Android中UICC 實現架構和資料讀寫(SIM,USIM,UIM)

現有的手機中使用的卡SIM, USIM,UIM等統稱為：UICC——Universal Integrated Circuit Card；

這些卡之間資料結構是有些區別的，先來看看SIM卡的檔案結構。

一 Sim檔案系統資料結構1 sim卡檔案系統

　　SIM card file system structure：

　　　　

2 檔案結構

　　MF：The root level of the file system is known as the Master file.

　　DF：Directories are known as Dedicated files and are of a fixed size.

　　EF：Individual recZ喎?http://www.bkjia.com/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">vcmRzIChvciBmaWxlcykgYXJlIGtub3duIGFzIEVsZW1lbnRhcnkgZmlsZXMuPC9wPgo8cD4gPC9wPgo8cD6hoaGhQWxsIGZpbGVzIGFyZSBpZGVudGlmaWVkIGFzIGFuIGFkZHJlc3MgKGEgRFdPUkQgdmFsdWUpLCByYXRoZXIgdGhhbiBhIGZpbGVuYW1lLjwvcD4KPHA+IDwvcD4KPGgyPjMgzsS8/sDg0M08L2gyPgo8cD48c3Ryb25nPlRyYW5zcGFyZW50PC9zdHJvbmc+o7o8L3A+CjxwPqGhoaHNuMP3veG5ubXERUYg08nSu7j219a92tDywdDX6bPJoaO1sc7EvP62wbvyuPzQwqOs19a92tDywdC77ravyseyztXVz+C21LXYPC9wPgo8cD7Wt6OoT0ZGU0VUo6m9+NDQtcSjrM/gttS12Na3v8mx7cq+s/bG8Mq8stnX97XEtdjWt6Oo08PX1r3ase3KvqOpus22wbP2oaK4/NDCtcQ8L3A+CjxwPtfWvdrK/aGjzbjD90VGILXEtdrSu7j219a92tPQ0ru49s/gttS12Na3oa4wMDAwoa+ho0VGINb3zOW1xMr9vt2zpLbI1NpFRiC1xM7EvP48L3A+CjxwPs231tChozwvcD4KPHA+PHN0cm9uZz5MaW5lYXIgRml4ZWQgRmlsZaO6PC9zdHJvbmc+PC9wPgo8cD6hoaGhz9/Q1LnMtqhFRiDOxLz+08nSu7j2vMfCvLOktsi5zLaotcS8x8K80PLB0Nfps8mho7Xa0ru49rzHwry8x8K8usXKxzGho7zHwrw8L3A+CjxwPrXEs6S2yLrNvMfCvLOktsjT67zHwry49sr9tcSzy7v9tOa3xdTaRUYgzsS8/s231tChozwvcD4KPHA+PHN0cm9uZz5DeWNsaWOjujwvc3Ryb25nPjwvcD4KPHA+oaGhodGtu7fOxLz+08PT2tLUyrG85Muz0PK05rSitcS8x8K8o6y1scv509C1xLzHwry/1bzktrzVvNPDyrGjrNDCtcS05rSiyv2+3b2rPC9wPgo8cD64srjH1+6+ybXE0MXPoqGjPC9wPgo8cD6hoaGht8POyrK7zay1xM7EvP7A4NDNo6zKudPDtcS3vcq90rK9q7K7zayho7bU09pVU0lNo6xSVUlNtci/qLv5sb7OxLz+veG5udOmuMPKx9K71sK1xKOsvtayv7TmtKLQxc+itcS1pdSqo6zOu9bDsrvNrLb40tGhozwvcD4KPHA+IDwvcD4KPGgxPrb+IFVJQ0O/qMr9vt22wdC0PC9oMT4KPGgyPjEgVUlDQ7/yvNzA4L3hubk8L2gyPgo8cD6hoaGhyta7+tDo0qq52NeitcRVSUNDsPzAqKO6yv2+3bbB0LS8x8K8o6zXtMysseS7r7ncwO2ju0FuZHJvaWTW0MrHudzA7VVJQ0O1xL/yvNy0+sLrzrvT2qO6PC9wPgo8cD5mcmFtZXdvcmtzXG9wdFx0ZWxlcGhvbnlcc3JjXGphdmFcY29tXGFuZHJvaWRcaW50ZXJuYWxcdGVsZXBob255XHVpY2NcPC9wPgo8cD48c3Ryb25nPrv5sb6/8rzcwOC1w73hubnNvKO6PC9zdHJvbmc+PC9wPgo8cD6hoaGhoaGhoSAgICAgICAgPGltZyBzcmM9"http://www.bkjia.com/uploadfile/Collfiles/20140111/2014011114104238.jpg" alt="\">

對於不同的卡會有不同的類與之對應，這些類的作用：

　　UiccController：整個UICC相關資訊的控制介面；監控SIM狀態變化；

　　UiccCard：UICC卡代碼中對應的抽象；

　　IccCardStatus：維護UICC卡的狀態：CardState & PinState；

　　UiccCardApplication：UICC具體的一個應用；負責Pin Puk密碼設定解鎖，資料的讀取，儲存；

　　CatService：負責SIM Toolkit相關；

　　IccConstants：SIM File Address；儲存不同資料在Sim卡上的欄位地址；SIMRecords等基類；

　　SIMRecords /RuimRecords：記錄SIM卡上的資料；

　　IccFileHandler：讀取SIM資料以及接收讀取的結果；

2 UICC 架構執行流程

　　UICC的狀態監控是在UiccController中進行的；

UiccController建構函式：

private UiccController(Context c, CommandsInterface ci) {        mCi = ci;        //註冊UICC卡狀態變化監聽        mCi.registerForIccStatusChanged(this, EVENT_ICC_STATUS_CHANGED, null);                //註冊RADIO狀態變化監聽        mCi.registerForOn(this, EVENT_ICC_STATUS_CHANGED, null);        mCi.registerForAvailable(this, EVENT_ICC_STATUS_CHANGED, null);        mCi.registerForNotAvailable(this, EVENT_RADIO_UNAVAILABLE, null);    }

UICC Card狀態有變化處理：

public void handleMessage (Message msg) {        switch (msg.what) {            case EVENT_ICC_STATUS_CHANGED:                //UICC狀態變化，擷取UICC狀態                mCi.getIccCardStatus(obtainMessage(EVENT_GET_ICC_STATUS_DONE));                break;            case EVENT_GET_ICC_STATUS_DONE:                //UICC狀態變化，擷取UICC狀態返回處理                AsyncResult ar = (AsyncResult)msg.obj;                onGetIccCardStatusDone(ar);                break;        }    }

UICC Card處理狀態變化：

private synchronized void onGetIccCardStatusDone(AsyncResult ar) {        //返回的資料結構IccCardStatus        IccCardStatus status = (IccCardStatus)ar.result;                //更新Uicc Card狀態 ，若UiccCard未建立則新建立        //新建立也是一樣調用UiccCard@update        if (mUiccCard == null) {            //Create new card            mUiccCard = new UiccCard(mContext, mCi, status);        } else {            //Update already existing card            mUiccCard.update(mContext, mCi , status);        }    }

UICC Card狀態更新：

public void update(Context c, CommandsInterface ci, IccCardStatus ics) {        synchronized (mLock) {            mCardState = ics.mCardState;                        mUniversalPinState = ics.mUniversalPinState;                        //update applications UiccApplications構造則新建立            //新建立跟update流程一致            for ( int i = 0; i < mUiccApplications.length; i++) {                if (mUiccApplications[i] == null) {                    //Create newly added Applications                    if (i < ics.mApplications.length) {                        mUiccApplications[i] = new UiccCardApplication(this,                                ics.mApplications[i], mContext, mCi);                    }                } else if (i >= ics.mApplications.length) {                    //Delete removed applications                    mUiccApplications[i].dispose();                    mUiccApplications[i] = null;                } else {                    //Update the rest                    mUiccApplications[i].update(ics.mApplications[i], mContext, mCi);                }            }                        //STK相關            createAndUpdateCatService();        }    }

Uicc Applications更新：

void update (IccCardApplicationStatus as, Context c, CommandsInterface ci) {        synchronized (mLock) {                        //更新type state pin ……            AppType oldAppType = mAppType;            AppState oldAppState = mAppState;                        mAppType = as.app_type;            mAppState = as.app_state;            ……                        //APP Type變化更新            if (mAppType != oldAppType) {                if (mIccFh != null) { mIccFh.dispose();}                if (mIccRecords != null) { mIccRecords.dispose();}                mIccFh = createIccFileHandler(as.app_type);                mIccRecords = createIccRecords(as.app_type, c, ci);            }                        //APP State變化更新            if (mAppState != oldAppState) {                // If the app state turns to APPSTATE_READY, then query FDN status,                //as it might have failed in earlier attempt.                if (mAppState == AppState.APPSTATE_READY) {                    //FDN查詢                    queryFdn();                                        //PIN查詢                    queryPin1State();                }                                //PIN狀態通知                notifyPinLockedRegistrantsIfNeeded(null);                //UICC Ready否狀態通知                notifyReadyRegistrantsIfNeeded(null);            }        }    }

這裡會根據UICC的狀態繼續下一步的操作：

　　如果UICC需要PIN解鎖，則會發出需要Pin碼鎖通知；進行UICC pin碼輸入解鎖，然後狀態變化，

　　　　繼續更新UICC Card，Uicc Applications直到UICC狀態Ready；

　　如果UICC已經ready，則發出UICC Ready通知；

狀態更新流程如下：

　　　　

3 UICC資料讀取過程

　　發出UICC Ready的通知是在UiccApplications中，

　　在接收到UICC Ready的通知後，就可以進行UICC中相關資料的讀寫；

　　這個有在IccRecords類中進行，以SimRecors為例：

public SIMRecords(UiccCardApplication app, Context c, CommandsInterface ci) {        super(app, c, ci);                //電話號碼            adnCache = new AdnRecordCache(mFh);                //監聽UiccApplications 發出Sim Ready通知        mParentApp.registerForReady(this, EVENT_APP_READY, null);    }    

SIMRecords訊息處理：

    public void handleMessage(Message msg) {        switch (msg.what) {            case EVENT_APP_READY:                onReady();                break;            //IO events 通過IccFileHandler資料讀取SIM資料，返回結果處理            case EVENT_GET_IMSI_DONE:                ……                break;            case EVENT_GET_MBI_DONE:                ……                break;                       case EVENT_GET_AD_DONE:                        case EVENT_GET_SPN_DONE:                break;            ……        }    }

監聽到SIM Ready訊息：

　　public void onReady() {        fetchSimRecords();    }    protected void fetchSimRecords()     {        //通過IccFileHandler向 RIL發送讀取資料的訊息        mFh.loadEFTransparent(EF_ICCID, obtainMessage(EVENT_GET_ICCID_DONE));        recordsToLoad++;        // Record number is subscriber profile        mFh.loadEFLinearFixed(EF_MBI, 1, obtainMessage(EVENT_GET_MBI_DONE));        recordsToLoad++;        mFh.loadEFTransparent(EF_AD, obtainMessage(EVENT_GET_AD_DONE));        recordsToLoad++;        // Record number is subscriber profile        mFh.loadEFLinearFixed(EF_MWIS, 1, obtainMessage(EVENT_GET_MWIS_DONE));        recordsToLoad++;        ……    }

IccFileHandler資料讀取：

public void loadEFTransparent(int fileid, Message onLoaded) {        Message response = obtainMessage(EVENT_GET_BINARY_SIZE_DONE,                        fileid, 0, onLoaded);        mCi.iccIOForApp(COMMAND_GET_RESPONSE, fileid, getEFPath(fileid),                        0, 0, GET_RESPONSE_EF_SIZE_BYTES, null, null, mAid, response);    }

loadEFTransparent和loadEFLinearFixed，就是針對不同的檔案格式，

實際都是調用RIL_JAVA：

    void iccIOForApp (int command, int fileid, String path,                 int p1, int p2, int p3,                String data, String pin2, String aid, 　　　　　　　　　　Message result)     {        ……    }  

RIL_iccIOForApp函數的參數含義：

　　command：讀寫更新……操作命令

　　　　final int COMMAND_READ_BINARY = 0xb0;

　　final int COMMAND_UPDATE_BINARY = 0xd6;

　　　　final int COMMAND_READ_RECORD = 0xb2;

　　　　final int COMMAND_UPDATE_RECORD = 0xdc;

　　　　final int COMMAND_SEEK = 0xa2;

　　　　final int COMMAND_GET_RESPONSE = 0xc0;

　　　　……

　　fileid：資料欄位在SIM檔案系統中的地址 ：例如Plmn：0x6F30

　　path： 此資料欄位上級所有目錄位址：

　　　　例如Plmn的Path：MF + DF_GSM = "0x3F000x7F20"

　　　　地址欄位都需要根據UICC檔案系統結構，地址決定

　　p1：

　　p2：

　　p3：

　　data：

　　pin2：

　　aid： 由UICC傳遞上來的

　　result：回調Message

從3GPP SIM相關協議可以看到，P1，P2，P3等這些參數的含義：

　　S：stands for data sent by the ME

　　R：stands for data received by the ME

　　Offset is coded on 2 bytes where P1 gives thehigh order byte and P2 the low order byte.

　　'00 00' means no offset and reading/updating starts with the first byte

　　'00 01' means that reading/updating starts with the second byte.