OS X用GigE Visionカメラドライバ - その9

昨日はデバイス探索のためにUDPのブロードキャストを流す、というコードを書いてみた。今日は、ではどんなデータをブロードキャストすればいいのかと、カメラはそのときどう答えるのか、ということについて。

10/29追記：コードに間違いがあった。修正。

4.2  デバイス探索のコマンドフレーム

一般のコマンドフレームはまたあとで整理するとして、このときに送り出したデバイス探索のためのコマンドフレームを図-1に示しておく。

GVCPのコマンドフレームは少なくとも最初の8バイト（通信分野では8オクテットというのが正しいらしい）はこれと同じ構造をしている。それぞれの詳細はGVCPコマンドを説明するときに一括してまとめる。

これをCの構造体として書くと

#import <CoreFoundation/CoreFoundation.h>

typedef struct _gigeCommandHeader {
    UInt8   keyCode;    //  0x0042
    UInt8   flag;       //  0x8000
    UInt16  command;    //  0x00000002
    UInt16  length;     //  0
    UInt16  req_id;
} gigeCommandHeader;

となる。ちなみにCで書いたときにカメラへ流すためにはそれぞれのフィールドのバイトオーダはネットワークエンディアン（すなわちビッグエンディアン）でないといけないことに注意する。

この0x00000002というコマンドがデバイス探索であるぞ、というしるしである。また先頭の0x0042はGVCPのフレームであるぞ、というキーコードで、デバイス側では先頭バイトの値がこれ以外のフレームはすべて無視される。

ちなみにlengthはこのヘッダをのぞいたバイト数で、デバイス探索コマンドの場合このあとになにもないので0である。コマンドによっては付加情報が必要なので、その付加情報のバイト数を表すことになっている。

最後のreq_idはデバイス探索コマンドの場合0以外ならなんでもいい。この意味はあとで説明する。

4.3  デバイスが反応する

このデバイス探索のフレームがデバイスに届いたとき、デバイスはどうするか、というのを疑似コードを書いて考えてみる。もちろんデバイスのOSがunixであるとは限らないので、こんなコードで書かれているかどうかはわからない。

デバイス側はすでにIPアドレスが決まって、ホストから接続されるのを待っている状態のはずである。

デバイス側のコードはたとえば

    int sock;
    struct sockaddr_in recvAddr;
    struct sockaddr_in sentAddr;
    ssize_t	           len;
    socklen_t          sentLen = sizeof(sentAddr);
    
    sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    recvAddr.sin_family = AF_INET;
    recvAddr.sin_port = htons(3956);
    recvAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    
    bind(sock, (struct sockaddr *)&recvAddr, sizeof(recvAddr));
    len = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), 0
            (struct sockaddr *)&sentAddr, &sentLen);

というようなはずである。つまりsocketを作って、コマンドのポート番号で、アドレスにはINADDR_ANYを指定して、どこからきてもいい、ということにする。

そしてsocketにアドレスをバインドしてrecvfrom()でデータを待つ。

ブロードキャストが到達するとfrecvfrom()から返ってlenが正の数だとなにかがこのポートに来た、ということになる。ようするにたとえばNTPやDHCPなんかのUDPを経由するサーバがやってることと基本的には全く同じ（NTPやDHCPは複数の接続に対応できるように、もうすこし複雑にはなってるけど）。

あとは到着したデータの先頭バイトが0x0042であってコマンドがデバイス探索のコマンドであれば、デバイスは応答を返すことになる。

recvfrom()システムコールは送ってきた相手のアドレスがわかるようになっている（上の疑似コードのsentAddrに入ってくる。その値そのものはもともとIPヘッダに含まれている）ので、応答はこのアドレスに返せばいい。