in Dial dialInfo);
}

interface IRadioVoiceResponse {
    oneway void dialResponse(in RadioResponseInfo info);
}

interface IRadioVoiceIndication {
    oneway void callStateChanged(in RadioIndicationType type);
}

4. 数据结构定义

4.1 HIDL - 复杂的继承体系

hardware_interfaces/radio/1.0/types.hal
struct Dial {
    string address;
    Clir clir;
    vec<UusInfo> uusInfo;
};

struct RadioResponseInfo {
    RadioResponseType type;
    int32_t serial;
    RadioError error;
};

HIDL 支持联合（union）和层级继承。

4.2 AIDL - 扁平的数据结构

hardware_interfaces/radio/aidl/android/hardware/radio/voice/Dial.aidl
package android.hardware.radio.voice;
parcelable Dial {
    String address;
    int clir;
    UusInfo[] uusInfo;
}

hardware_interfaces/radio/aidl/android/hardware/radio/RadioResponseInfo.aidl
package android.hardware.radio;
parcelable RadioResponseInfo {
    RadioResponseType type;
    int serial;
    RadioError error;
}

AIDL 使用 parcelable 而非 struct。

5. RIL Java 层的适配

RIL 框架通过代理类适配两种接口：

53:100:frameworks_opt_telephony/src/java/com/android/internal/telephony/RadioServiceProxy.java
/**
 * A holder for IRadio services.
 * Use getHidl to get the HIDL IRadio service or getAidl to get the corresponding AIDL service.
 */
public abstract class RadioServiceProxy {
    boolean mIsAidl;                                    // 标志：是否为 AIDL
    HalVersion mHalVersion = RIL.RADIO_HAL_VERSION_UNKNOWN;
    volatile android.hardware.radio.V1_4.IRadio mRadioProxy = null;

    /**
     * Set IRadio as the HIDL implementation for RadioServiceProxy
     */
    public void setHidl(HalVersion halVersion, android.hardware.radio.V1_4.IRadio radio) {
        mHalVersion = halVersion;
        mRadioProxy = radio;
        mIsAidl = false;
    }

    /**
     * Set IRadio as the AIDL implementation for RadioServiceProxy
     */
    public void setAidl(android.hardware.radio.IRadio radioAidl) {
        mAidlRadioProxy = radioAidl;
        mIsAidl = true;
    }

    public boolean isAidl() {
        return mIsAidl;
    }
}

6. 兼容性层：libradiocompat

Android 13 引入了兼容性层，允许在 AIDL 框架中使用旧的 HIDL HAL 实现。

6.1 架构

         Framework (AIDL)
               │
     ┌─────────┴─────────┐
     │                   │
  AIDL HAL          libradiocompat
  (Native)          (Converter)
                        │
                   HIDL HAL (Legacy)

6.2 数据结构转换

libradiocompat 提供了双向转换函数：

19:45:hardware_interfaces/radio/aidl/compat/libradiocompat/commonStructs.cpp
namespace android::hardware::radio::compat {

// HIDL to AIDL conversion
aidl::RadioResponseInfo toAidl(const V1_0::RadioResponseInfo& info) {
    return {
            .type = toAidl(info.type),
            .serial = info.serial,
            .error = toAidl(info.error),
    };
}

// AIDL to HIDL conversion
V1_0::RadioCapability toHidl(const aidl::RadioCapability& capa) {
    return {
            .session = capa.session,
            .phase = static_cast<V1_0::RadioCapabilityPhase>(capa.phase),
            .raf = toHidlBitfield<V1_0::RadioAccessFamily>(capa.raf),
            .logicalModemUuid = capa.logicalModemUuid,
            .status = static_cast<V1_0::RadioCapabilityStatus>(capa.status),
    };
}

}

6.3 集合转换

支持向量和数组的自动转换：

23:56:hardware_interfaces/radio/aidl/compat/libradiocompat/collections.h
template <typename T>
auto toAidl(const hidl_vec<T>& inp) {
    std::vector<decltype(toAidl(T{}))> out(inp.size());
    for (size_t i = 0; i < inp.size(); i++) {
        out[i] = toAidl(inp[i]);
    }
    return out;
}

template <typename T>
auto toHidl(const std::vector<T>& inp) {
    hidl_vec<decltype(toHidl(T{}))> out(inp.size());
    for (size_t i = 0; i < inp.size(); i++) {
        out[i] = toHidl(inp[i]);
    }
    return out;
}

7. 关键差异对比表

特性	HIDL	AIDL
引入时间	Android 7.0 (Nougat)	Android 13 (Tiramisu)
定义文件	.hal	.aidl
接口粒度	单体（IRadio 包含所有）	模块化（IRadioVoice, IRadioData 等）
版本管理	整体版本（1.0-1.6）	按模块版本（各模块独立）
类型系统	复杂继承体系	简洁的 parcelable 类型
代码生成	HIDL 编译器	AIDL 编译器
二进制兼容性	使用 HIDL 运行时	使用 Binder
兼容性支持	原生支持 HIDL	通过 libradiocompat
性能特征	针对 HAL 优化	通用 IPC 优化

8. 版本管理对比

HIDL 版本演进：

android.hardware.radio@1.0::IRadio
    ├─ dial()
    ├─ hangupConnection()
    └─ ...

android.hardware.radio@1.1::IRadio extends @1.0::IRadio
    └─ setCarrierInfoForImsiEncryption()  (新增)

android.hardware.radio@1.2::IRadio extends @1.1::IRadio
    └─ startNetworkScan()                 (新增)

...

android.hardware.radio@1.6::IRadio extends @1.5::IRadio
    └─ setSimCardPower()                  (新增)

AIDL 模块化版本：

android.hardware.radio.voice@1::IRadioVoice
    ├─ dial()
    ├─ hangupConnection()
    └─ ...

android.hardware.radio.data@1::IRadioData
    ├─ setupDataCall()
    ├─ deactivateDataCall()
    └─ ...

android.hardware.radio.sim@1::IRadioSim
    ├─ getIccCardStatus()
    ├─ supplyIccPin()
    └─ ...

9. 实际通信流程

9.1 HIDL 请求/响应

┌─────────────────┐
│ RIL (Java/JNI)  │
└────────┬────────┘
         │ 1. mRadioProxy.dial(serial, dialInfo)
         ▼
┌─────────────────────────────────┐
│ HIDL Service (radio@1.4::IRadio)│ (Native HAL)
└────────┬────────────────────────┘
         │ 2. 内部处理
         │ 3. 调用响应回调
         ▼
┌──────────────────────────────────┐
│ HIDL Callback (IRadioResponse)    │
└────────┬─────────────────────────┘
         │ 4. response->dialResponse(responseInfo)
         ▼
┌─────────────────────┐
│ RIL Callback Handler│
└─────────────────────┘

9.2 AIDL 请求/响应

┌─────────────────┐
│ RIL (Java/JNI)  │
└────────┬────────┘
         │ 1. mRadioProxy.dial(serial, dialInfo)
         ▼
┌─────────────────────────────────┐
│ AIDL Service (IRadioVoice)       │ (Native HAL or Compat Layer)
└────────┬────────────────────────┘
         │ 2. 内部处理
         │ 3. 调用响应回调
         ▼
┌──────────────────────────────────┐
│ AIDL Callback (IRadioVoiceResponse)
└────────┬─────────────────────────┘
         │ 4. response->dialResponse(responseInfo)
         ▼
┌─────────────────────┐
│ RIL Callback Handler│
└─────────────────────┘

10. 构建系统差异

HIDL 编译：

hidl_interface {
    name: "android.hardware.radio",
    root: "android.hardware",
    srcs: [
        "1.4/IRadio.hal",
        "1.4/IRadioResponse.hal",
        "1.4/IRadioIndication.hal",
        "1.4/types.hal",
    ],
    interfaces: [
        "android.hardware.base@1.0",
    ],
}

AIDL 编译：

aidl_interface {
    name: "android.hardware.radio",
    vendor_available: true,
    srcs: [
        "android/hardware/radio/voice/*.aidl",
        "android/hardware/radio/data/*.aidl",
        "android/hardware/radio/network/*.aidl",
        "android/hardware/radio/sim/*.aidl",
        "android/hardware/radio/modem/*.aidl",
        "android/hardware/radio/messaging/*.aidl",
    ],
    stability: "vintf",
    backend: {
        cpp: { enabled: true; },
        java: { enabled: true; },
    },
    versions_with_info: [
        { version: "1"; },
        { version: "2"; },
        { version: "3"; },
    ],
    frozen: true,
}

11. 性能和稳定性考量

方面	HIDL	AIDL
内存占用	较小（C++ 优化）	相同或稍大
IPC 延迟	优化的 Binder 使用	标准 Binder 延迟
类型安全	强类型检查	强类型检查
向后兼容	通过继承链	通过版本管理
热修复	困难（版本锁定）	更容易（模块独立）

12. 迁移建议

从 HIDL 迁移到 AIDL 的好处：

1. 模块化 - 各功能模块独立演进
2. 统一 IPC - 不再有特殊的 HAL IPC 机制
3. 灵活版本管理 - 每个模块独立版本
4. 更好的工具 - 统一使用 AIDL 工具链
5. 长期支持 - AIDL 是未来方向

兼容性策略：

• Android 13-14：HIDL 和 AIDL 并存，通过 libradiocompat 支持旧 HAL
• Android 15+：可能逐步淘汰 HIDL 支持

---

总结来说，HIDL 是针对 HAL 的专用接口语言，而 AIDL 是通用的系统服务接口语言。RIL 从 HIDL 迁移到 AIDL 反映了 Android 系统架构向更统一、模块化方向的演进。

有任何关于 HIDL/AIDL 在 RIL 中的实现细节的问题吗？