Android nfc读卡模式流程

最近一个项目需要将Android的nfc接口底层通过串口对接到外围一个单片机上，而nfc设备是接在单片机上的，这就需要对Android的nfc框架进行梳理，确定与单片机对接的接口通讯；上网查找发现资料不少，本次分析主要参考了以下大神的博客，基本上已经是非常清楚了！按照自己的理解对相关部分进行整理！

nfc的相关背景知识请参照此博客查阅即可：http://blog.csdn.NET/xuwen0306/article/category/2926997

以下以开机，并且一个读卡流程，一一介绍整个顺序：

一、开机启动Nfc服务流程：

Android5.0\frameworks\base\services\core\Java\com\android\server\am\ActivityManagerService.Java

 public void systemReady(final RunnablegoingCallback) {
          ....
          if (mFactoryTest !=FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {
                try {
                    List apps =AppGlobals.getPackageManager().
                       getPersistentApplications(STOCK_PM_FLAGS);
                    if (apps != null) {
                        int N = apps.size();
                        int i;
                        for (i=0; i<N; i++){
                            ApplicationInfoinfo
                                =(ApplicationInfo)apps.get(i);
                            if (info != null &&
                                   !info.packageName.equals("android")) {
                               addAppLocked(info, false, null /* ABI override */);
                            }
                        }
                    }
                } catch (RemoteException ex) {
                    // pm is in same process,this will never happen.
                }
         }
          ...
}

 

      继续分析addAppLocked()

final ProcessRecordaddAppLocked(ApplicationInfo info, boolean isolated,
            String abiOverride) {
          ...
        if (app.thread == null &&mPersistentStartingProcesses.indexOf(app) < 0) {
           mPersistentStartingProcesses.add(app);
            startProcessLocked(app, "addedapplication", app.processName, abiOverride,
                    null /* entryPoint */, null /*entryPointArgs */);
        }
          ...
}

 

      最终会call到NfcApplication.java中的NfcApplication()构造函数，其中的onCreate()会被调用到。   

@Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        boolean isMainProcess = false;
        // We start a service in a separateprocess to do
        // handover transfer. We don't want toinstantiate an NfcService
        // object in those cases, hence checkthe name of the process
        // to determine whether we're the mainNFC service, or the
        // handover process
        ActivityManager am =(ActivityManager)this.getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);
        List processes =am.getRunningAppProcesses();
        Iterator i = processes.iterator();
        while (i.hasNext()) {
            //检查当前运行的App名字是否为"com.android.nfc",如果名字相同，则表示当前启动的程序是主程序
            RunningAppProcessInfo appInfo =(RunningAppProcessInfo)(i.next());
            if (appInfo.pid == Process.myPid()){
               isMainProcess =  (NFC_PROCESS.equals(appInfo.processName));
                break;
            }
        }
        if (UserHandle.myUserId() == 0&& isMainProcess) {</span>
            //启动NfcService
           mNfcService = new NfcService(this);
            HardwareRenderer.enableForegroundTrimming();
        }
    }

      当调用了new NfcService()之后，后面会依次创建各个Service。

 

     在进行后续分析前，简单的列举一下NFC的类图，方便后续的理解：

     上层APP主要透过调用android.nfc.tech及android.nfc的接口来实现期望的功能；而android.nfc.tech和android.nfc透过AIDL的方式调用到NfcService中的接口。Framework中NfcService透过JNI与底层NFC Driver进行沟通，实现发送命令和接收event功能。

 

 

 

 

        在进入NFCService.java前，需要对整个系统的架构有个初步的了解。

 

        DeviceHost.java定义了目前几乎NFC需要的全部interface和API。不同的厂家依据DeviceHost.java提供的interface，实现对应的内容，就可以和上层app进行沟通了。

 

二、开机启动流程2：

从流程1中就会new一个NfcService对象，具体的流程就略过了！请查看对应的博客即可；

三、接下来开始描述一整个读卡流程：

1、Android app打开nfc为开始

首先是app上，4.4以前通过以下调用打开：

var1 = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this.t)

PendingIntent var3 = PendingIntent.getActivity(this.t, 0, (new Intent(this.t, this.t.getClass())).addFlags(536870912), 0);

IntentFilter[] var4 = new IntentFilter[0];

var1.enableForegroundDispatch((Activity)this.t, var3, var4, (String[][])null);

本文以Android 5.1版本描述读卡流程，5.1版本通过以下调用打开：

a、重写Callback

nfcCallBack = new NfcAdapter.ReaderCallback() {
@Override
public void onTagDiscovered(Tag tag) {
   // TODO Auto-generated method stub
  if(isNFC)
  {
   Message message = new Message();
                message.what = NFC_START;
                message.obj = tag;
                mHandler.sendMessage(message);
  }
}
        };

然后通过打开nfc

public boolean EnableSystemNFCMessage(ReaderCallback var1) {
    try {
        NfcAdapter var2;
        if((var2 = NfcAdapter.getDefaultAdapter(this.t)) != null && var2.isEnabled()) {
            Bundle var3;
            (var3 = new Bundle()).putInt("presence", 3000);
            var2.enableReaderMode((Activity)this.t, var1, d, var3);
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    } catch (Exception var4) {
        var4.printStackTrace();
        return false;
    }
}

2、此时进入framework中，下面一个个记录调用顺序，本阶段为开启nfc扫描：

frameworks/base/core/java/android/nfc/NfcAdapter.java:1276

        public void enableReaderMode(Activity activity, ReaderCallback callback, int flags,Bundle extras)

frameworks/base/core/java/android/nfc/NfcActivityManager.java：206

        public void enableReaderMode(Activity activity, ReaderCallback callback, int flags,Bundle extras)

  public void setReaderMode(Binder token, int flags, Bundle extras)

 NfcAdapter.sService.setReaderMode(token, this, flags, extras);

PS：此处NfcAdapter.sService是通过NfcAdapter.java中的ServiceManager.getService("nfc")获取的，实际就是实例化packages/apps/Nfc/src/com/android/nfc/NfcService.java服务时，在构造函数中通过ServiceManager.addService(SERVICE_NAME, mNfcAdapter); 加入的，实际为NfcAdapterService实例

接上调用到：

packages/apps/Nfc/src/com/android/nfc/NfcService.java

935行：public void setReaderMode(IBinder binder, IAppCallback callback, int flags, Bundle extras)

 接着进入1441行：void applyRouting(boolean force) 开始读卡

        1472行：mDeviceHost.enableDiscovery(newParams, shouldRestart);

 

packages/apps/Nfc/nxp/src/com/android/nfc/dhimpl/NativeNfcManager.java（以nxp框架为例）

         167行：调用doEnableDiscovery函数，进入jni

packages/apps/Nfc/nxp/jni/com_android_nfc_NativeNfcManager.cpp

         static void com_android_nfc_NfcManager_enableDiscovery(JNIEnv *e, jobject o, jint modes, jboolean, jboolean reader_mode, jboolean enable_p2p, jboolean restart)

注册扫描nfc卡回调  ret = phLibNfc_RemoteDev_NtfRegister(&nat->registry_info, nfc_jni_Discovery_notification_callback, (void *)nat)

3、至此，设备开始进行nfc扫描；

接下来分析扫描到nfc卡之后，从调用回调函数开始：

packages/apps/Nfc/nxp/jni/com_android_nfc_NativeNfcManager.cpp

         905行： static void nfc_jni_Discovery_notification_callback(void *pContext, phLibNfc_RemoteDevList_t *psRemoteDevList, uint8_t uNofRemoteDev, NFCSTATUS status)

其中判断nfc类型，依照类型实例化cached_NfcTag（非接卡）或者cached_P2pDevice（Nfc设备），以下以非接卡继续说明：

1、实例化

ScopedLocalRef<jclass> tag_cls(e, e->GetObjectClass(nat->cached_NfcTag));

jmethodID ctor = e->GetMethodID(tag_cls.get(), "<init>", "()V");

tag.reset(e->NewObject(tag_cls.get(), ctor));   //以上三行实际就是获得cached_NfcTag的构造函数，然后将tag实例化为cached_NfcTag

PS：通过1629行：if(nfc_jni_cache_object(e,"com/android/nfc/dhimpl/NativeNfcTag",&(nat->cached_NfcTag)) == -1)  可知，cached_NfcTag实际就是packages/apps/Nfc/nxp/src/com/android/nfc/dhimpl/NativeNfcTag.java类  （implements TagEndpoint）

接下来将NativeNfcTag实例的各个数值初始化，包括支持的协议等，最后

e->CallVoidMethod(nat->manager, cached_NfcManager_notifyNdefMessageListeners, tag.get());通知上层进行处理

实际就是：

packages/apps/Nfc/nxp/src/com/android/nfc/dhimpl/NativeNfcManager.java

360行：private void notifyNdefMessageListeners(NativeNfcTag tag)

packages/apps/Nfc/src/com/android/nfc/NfcService.java

236行：public void onRemoteEndpointDiscovered(TagEndpoint tag)

sendMessage(NfcService.MSG_NDEF_TAG, tag);

本文件中的final class NfcServiceHandler extends Handler中对此消息进行处理；

播放声音等，然后调用

tag.startPresenceChecking(presenceCheckDelay, callback);

dispatchTagEndpoint(tag, readerParams);等发送消息到上层

最终在dispatchTagEndpoint中，调用回调将TagEndpoint，根据相应的信息，转换为tag类传到应用层；PS：最重要此处将TagService封装进了Tag类中

if (readerParams.callback != null) {
                        readerParams.callback.onTagDiscovered(tag); 

4、接下来又回到应用层，接收到nfc检测Tag：

应用层获取到Tag类之后，判断Tag类型后，可以通过具体的封装，获取对应的协议类进行处理，以下以NfcB举例：

    this.A = NfcB.get(var1);

    try {
        this.A.connect();
        if(this.A.isConnected()) {
            this.B = new m(this.A);
            return true;
        }
    } catch (IOException var7) {
      
    }

5、接下来应用可以自行调用NfcB等协议进行nfc卡的读写操作，以NfcB协议举例，西面是相关方法在framework中的位置：

frameworks/base/core/java/android/nfc/tech/NfcB.java

继承自frameworks/base/core/java/android/nfc/tech/BasicTagTechnology.java

内部依据具体的协议内容，最终通过传入的Tag类，获取TagService服务，通过TagService服务最终调用到NativeNfcTag中相应的connect，transceive等方法，与非接卡进行通讯；

自此，以流水账的形式将一个nfc的读卡流程描写完成！整体描述比较晦涩，后续再看看怎么样能够更好的表达记录nfc读卡流程！