Linux内核中的NFC子系统-CFANZ编程社区

Linux内核中的NFC子系统

近场通信(NFC)子系统重点解决两个问题：

标准化NFC设备驱动程序开发
2.创建统一的用户空间接口

本文档涵盖架构概述、设备驱动程序接口描述和用户空间接口描述。

架构概述

NFC子系统主要负责以下工作内容：

NFC适配器管理；
轮询目标；
低级（Low-Level）数据交换；

如下图所示，core一方面负责提供设备驱动程序接口，另一方面，它还负责提供控制操作和低级数据交换的接口。其中，控制操作可通过通用Netlink提供给用户空间；低级数据交换接口由新的套接字系列PF_NFC提供，NFC_SOCKPROTO_RAW执行与NFC目标的原始通信。

+--------------------------------------+
|              USER SPACE              |
+--------------------------------------+
    ^                       ^
    | low-level             | control
    | data exchange         | operations
    |                       |
    |                       v
    |                  +-----------+
    | AF_NFC           |  netlink  |
    | socket           +-----------+
    | raw                   ^
    |                       |
    v                       v
+---------+            +-----------+
| rawsock | <--------> |   core    |
+---------+            +-----------+
                            ^
                            |
                            v
                       +-----------+
                       |  driver   |
                       +-----------+

设备驱动接口

在NFC子系统上注册时，设备驱动程序必须将其支持的NFC协议集合和操作回调集合通知core。其中，必须实现的操作回调如下：

start_poll - 设置设备以轮询目标
stop_poll - 停止进度轮询操作
activate_target - 选择并初始化找到的目标之一
deactivate_target - 取消选择并取消初始化选定的目标
data_exchange - 发送数据并接收响应（收发操作）

用户空间界面

用户空间接口分为控制操作和低级数据交换操作。

控制操作：

通用netlink用于实现控制操作的接口。这些操作由命令和事件组成，如下所示：

NFC_CMD_GET_DEVICE - 获取特定设备信息或转储设备列表
NFC_CMD_START_POLL - 设置特定设备以轮询目标
NFC_CMD_STOP_POLL - 停止特定设备中的轮询操作
NFC_CMD_GET_TARGET - 转储特定设备找到的目标列表
NFC_EVENT_DEVICE_ADDED - 报告NFC设备添加
NFC_EVENT_DEVICE_REMOVED - 报告NFC设备移除
NFC_EVENT_TARGETS_FOUND - 发现1个或多个目标时报告START_POLL结果

用户必须调用START_POLL来轮询NFC目标，通过NFC_ATTR_PROTOCOLS属性传递所需的NFC协议。设备保持轮询状态，直到找到任何目标。但是，用户可以通过调用STOP_POLL命令停止轮询操作。在这种情况下，将检查STOP_POLL的请求者是否与START_POLL相同。

如果轮询操作找到一个或多个目标，则发送事件TARGETS_FOUND（包括设备ID）。用户必须调用GET_TARGET以获取此类设备找到的所有目标的列表。每个回复消息都具有目标属性以及相关信息，例如支持的NFC协议。

当netlink套接字关闭时，其上的所有轮询操作都将停止。

低级数据交换：

用户空间必须使用PF_NFC套接字来执行与目标的任何数据通信。所有NFC套接字都使用AF_NFC。

struct sockaddr_nfc {
       sa_family_t sa_family;
       __u32 dev_idx;
       __u32 target_idx;
       __u32 nfc_protocol;
};

要与一个目标建立连接，用户必须创建一个NFC_SOCKPROTO_RAW套接字并调用connect系统调用，并正确填充sockaddr_nfc结构。所有信息均来自NFC_EVENT_TARGETS_FOUND netlink事件。由于目标可以支持多个NFC协议，因此用户必须告知它想要使用哪种协议。

在内部，connect将导致对驱动程序的activate_target调用。当套接字关闭时，目标被停用。

通过套接字交换的数据格式取决于NFC协议。例如，当与MIFARE标签通信时，交换的数据是MIFARE命令及其响应。

第一个收到的包是对第一个发送的包的响应，依此类推。为了允许有效的“空”响应，接收到的每个数据都有1字节的NULL标头。