Android短信編解碼方式

時間 2019-11-12

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Android短信編碼在Framework層實現。 android

對於普通短信，其SmsHeader部分爲空。 git

Gsm：數組

Gsm中，對於長短信，使用了SmsHeader類進行描述。SmsHeader.ConcatRef描述了長短信的refNumber（對於同一個短信，相同，使用SmsDispatcher.getNextConcatenatedRef方法獲取一個索引值，將其或上0x00FF），seqNumber（分段序列號，從1開始），msgCount（分段數量）。而後設置isEightBits爲假（爲了支持不一樣長度REFERENCE的短信，8位則REFERENCE爲8位，不然爲16位）。編碼

短信頭的編碼位於SmsHeader.toByteArray中。 spa

1 寫入concatRef code

1.1 若爲8位REFERENCE，寫入ELT_ID_CONCATENATED_8_BIT_REFERENCE（00000000），寫入剩下concatRef的字節數（此處設爲00000011，表示3個字節），寫入refNumber（低8位）對象

1.2 若爲16位，寫入ELT_ID_CONCATENATED_16_BIT_REFERENCE（00001000），寫入剩下concatRef的字節數（此處設爲00000100，表示4個字節），寫入refNumber（先寫入高8位，再寫入低8位）索引

1.3 寫入msgCount（低8位）與seqNumber（低8位） ci

2 寫入PortAddrs 字符串

3 寫入specialSmsMsgList

4 寫入miscEltList

短信內容編碼從Gsm的SmsMessage.getSubmitPdu方法開始（com.android.internal.telephony.gsm.SmsMessage）

1 設置MTIBYTE（TP-Message-Type-Indicator，初始爲00000001）與UDHI。若SmsHeader不爲空，MTIBYTE爲01000001，不然爲00000001

2 調用Gsm的SmsMessage.getSubmitPduHeader寫入基本信息，返回一個ByteArrayOutputStream

2.1 設置SubmitPdu的服務中心地址

2.2 若須要接收報告，MTIBYTE|=00100000。（TP-Status-Report-Request）

2.3 將MTIBYTE寫入輸出流（低8位）

2.4 寫入一個字節00000000（TP-Message-Reference）

2.5 寫入目標號碼長度（有效數字個數，如號碼12345爲5）（低8位）

2.6 寫入目標號碼（第一個字節爲TOA，號碼中有加號則爲10010001，表示國際號碼，不然爲10000001未知，TS 24.008 10.5.4.7。後面爲BCD碼字節數組，每一個字節存兩個數，不存加號，順序是反的。如13 24 58表示號碼31 42 85。若是號碼長度是奇數，最後一個字節的高4位爲1111，如13 22 F5表示號碼31 22 5）

2.7 寫入一個字節00000000（TP-Protocol-Identifier）

3 若編碼方式未指定，默認使用7BIT

4 若是使用7BIT編碼，調用GsmAlphabet.stringToGsm7BitPacketedWithHeader進行編碼，獲取編碼後的字節數組

4.1 若是沒有Header，直接調用GsmAlphabet.stringToGsm7BitPacket獲取編碼後的數據字節數組（startingSeptetOffset=0）

4.1.1 調用GsmAlphabet.countGsmSeptets計算7BIT編碼所需的字節數（計算結果要加上頭部的7BIT編碼所需的字節數）

4.1.2 若超過255個字節，拋出異常

4.1.3 計算使用字節數組保存編碼後的7BIT數據所需的字節數（包括Header）

4.1.4 將數據以7BIT編碼的方式寫入字節數組

4.1.5 在數組的0號位寫入7BIT編碼所需的字節數（包括Header），返回

4.2 不然，先計算Header的7BIT編碼後的長度（包括表示頭長度的字節），調用GsmAlphabet.stringToGsm7BitPacket獲取編碼後的數據字節數組（startingSeptetOffset=Header的長度），在編碼後的數據字節數組前面預留出該長度的部分（同4.1.1-4.1.5）。在1號位寫入頭的長度，其後爲Header的內容（Header未進行7BIT編碼，但爲何後面的空間是按7BIT空出來？）

4.3 若所需字節數未超過MAX_USER_DATA_SEPTETS，往輸出流中寫入一個字節00000000（TP-Data-Coding-Scheme，默認編碼，未壓縮）

5 不然使用UCS-2方式，調用Gsm的SmsMessage.encodeUCS2進行編碼，獲取編碼後的字節數組

5.1 將消息正文轉成utf-16be格式

5.2 若包含Header，則建立一個新字節數組用於存放待輸出數據，0號位存放Header長度，後面接着Header和轉換後的正文。不然，僅輸出轉換後的消息正文

5.3 建立一個新的字節數組，長度比待輸出數據多一。0號位存放待輸出數據長度，後面跟着待輸出數據

5.4 若所需字節數未超過MAX_USER_DATA_BYTES，往輸出流中寫入一個字節00001011（TP-Data-Coding-Scheme，Class 3，UCS-2，未壓縮）

6 往輸出流中寫入編碼後的字節數組

Gsm短信發送（SMS-SUBMIT）編碼格式（不全，具體參見GSM短信標準中9.2.2.2 SMS SUBMIT type）以下圖所示：

用戶數據區域以下圖所示，UDL-用戶數據長度，UDHL-用戶數據頭長度，UDH-用戶數據頭。若沒有Header，則只包括TP-UDL和編碼後的短信內容（由TP-UDHI標識）。

對於Gsm，還要在RIL中，將smscPdu與內容pdu進行整合。smscPdu的格式與內容pdu相似，先是一個長度字節（後面號碼內容的長度），後面是號碼的BCD編碼（格式與目標號碼相同，也包括TOA）。

Gsm其它類型的PDU可參考標準中的說明，大體結構都差很少。總共包括如下六種。其中，SMS-DELIVER的解碼在RIL的processUnsolicited的RIL_UNSOL_RESPONSE_NEW_SMS中調用。

1. SMS-DELIVER，包含從SC到MS的消息（手機收到的短信）。

2. SMS-DELIVER-REPORT，包含

a) 失敗緣由（若是須要的話）

b) 對於SMS-DELIVER或SMS-STATUSREPORT的確認

3. SMS-SUBMIT，包含從MS到SC的消息（從手機發出的短信）。

4. SMS-SUBMIT-REPORT，包含

a) 失敗緣由（若是須要的話）

b) 對於SMS-SUBMIT或SMS-COMMAND的確認

5. SMS-STATUS-REPORT，包含從SC到MS的狀態報告。

6. SMS-COMMAND，包含從MS到SC的命令。

Cdma：

Cdma的SmsHeader的內容與Gsm幾乎沒有區別，只是isEightBits爲真。

Cdma使用了UserData來輔助構造SubmitPdu，其中的payloadStr存儲了不一樣分段的短信字符串，userDataHeader存儲了SmsHeader，msgEncoding存儲了編碼類型，msgEncodingSet用於指明是否指明編碼類型（此處設爲真）。

對於普通短信，其userDataHeader爲空，msgEncoding與msgEncodingSet均未設置。剩下的編碼過程與長短信相同。

Cdma的長短信內容編碼也是從Cdma的SmsMessage.getSubmitPdu方法開始，最後轉到Cdma的SmsMessage.privateGetSubmitPdu方法進行編碼。（com.android.internal.telephony.cdma.SmsMessage）

1 利用目標地址構造一個CdmaSmsAddress

2 構造BearerData對象用於輔助編碼，其中消息類型messageType設爲BearerData.MESSAGE_TYPE_SUBMIT（0x02），獲取了一個MessageId（自增，C.S0015-B，v2.0，4.3.1.5），deliveryAckReq爲是否須要接收報告，userAckReq、readAckReq、reportReq均爲假，userData爲UserData對象。

3 使用BearerData.encode方法對BearerData對象進行編碼，得到一個字節數組（3GPP2，C.R1001-F，v1.0，4.5）。其格式爲SUBPARAMETER_ID後面帶上相應的數據。

3.1 構造一個BitwiseOutputStream進行數據的編碼，該輸出流可以往其中寫入任意位數的數據，而不限於字節的邊界

3.2 往輸出流中寫入SUBPARAM_MESSAGE_IDENTIFIER（0x00）（3GPP2 C.S0015-B，v2.0表4.5-1），8位

3.3 往輸出流中寫入MessageId（3GPP2 C.S0015-B，4.5.1 Message Identifier）

3.3.1 寫入00000011，8位

3.3.2 寫入消息類型，4位

3.3.3 寫入MessageId的高8位

3.3.4 寫入MessageId的低8位

3.3.5 寫入是否有用戶數據頭，1有，0無，1位

3.3.6 跳過3位（留做備用）

3.4 若userData不空，輸出（3GPP2 C.S0015-B，4.5.2 User Data）

3.4.1 寫入SUBPARAM_USER_DATA（0x01），8位

3.4.2 對UserData的payload使用Bearer.encodeUserDataPayload進行編碼

3.4.2.1 若payloadStr爲空且msgEncoding不是ENCODING_OCTET（3GPP2 C.R1001-F，v1.0，表9.1-1），設payloadStr爲空串

3.4.2.2 若userDataHeader不空，編碼並返回

3.4.2.2.1 使用SmsHeader的toByteArray方法將SmsHeader編碼爲字節數組（具體過程前面介紹了）

3.4.2.2.2 根據編碼類型msgEncoding的不一樣，分別調用不一樣方法，將SmsHeader數組編碼成不一樣的字節數組。若沒指定字符集，默認使用7BIT_ALPHABET。若出現異常，再使用UNICODE16。

3.4.2.2.2.1 若是是ENCODING_GSM_7BIT_ALPHABET，調用BearerData.encode7bitEms，同Gsm的4.2，將編碼後的字節數組存入UserData的payload，格式同Gsm的用戶數據區域（去掉了第一個字節，即UDL）。將整個用戶數據區域的長度存入UserData的numFields。

3.4.2.2.2.2 若是是ENCODING_UNICODE_16，調用BearerData.encode16bitEms，將payloadStr編碼爲Utf-16be字節數組。將頭的長度存入payload的0號字節，後面加上頭的字節數組。若是前面的字節數爲奇數，還要補上一個字節做爲udhPadding以保證字節邊界對齊。而後接上編碼後的payloadStr。此處的numFields存的是16位單元的長度，即payload字節數除2。

3.4.2.2.2.3 若是是ENCODING_7BIT_ASCII，調用BearerData.encode7bitEmsAscii，過程與ENCODING_GSM_7BIT_ALPHABET相同，只是字符集不一樣。

3.4.2.3 不然，說明爲普通短信，沒有Header。

3.4.2.3.1 若是設置了編碼字符集，根據編碼類型msgEncoding的不一樣設置相應的payload值。

3.4.2.3.1.1 若是是ENCODING_OCTET。若 UserData.payload爲空，payload設爲一個空字節（00000000），numFields爲0。若UserData.payload不空，numFields爲payload的字節數。

3.4.2.3.1.2 若是不是ENCODING_OCTET。若payloadStr爲空，設其爲空串。不然，根據編碼字符集的不一樣，調用相應方法將payloadStr編碼，具體方法同3.4.2.2.2，只是沒有UDHL和UDH部分，只含編碼後的短信內容。

3.4.2.3.2 若沒有設置編碼字符集，嘗試使用7BIT_ASCII進行編碼，若出現異常，再採用UNICODE_16。而後，將numFields設爲payloadStr的長度（即字符個數）。

3.4.3 計算後面數據與參數的總字節數paramBytes（若是編碼方式爲ENCODING_IS91_EXTENDED_PROTOCOL或ENCODING_GSM_DCS，多加1字節），以及爲了保證數據對齊所需的位數paddingBits

3.4.4 寫入paramBytes，8位（SUBPARAM_LEN）

3.4.5 寫入UserData的編碼方式msgEncoding，5位

3.4.6 若是編碼方式爲ENCODING_IS91_EXTENDED_PROTOCOL或ENCODING_GSM_DCS，輸出UserData的消息類型msgType，8位

3.4.7 寫入UserData的numFields，8位

3.4.8 寫入UserData的payload

3.4.9 若是須要補全，寫入所需的空位paddingBits

3.5 若callbackNumber不空，輸出（目前未設置，3GPP2 C.S0015-B，v2，4.5.15）

3.6 若userAckReq，deliveryAckReq，readAckReq，reportReq有一個爲真，寫入SUBPARAM_REPLY_OPTION（00001010），8位

3.6.1 寫入00000001，8位

3.6.2 寫入userAckReq，1位

3.6.3 寫入deliveryAckReq，1位

3.6.4 寫入readAckReq，1位

3.6.5 寫入reportReq，1位

3.6.6 寫入0000，4位

3.7 若numberOfMessage不爲0，輸出（Voice Mail中的）

3.7.1 寫入SUBPARAM_NUMBER_OF_MESSAGE（3GPP2 C.S0015-B，v2.0，4.5.12），8位

3.7.2 寫入00000001，8位

3.7.3 寫入BearerData的numberOfMessage，8位

3.8 若validityPeriodRelativeSet爲真，輸出（目前未設置）——SUBPARAM_VALIDITY_PERIOD_RELATIVE

3.9 若privacyIndicatorSet爲真，輸出（目前未設置）——SUBPARAM_PRIVACY_INDICATOR

3.10 若languageIndicatorSet爲真，輸出（目前未設置）——SUBPARAM_LANGUAGE_INDICATOR

3.11 若displayModeSet爲真，輸出（目前未設置）——SUBPARAM_MESSAGE_DISPLAY_MODE

3.12 若priorityIndicatorSet爲真，輸出（目前未設置）——SUBPARAM_PRIORITY_INDICATOR

3.13 若alertIndicator爲真，輸出（目前未設置）——SUBPARAM_ALERT_ON_MESSAGE_DELIVERY

3.14 若messageStatusSet爲真，輸出（目前未設置）——SUBPARAM_MESSAGE_STATUS

4 如有SmsHeader，teleservice爲SmsEnvelope.TELESERVICE_WEMT，不然爲SmsEnvelope.TELESERVICE_WMT

5 構造一個ByteArrayOutputStream，使用DataOutputStream進行封裝

6 往輸出流中寫入teleservice，Int

7 往輸出流中寫入0（Service Present），Int

8 往輸出流中寫入0（Service Category），Int

9 往輸出流中寫入digitMode（3GPP2，C.S0015-B，v2.0，3.4.3.3），byte

10 往輸出流中寫入numberMode（3GPP2，C.S0015-B，v2.0，3.4.3.3），byte

11 往輸出流中寫入ton，即numberType（TS 23.040 9.1.2.5，TS 24.008表10.5.118，C.S0005-D表2.7.1.3.2.4-2），byte

12 往輸出流中寫入numberPlan（3GPP2，C.S0015-B，v2.0，3.4.3.3，C.S005-D表2.7.1.3.2.4-3），byte

13 往輸出流中寫入地址長度numberOfDigits（3GPP2，C.S0015-B，v2.0，3.4.3.3），byte

14 往輸出流中寫入CdmaSmsAddress中編碼後的目標地址，byte[]

15 SubAddress不支持，故輸出三個字節00000000

15.1 往輸出流中寫入0（subaddressType），byte

15.2 往輸出流中寫入0（subaddress_odd），byte

15.3 往輸出流中寫入0（subaddress_nbr_of_digits），byte

16 往輸出流中寫入編碼後的BearerData字節數組的長度，byte

17 往輸出流中寫入編碼後的BearerData字節數組，byte[]

對於CDMA短信的解碼，在RIL的processUnsolicited的RIL_UNSOL_RESPONSE_CDMA_NEW_SMS中調用，實際代碼在com.android.internal.telephony.cdma.SmsMessage.newFromParcel中，解碼格式與編碼格式相同，只是存的地址變成了發出消息的手機的地址。