UICC 实现框架和数据读写

　　现有的手机中使用的卡SIM, USIM,UIM等统称为：UICC——Universal Integrated Circuit Card；

这些卡之间数据结构是有些区别的，先来看看SIM卡的文件结构。

一 Sim文件系统数据结构

1 sim卡文件系统

　　SIM card file system structure：

 　　　　       

2 文件结构

　　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 records (or files) are known as Elementary files.

 

　　All files are identified as an address (a DWORD value), rather than a filename.

 

3 文件类型

Transparent：

　　透明结构的EF 由一个字节序列组成。当文件读或更新，字节序列活动是参照相对地

址（OFFSET）进行的，相对地址可表示出起始操作的地址（用字节表示）和读出、更新的

字节数。透明EF 的第一个字节有一个相对地址‘0000’。EF 主体的数据长度在EF 的文件

头中。

Linear Fixed File：

　　线性固定EF 文件由一个记录长度固定的记录序列组成。第一个记录记录号是1。记录

的长度和记录长度与记录个数的乘积存放在EF 文件头中。

Cyclic：

　　循环文件用于以时间顺序存储的记录，当所有的记录空间都占用时，新的存储数据将

覆盖最旧的信息。

　　访问不同的文件类型，使用的方式也将不同。对于USIM，RUIM等卡基本文件结构应该是一致的，局部存储信息的单元，位置不同而已。

 

二 UICC卡数据读写

1 UICC框架类结构

　　手机需要关注的UICC包括：数据读写记录，状态变化管理；Android中是管理UICC的框架代码位于：

frameworks\opt\telephony\src\java\com\android\internal\telephony\uicc\

基本框架类得结构图：

　　　　        

        

对于不同的卡会有不同的类与之对应，这些类的作用：

　　UiccController：整个UICC相关信息的控制接口；监控SIM状态变化；

　　UiccCard：UICC卡代码中对应的抽象；

　　IccCardStatus：维护UICC卡的状态：CardState & PinState；

　　UiccCardApplication：UICC具体的一个应用；负责Pin Puk密码设置解锁，数据的读取，存储；

　　CatService：负责SIM Toolkit相关；

　　IccConstants：SIM File Address；存储不同数据在Sim卡上的字段地址；SIMRecords等基类；

　　SIMRecords /RuimRecords：记录SIM卡上的数据；

　　IccFileHandler：读取SIM数据以及接收读取的结果；

2 UICC 框架执行流程

　　UICC的状态监控是在UiccController中进行的；

UiccController构造函数：

private UiccController(Context c, CommandsInterface ci) { mCi = ci; //注册UICC卡状态变化监听
        mCi.registerForIccStatusChanged(this, EVENT_ICC_STATUS_CHANGED, null); //注册RADIO状态变化监听
        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状态有变化处理：

public void handleMessage (Message msg) { switch (msg.what) { case EVENT_ICC_STATUS_CHANGED: //UICC状态变化，获取UICC状态
 mCi.getIccCardStatus(obtainMessage(EVENT_GET_ICC_STATUS_DONE)); break;
 case EVENT_GET_ICC_STATUS_DONE: //UICC状态变化，获取UICC状态返回处理
                AsyncResult ar = (AsyncResult)msg.obj; onGetIccCardStatusDone(ar); break; } }

 

UICC Card处理状态变化：

private synchronized void onGetIccCardStatusDone(AsyncResult ar) { //返回的数据结构IccCardStatus
        IccCardStatus status = (IccCardStatus)ar.result; //更新Uicc Card状态 ，若UiccCard未创建则新创建 //新创建也是一样调用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状态更新：

public void update(Context c, CommandsInterface ci, IccCardStatus ics) { synchronized (mLock) { mCardState = ics.mCardState; mUniversalPinState = ics.mUniversalPinState; //update applications UiccApplications构造则新创建 //新创建跟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相关
 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变化更新
            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变化更新
            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查询
 queryFdn(); //PIN查询
 queryPin1State(); } //PIN状态通知
                notifyPinLockedRegistrantsIfNeeded(null); //UICC Ready否状态通知
                notifyReadyRegistrantsIfNeeded(null); } } }

这里会根据UICC的状态继续下一步的操作： 

　　如果UICC需要PIN解锁，则会发出需要Pin码锁通知；进行UICC pin码输入解锁，然后状态变化，

　　　　继续更新UICC Card，Uicc Applications直到UICC状态Ready；

　　如果UICC已经ready，则发出UICC Ready通知；

状态更新流程如下：

　　　　        

3 UICC数据读取过程

　　发出UICC Ready的通知是在UiccApplications中，

　　在接收到UICC Ready的通知后，就可以进行UICC中相关数据的读写；

　　这个有在IccRecords类中进行，以SimRecors为例：

public SIMRecords(UiccCardApplication app, Context c, CommandsInterface ci) { super(app, c, ci); //电话号码 
        adnCache = new AdnRecordCache(mFh); //监听UiccApplications 发出Sim Ready通知
        mParentApp.registerForReady(this, EVENT_APP_READY, null); } 

 

SIMRecords消息处理：

    public void handleMessage(Message msg) { switch (msg.what) { case EVENT_APP_READY: onReady(); break; //IO events 通过IccFileHandler数据读取SIM数据，返回结果处理
            case EVENT_GET_IMSI_DONE: …… break; case EVENT_GET_MBI_DONE: …… break; case EVENT_GET_AD_DONE: case EVENT_GET_SPN_DONE: break; …… } }

 

监听到SIM Ready消息： 

　　public void onReady() { fetchSimRecords(); }
 protected void fetchSimRecords() { //通过IccFileHandler向 RIL发送读取数据的消息
 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数据读取：

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，就是针对不同的文件格式，

实际都是调用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函数的参数含义：

　　command：读写更新……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：数据字段在SIM文件系统中的地址 ：例如Plmn：0x6F30

　　path：     此数据字段上级所有目录地址：

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

　　　　地址字段都需要根据UICC文件系统结构，地址决定

　　p1：

　　p2：

　　p3：

　　data：

　　pin2：

　　aid：  由UICC传递上来的

　　result：回调Message

从3GPP SIM相关协议可以看到，P1，P2，P3等这些参数的含义：

　　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.