Android 源码开发系列（二）Android SIM/USIM

   

      随着手机的普及，大家从非智能机到智能机的转变，从没有操作系统的定制机到智能手机，但唯一没有变的是，手机中的SIM，今天我们就来谈谈手机中SIM卡相关的内容。在日常生活中，SIM卡就是一张很小的卡片，但这个卡片上却存储了很重要的信息。  同样，Android作为一个智能手机操作系统，也对SIM卡的读取有相关的操作。下面就以Android2.2的SIM卡读写过程进行讲述。

     在上次博客中，有讲述STK，大家可以点这个链接进行查看。android STK 实现原理 （一）。STK与SIM卡是紧密相关的，讲到STK，不可能不说到SIM卡，下面就回到正题。

    在Android的源码中，SIM卡相关的操作，都封装在framework中，

源码所在的目录

 

 

 

   这个文件夹下，存储了所有与手机通讯业务相关的类文件，其中也包括了SIM，STK，CALL, PS数据业务。在上面的图片中，大家可以看到GSM和CDMA两个文件夹，这也是SIM卡相关的，如果插入的是CDMA卡片，就使用CDMA文件夹中的源码，如果是2G SIM卡，或是3G 联通卡（即GSM/WCDMA）都是使用GSM文件夹。当打开GSM文件夹，可以看到有一个STK 文件夹，里面装的就是上面那个链接里面的源码。如果是2G SIM卡，或是3G 联通卡（即GSM/WCDMA）都是使用GSM文件夹。当打开GSM文件夹，可以看到有一个STK 文件夹，里面装的就是上面那个链接里面的源码。

和SIM卡相关的类主要有以下几个，

IccConstants  (里面记录很多的常量，主要用来存储某个字段在SIM卡上的位置是什么，比如ADN(sim卡上的电话本)，6F3A,  FDN(固定拔号 6F3B)），

IccCardStatus（记录SIM卡的状态，如ABSENT, READY,UNKNOW,ETC），

IccFileHandler(这个是用来SIM卡上的RECORD读完后，要处理什么事情)，

IccRecords（SIM卡上的文件内容，每一个字段，一个RECORD），

IccProvider（手机上的数据库，读出来的数据全放这），

IccUtils（里面一般全是静态方法，主要用来码制转换），

IccSmsInterfaceManager，IccCard（这个是一个抽象类，会根据上面手机的制式，自动起一个SIMCARD 或者RUIMCARD）.

下面就以GSM为例说下读取的过程，

在GSM中就对应上面说的这些会有自己的类，如

SimCard，

SIMRecords，

SimPhoneBookInterfaceManager，

 

1，手机启动时，

根据SIM卡的类型，进入SIMRecords, 开始探测SIM卡的状态，因为，有些SIM卡会设置有PIN码，如果SIM卡有PIN码的话，手机会弹出输入PIN码的框，等待用户进行解码，注意，这个时候，如果PIN码如果没有解的话，手机是不会去读SIM卡的，因为，读SIM卡时，必须通过PIN才能去读，只有一些比较特殊的字段，可以不用,比如ECC 也就是紧急呼叫号码（一般存在卡上，运营商定制的）。同时，这PIN码未解的情况，手机中SIM卡的状态也是PIN_REQURIED_BLOCK,

2,当解完PIN码，或是手机没有设置PIN码，这时，手机的会探测到SIM是READY的状态，手机只有检测到SIM READY，才会发出读卡的请求。

case EVENT_SIM_READY:
                onSimReady();
            break;

    private void onSimReady() {
        /* broadcast intent SIM_READY here so that we can make sure
          READY is sent before IMSI ready
        */
        ((GSMPhone) phone).mSimCard.broadcastIccStateChangedIntent(
                SimCard.INTENT_VALUE_ICC_READY, null);

        fetchSimRecords();
}

PIN验证通过，会发出一个广播，通知其它的手机应用，SIM卡好了。

private void fetchSimRecords() {
        recordsRequested = true;
        IccFileHandler iccFh = phone.getIccFileHandler();

        Log.v(LOG_TAG, "SIMRecords:fetchSimRecords " + recordsToLoad);

        phone.mCM.getIMSI(obtainMessage(EVENT_GET_IMSI_DONE));
        recordsToLoad++;

        iccFh.loadEFTransparent(EF_ICCID, obtainMessage(EVENT_GET_ICCID_DONE));
        recordsToLoad++;

        // FIXME should examine EF[MSISDN]'s capability configuration
        // to determine which is the voice/data/fax line
        new AdnRecordLoader(phone).loadFromEF(EF_MSISDN, EF_EXT1, 1,
                    obtainMessage(EVENT_GET_MSISDN_DONE));
        recordsToLoad++;

        // Record number is subscriber profile
        iccFh.loadEFLinearFixed(EF_MBI, 1, obtainMessage(EVENT_GET_MBI_DONE));
        recordsToLoad++;

        iccFh.loadEFTransparent(EF_AD, obtainMessage(EVENT_GET_AD_DONE));
        recordsToLoad++;

        // Record number is subscriber profile
        iccFh.loadEFLinearFixed(EF_MWIS, 1, obtainMessage(EVENT_GET_MWIS_DONE));
        recordsToLoad++;


        // Also load CPHS-style voice mail indicator, which stores
        // the same info as EF[MWIS]. If both exist, both are updated
        // but the EF[MWIS] data is preferred
        // Please note this must be loaded after EF[MWIS]
        iccFh.loadEFTransparent(
                EF_VOICE_MAIL_INDICATOR_CPHS,
                obtainMessage(EVENT_GET_VOICE_MAIL_INDICATOR_CPHS_DONE));
        recordsToLoad++;

        // Same goes for Call Forward Status indicator: fetch both
        // EF[CFIS] and CPHS-EF, with EF[CFIS] preferred.
        iccFh.loadEFLinearFixed(EF_CFIS, 1, obtainMessage(EVENT_GET_CFIS_DONE));
        recordsToLoad++;
        iccFh.loadEFTransparent(EF_CFF_CPHS, obtainMessage(EVENT_GET_CFF_DONE));
        recordsToLoad++;


        getSpnFsm(true, null);

        iccFh.loadEFTransparent(EF_SPDI, obtainMessage(EVENT_GET_SPDI_DONE));
        recordsToLoad++;

        iccFh.loadEFLinearFixed(EF_PNN, 1, obtainMessage(EVENT_GET_PNN_DONE));
        recordsToLoad++;

        iccFh.loadEFTransparent(EF_SST, obtainMessage(EVENT_GET_SST_DONE));
        recordsToLoad++;

        iccFh.loadEFTransparent(EF_INFO_CPHS, obtainMessage(EVENT_GET_INFO_CPHS_DONE));
        recordsToLoad++;

        // XXX should seek instead of examining them all
        if (false) { // XXX
            iccFh.loadEFLinearFixedAll(EF_SMS, obtainMessage(EVENT_GET_ALL_SMS_DONE));
            recordsToLoad++;
        }

        if (CRASH_RIL) {
            String sms = "0107912160130310f20404d0110041007030208054832b0120"
                         + "fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff"
                         + "fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff"
                         + "fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff"
                         + "fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff"
                         + "ffffffffffffffffffffffffffffff";
            byte[] ba = IccUtils.hexStringToBytes(sms);

            iccFh.updateEFLinearFixed(EF_SMS, 1, ba, null,
                            obtainMessage(EVENT_MARK_SMS_READ_DONE, 1));
        }
    }

这里，手机开始读卡第一个是

IMSI（International Mobile SubscriberIdentification Number）主要用来查找运营商的网络，里面有MCC,MNC,

ICCID(Integrate circuit card identity)唯一标识一个移动用户。

然后，大家可以看到有很多类似这样的函数调用iccFh.loadEFTransparent，这个就是调用IccFileHandler,读取SIM卡字段

public void loadEFTransparent(int fileid, Message onLoaded) {
        Message response = obtainMessage(EVENT_GET_BINARY_SIZE_DONE,
                        fileid, 0, onLoaded);

        phone.mCM.iccIO(COMMAND_GET_RESPONSE, fileid, getEFPath(fileid),
                        0, 0, GET_RESPONSE_EF_SIZE_BYTES, null, null, response);
    }

大家注意到phone.mCM.iccIO，这个东东就是我们的RIL.JAVA， 向低层的MODEM 发送一个读取SIM卡的命令，在RIL.JAVA 中。Fileid 是字段的地址，如上面说的AND（在这为6F3A），FDN(在这为6F3B).

3.当低层的MODEM读到字段结果后，会有一个返回结果，由于发送读取请求时，有一个事件信息EVENT_GET_BINARY_SIZE_DONE，当有返回时，会直接交给IccFileHandler，然后由IccFileHandler转发给SIMRecords，最后进行处理该字段读完后应该执行的操作。由RIL.JAVA通知IccFileHandler，处理如下

 case EVENT_GET_BINARY_SIZE_DONE:
                ar = (AsyncResult)msg.obj;
                response = (Message) ar.userObj;
                result = (IccIoResult) ar.result;

                if (ar.exception != null) {
                    sendResult(response, null, ar.exception);
                    break;
                }

                iccException = result.getException();

                if (iccException != null) {
                    sendResult(response, null, iccException);
                    break;
                }

                data = result.payload;

                fileid = msg.arg1;

                if (TYPE_EF != data[RESPONSE_DATA_FILE_TYPE]) {
                    throw new IccFileTypeMismatch();
                }

                if (EF_TYPE_TRANSPARENT != data[RESPONSE_DATA_STRUCTURE]) {
                    throw new IccFileTypeMismatch();
                }

                size = ((data[RESPONSE_DATA_FILE_SIZE_1] & 0xff) << 8)
                       + (data[RESPONSE_DATA_FILE_SIZE_2] & 0xff);

                phone.mCM.iccIO(COMMAND_READ_BINARY, fileid, getEFPath(fileid),
                                0, 0, size, null, null,
                                obtainMessage(EVENT_READ_BINARY_DONE,
                                              fileid, 0, response));
            break;

回到SIMRecords，处理ICCID读完后相关操作，代码如下：

case EVENT_GET_ICCID_DONE:
                isRecordLoadResponse = true;

                ar = (AsyncResult)msg.obj;
                data = (byte[])ar.result;

                if (ar.exception != null) {
                    break;
                }

                iccid = IccUtils.bcdToString(data, 0, data.length);

                Log.d(LOG_TAG, "iccid: " + iccid);

            break;

 

到此，一个完整的SIM卡读取过程就完成了。

PS：有可能有人会问，为什么有时候是

iccFh.loadEFTransparent

有时候是

iccFh.loadEFLinearFixed

这主要是跟所要读取EF的类型有关系，SIM卡上的文件类型有Elementary File, Delicated File, Cyclic File，其中EF又分为Linear fixed EF，Transparent EF，Cyclic EF，所以读取的方式是不一样的，可能参考3GPP 11.11,  3GPP 51.011.

OK, 累了，有什么问题，可以在下面问，