如何在音频 CD 驱动器上使用 ioctl() 函数

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何在音频 CD 驱动器上使用 ioctl() 函数

【英文标题】：how to use the ioctl() function with audio CD drives

【发布时间】：2018-11-14 20:20:21

【问题描述】：

我正在尝试使用 Ubuntu 中的 I/O 调用系统编写 C 程序。

我找到了这个文档，CDROM API from Linux-sxs.org，但我不知道在哪里可以找到这些论点。

你能给我一个关于如何使用ioctl()函数的例子吗？

struct cdrom_read_audio ra

    union cdrom_addr addr; /* REQUIRED frame address */
    u_char addr_format; /* REQUIRED .....CDROM_LBA or CDROM_MSF */
    int nframes;         /* REQUIRED number of 2352-byte-frames to read*/
    u_char *buf;         /* REQUIRED frame buffer (size: nframes*2352 bytes) */
;

if (ioctl(cdrom, CDROMREADAUDIO, &ra)<0)

    perror("ioctl");
    exit(1);

【问题讨论】：

如果您分享一些上下文，这将对其他贡献者有所帮助。你在哪里找到这个例子的？

我在这里找到了这个功能：linux-sxs.org/bedtime/…

【参考方案1】：

根据cdrom驱动的内核文档cdrom.txt，命令格式如下：

CDROMREADAUDIO          (struct cdrom_read_audio)

usage:

  struct cdrom_read_audio ra;
  ioctl(fd, CDROMREADAUDIO, &ra);

inputs:
  cdrom_read_audio structure containing read start
  point and length

outputs:
  audio data, returned to buffer indicated by ra

error return:
  EINVAL    format not CDROM_MSF or CDROM_LBA
  EINVAL    nframes not in range [1 75]
  ENXIO     drive has no queue (probably means invalid fd)
  ENOMEM    out of memory

cdrom_read_audio结构体的格式可以在cdrom.h中找到：

/* This struct is used by the CDROMREADAUDIO ioctl */
struct cdrom_read_audio

    union cdrom_addr addr; /* frame address */
    __u8 addr_format;      /* CDROM_LBA or CDROM_MSF */
    int nframes;           /* number of 2352-byte-frames to read at once */
    __u8 __user *buf;      /* frame buffer (size: nframes*2352 bytes) */
;

它使用union cdrom_addr 类型，在同一个文件中定义：

/* Address in either MSF or logical format */
union cdrom_addr        

    struct cdrom_msf0   msf;
    int                 lba;
;

在这里我们有一个选择 - 使用 MSF（分钟-秒-帧）或 LBA（逻辑块寻址）。由于您正在阅读音频，因此您可能需要 MSF。 struct cdrom_msf0也可以在头文件中找到：

/* Address in MSF format */
struct cdrom_msf0       

    __u8    minute;
    __u8    second;
    __u8    frame;
;

通过这项研究，我们可以编写一个简单的测试：

#include <sys/ioctl.h>    //Provides ioctl()
#include <linux/cdrom.h>  //Provides struct and #defines
#include <unistd.h>       //Provides open() and close()
#include <sys/types.h>    //Provides file-related #defines and functions
#include <sys/stat.h>     //Ditto
#include <fcntl.h>        //Ditto
#include <stdlib.h>       //Provides malloc()
#include <string.h>       //Provides memset()
#include <stdint.h>       //Provides uint8_t, etc
#include <errno.h>        //Provides errno
#include <stdio.h>        //Provides printf(), fprintf()

int main() 

  int fd = open("/dev/cdrom", O_RDONLY | O_NONBLOCK);
  if (errno != 0)
  
    fprintf(stderr, "Error opening file: %u\n", errno);
    return -1;
  
  struct cdrom_msf0 time; //The start read time ...
  time.minute = 2;
  time.second = 45;
  time.frame = 0;
  union cdrom_addr address;  //... in a union
  address.msf = time;
  struct cdrom_read_audio ra;  //Our data object
  ra.addr = address;           //With the start time
  ra.addr_format = CDROM_MSF;  //We used MSF
  ra.nframes = CD_FRAMES;      //A second - 75 frames (the most we can read at a time anyway)
  uint8_t* buff = malloc(CD_FRAMES * CD_FRAMESIZE_RAW); //Frames per second (75) * bytes per frame (2352)
  memset(buff, 0, CD_FRAMES * CD_FRAMESIZE_RAW); //Make sure it's empty
  ra.buf = buff;               //Set our buffer in our object
  if (ioctl(fd, CDROMREADAUDIO, &ra) != 0)  //The ioctl call
  
    fprintf(stderr, "Error giving ioctl command: %u\n", errno);
    return -1;
  
  for (int frame = 0; frame < CD_FRAMES; frame++)  //A hexdump (could be a real use for the data)
  
    printf("Frame %u:", frame);
    for (int byte = 0; byte < CD_FRAMESIZE_RAW; byte++)
    
      printf(" %.2X", buff[frame * CD_FRAMESIZE_RAW + byte]);
    
    printf("\n");
  
  close(fd);  //Close our file
  return 0;   //And exit

确保使用音频 CD，否则 ioctl 调用将引发 EIO（例如，使用 CD-ROM）。实际上，您可能会将这些数据写入文件，或对其进行处理。无论哪种方式，您最终都可能使用循环读取超过一秒钟的内容。