linux驱动ioctl函数,Linux中与驱动相关的ioctl函数

一:    ioctl函数的作用

ioctl用于向设备发控制和配置命令，有些命令也需要读写一些数据，但这些数据是不能用read/write读写的，称为Out-of-band数据。也就是说，read/write读写的数据是in-band数据，是I/O操作的主体，而ioctl命令传送的是控制信息，其中的数据是辅助的数据。

ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数,所谓对I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性进行控制，例如，在串口线上收发数据通过read/write操作，而串口的波特率、校验位、停止位通过ioctl设置，A/D转换的结果通过read读取，而A/D转换的精度和工作频率通过ioctl设置。

ioctl函数是文件结构中的一个属性分量，就是说如果你的驱动程序提供了对ioctl的支持，用户就可以在用户程序中使用ioctl函数控制设备的I/O通道。

如果不用ioctl的话，也可以实现对设备I/O通道的控制，但那就是蛮拧了。例如，我们可以在驱动程序中实现write的时候检查一下是否有特殊约定的数据流通过，如果有的话，那么后面就跟着控制命令(一般在socket编程中常常这样做)。但是如果这样做的话，会导致代码分工不明，程序结构混乱，程序员自己也会头昏眼花的。

所以，我们就使用ioctl来实现控制的功能。要记住，用户程序所作的只是通过命令码告诉驱动程序它想做什么，至于怎么解释这些命令和怎么实现这些命令，这都是驱动程序要做的事情。

二：ioctl()用法

int ioctl(int fd, ind cmd, …)；

其中fd就是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标示符，cmd就是用户程序对设备的控制命令，至于后面的省略号，那是一些补充参数，一般最多一个，有或没有是和cmd的意义相关的。下面是一个关于V4L视频采集中用到的用ioctl来配置视频采集设备(USB摄像头)的一些特性参数的例子：

1.   定义设备结构体

struct vdIn{

int fd; //设备描述符

char *videodevice; //设备节点，在linux下，通用的视频采集设备节点为/dev/video0

struct video_mmap vmmap;

struct video_capability videocap;

int mmapsize;

struct video_mbuf videombuf;

struct video_picture videopict;

struct video_window videowin;

struct video_channel videochan;

int cameratype ;

char *cameraname;

char bridge[9];

int sizenative; // available size in jpeg

int sizeothers;    // others palette

int palette; // available palette

int norme ; // set spca506 usb video grabber

int channel ; // set spca506 usb video grabber

int grabMethod ;

unsigned char *pFramebuffer;

unsigned char *ptframe[4];

int framelock[4];

pthread_mutex_t grabmutex;

int framesizeIn ;

volatile int frame_cour;

int bppIn;

int  hdrwidth;

int  hdrheight;

int  formatIn;

int signalquit;

};

2.   设备节点赋值，”/dev/video0″是真实的物理摄像头设备在linux中的表示

if (videodevice == NULL || *videodevice == 0)

{

videodevice = “/dev/video0”;

}

3.  调用设备初始化函数

struct vdIn videoIn;//在spcav4l.h中定义

videodevice = “/dev/video0”; //节点

int width = 352;  //宽

int height = 288;   //高

int format = VIDEO_PALETTE_JPEG; //格式

int grabmethod = 1;

memset (&videoIn, 0, sizeof (struct vdIn));

if (init_videoIn(&videoIn, videodevice, width, height, format,grabmethod)!= 0)

if(debug) printf (” damned encore rate !!\n”);

4.设备初始化函数传值

int init_videoIn (struct vdIn *vd, char *device, int width, int height,

int format, int grabmethod)

{

int err = -1;

int i;

if (vd == NULL || device == NULL)

return -1;

if (width == 0 || height == 0)

return -1;

if(grabmethod < 0 || grabmethod > 1)

grabmethod = 1; //read by default;

// check format

vd->videodevice = NULL;

vd->cameraname = NULL;

vd->videodevice = NULL;

vd->videodevice = (char *) realloc (vd->videodevice, 16);

vd->cameraname = (char *) realloc (vd->cameraname, 32);

snprintf (vd->videodevice, 12, “%s”, device);

if(debug) printf(“video %s \n”,vd->videodevice);

memset (vd->cameraname, 0, sizeof (vd->cameraname));

memset(vd->bridge, 0, sizeof(vd->bridge));

vd->signalquit = 1;//信号设置

vd->hdrwidth = width;

vd->hdrheight = height;

/*          compute the max frame size   */

vd->formatIn = format; //传进来的 format = VIDEO_PALETTE_JPEG;

vd->bppIn = GetDepth (vd->formatIn);

vd->grabMethod = grabmethod;        //mmap or read

vd->pFramebuffer = NULL;

/* init and check all setting */

err =init_v4l (vd); // V4L初始化函数

…………………………………………….

}

5.V4L初始化函数

static int init_v4l (struct vdIn *vd)

{

int f;

int erreur = 0;

int err;

if ((vd->fd = open (vd->videodevice, O_RDWR)) == -1)//打开

exit_fatal (“ERROR opening V4L interface”);

if (ioctl (vd->fd, VIDIOCGCAP, &(vd->videocap)) == -1)

exit_fatal (“Couldn’t get videodevice capability”);

………………………………

在视频采集之前，先要对Video4Linux进行初始化

初始化阶段用ioctl(int fd, ind cmd, …) 函数和设备进行“对话”。Fd是设备的文件描述符，cmd是用户程序对设备的控制命令 ，省略号一般是一个表示类型长度的参数，也可以没有。初始化步骤如下：

1.打开视频：

open (vd->videodevice, O_RDWR))

2. 读video_capability 中信息包括设备名称，支持最大最小分辨率，信号源信息等。

调用函数ioctl (vd->fd, VIDIOCGCAP, &(vd->videocap))成功后可读取vd->capability各分量

video_capability是Video4linux支持的数据结构，video_capability 包含设备的基本信息(设备名称、支持的最大最小分辨率、信号源信息等),包含的分量：

•name[32]   //设备名称

•maxwidth ,maxheight,minwidth,minheight

•Channels //信号源个数

•type    //是否能capture，彩色还是黑白，是否能裁剪等等。值如VID_TYPE_CAPTURE等

struct video_capability

{

char name[32];

int type;

int channels;        /* Num channels */

int audios;        /* Num audio devices */

int maxwidth;        /* Supported width */

int maxheight;        /* And height */

int minwidth;        /* Supported width */

int minheight;        /* And height */

};

3.对采集图象的各种属性进行设置，分为两步 首先获取摄象头缓冲区中video_picture中信息调用函数ioctl(vd->fd, VIDIOCGPICT, &(vd->picture))；然后改变video_picture中分量的值，为vd->videopict分量赋新值，调用 ioctl (vd->fd, VIDIOCSPICT, &vd->videopict)即可实现