Linux CDROM驱动分析 - linux CDROM驱动标准
在kernel/Documentation/cdrom/下执行make，可以生成cdrom-standard.dvi，这篇类似于CDROM标准的文档，是Linux kernel CDROM驱动的几个主要作者维护的。因此，了解CDROM设计思想，一定要了解这篇文档。
1.介绍
LINUX大概是类Unix操作系统中支持硬件设备最广泛的操作系统，原因大概有这个几点：
- 当前LINUX支持许多平台下的大量硬件设备。
- 操作系统的开放性设计，因此任何人都可以为LINUX写驱动。
- 有大量的源码可以作为写驱动的例子。
LINUX的开放性，以及不同类型的硬件允许LINUX支持不同的硬件设备。不幸的是，这种支持各种不同设备的开放性，也导致各个设备驱动程序之间有着很大差异。CD-ROM驱动尤其明显：比如，一个特定驱动响应标准ioctl调用的方式可能和另外一个驱动完全不同。为了避免他们的驱动不一致，驱动的作者往往创建一个新的驱动，通过理解，复制和改变现存的一个驱动程序。不幸的是，这种行为并没有维护LINUX CD-ROM驱动的一致性行为。
本文描述了在LINUX操作系统下，为不同的CD-ROM设备驱动建立一致性行为的努力。本文档定义了各种ioctls，以及低级CD-ROM设备驱动程序如果实现他们。当前，几个低级CD-ROM设备驱动程序，包括IDE/ATAPI和SCSI，都使用这个统一接口。
在以前开发CD-ROM驱动时，CD-ROM驱动和计算机的接口并没有在标准中说明。结果导致了各种CD-ROM接口被开发出来。他们有些使用私有的设计（Sony, Mitsumi, Panasonic, Philips），其他的制造商采用现存的电气接口并修改了功能（CreativeLabs/SoundBlaster, Teac, Funai），还有些采用已经存在的电气接口(Aztech, Sanyo, Funai, Vertos, Longshine, Optics Storage以及大部分无名制造商)。在这种情况下，一个新的驱动可能导致一个新的接口，命令集或者控制流，因此需要一个新的驱动，或者对现在的驱动进行增强。CD-ROM 历史上支持很多种不同的接口。今天，大部分新的驱动或者是IDE/ATAPI或者是SCSI，很少再有制造商会创建一个新的电气接口了。而那些老的私有接口也很难找到了。
当我在查看现有的软件接口时（在cdrom.h中描述），它是各种命令和数据格式的大杂烩。为了处理某些特定的驱动器，一些软件接口以特定的方式被加进来。最主要的是，一些标准命令在不同的驱动中表现出不同的行为：比如，一些驱动在open()系统调用后会关闭已经打开的tray，而其他的驱动不会；一些驱动会在打开设备时锁上仓门，防止文件系统的不一致性，但是其他的驱动不会。毫无疑问，不同的驱动器能力不同，但是甚至当两个驱动器具有相同的能力时，他们的表现行为仍然不同。
因此，我决定发起一个讨论：如何是的LINUX CD-ROM驱动的表现更一致。我开始联系Linux内核中CD-ROM驱动的作者。他们的反映鼓舞了我，我决定写一个统一的CD-ROM驱动，也就是这篇文档所要描述的。统一的CD-ROM驱动在文件cdrom.c中实现。这个驱动在每个CD-ROM光驱的低级驱动之上增加一个软件层。通过增加这个软件层，使得统一不同CD-ROM驱动表现行为成为可能。
统一CD-ROM驱动的目的不是要挑拨那些还没有开始的开发者支持这个努力。统一CD-ROM驱动的目的是使得应用程序开发者提供统一的编程接口。此外，也在LINUX kernel和底层设备驱动之间提供了统一的接口。当然，对现存于cdrom.h中定义的数据结构和编程接口是100%兼容的。本指南是帮助CD-ROM驱动的开发者采用cdrom.c中定义的统一驱动代码。
从我个人来说，我认为最终要的硬件接口是IDE/ATAPI驱动和SCSI驱动，随着硬件价格的不断下降，人们可能拥有多个CDROM驱动器，甚至是混合类型的。这些驱动器表现出一致的行为，是很重要的。在1994年12月，最便宜的CD-ROM驱动器是Philips cm206，双速私有驱动器。在我忙着写LINUX驱动的时候，私有驱动器已经被抛弃了，IDE/ATAPI驱动器成为标准。在最后一次更新这个文档的时候(1997 11月)，已经很难发现一个16倍速以下的CD-ROM驱动器了，24倍速驱动器已经相当的普遍
2.通过另外一个软件层实现标准化
在酝酿这篇文档时，所有的驱动都是在他们自己的代码中直接实现CD-ROM ioctl()。这就导致某个驱动可能会忘记做一些重要的事情：比如检查用户数据的有效性。更主要的是，这导致了驱动行为的不一致，我们在第一节已经讨论过了。
出于这个原因，统一CD-ROM驱动用来增强CD-ROM驱动的一致性行为，为底层CD-ROM驱动提供一组公共的服务。统一CD-ROM驱动因此产生了另外一个软件层次，把ioctl和open实现从确定的硬件实现中分离出来。注意这个努力所做的改变几乎不会影响用户的应用程序。最大的变化涉及到移动各种底层CD-ROM驱动的头文件到内核的cdrom目录。这确保仅仅有一个cdrom接口存在，这个接口就定义在cdrom.h中。
CD-ROM驱动器是足够特定的驱动器（它完全不同与其他的块设备驱动，比如软盘和硬盘驱动器），需要为它定义一组通用的CD-ROM设备操作：cdrom-device_dops。这些操作和那些传统的块设备文件操作是完全不同的。
通用CD-ROM驱动接口层在文件cdrom.c中实现。在这个文件中，通用CD-ROM驱动作为一个块设备和内核交互，通过注册下面的通用file_operations
struct file_operations cdrom_fops = {
NULL, /* lseek */
block_read, /* read---general block-dev read */
block_write, /* write---general block-dev write */
NULL, /* readdir */
NULL, /* select */
cdrom_ioctl, /* ioctl */
NULL, /* mmap */
cdrom_open, /* open */
cdrom_release, /* release */
NULL, /* fsync */
NULL, /* fasync */
cdrom_media_changed, /* media change */
NULL /* revalidate */
};
每一个活动的CD-ROM设备共享这个接口。以上声明的函数都在cdrom.c中实现，因此这个文件是CD-ROM行为标准化的最好位置。各种类型CD-ROM硬件接口仍然在底层CD-ROM设备驱动中实现。这些函数仅仅实现所有CD-ROM共有的能力。
注册一个低级的CD-ROM驱动程序也是在cdrom.c中实现的，而不是再通过Virtual File System。在cdrom.c中实现的接口操作两个通用的结构:cdrom_device_ops和cdrom_device_info。他们包含了驱动以及驱动操作的特定设备的能力信息。
- cdrom_device_ops：这个结构包含了CD-ROM设备的低级驱动信息。这个结构概念上和设备的主设备号相连接
- cdrom_device_info：这个结构包含了一个特定设备的信息，比如设备名称，速度等等。这个结构概念上和设备的从设备号连接
register_cdrom(struct cdrom_device_info *(device)_info)设备信息结构，(device)_info 包含内核需要和低级CD-ROM设备驱动交互的所有信息。在这个结构中最重要的一项是cdrom_device_ops。
设备操作结构 cdrom_device_ops，包含一个函数指针列表，这些函数在底层设备驱动中实现。当cdrom.c访问一个CD-ROM设备时，他实际上是通过这个结构中的函数来进行的。cdrom.c是不可能知道所有未来CD-ROM驱动器的能力，所以这个列表可能随着新技术的出现做出扩展。比如CD-R和CD-R/W驱动器已经越来越流行，需要在这个列表中增加对这些驱动器的支持。当前这个结构如下：
struct cdrom_device_ops {
/* routines */
int (*open) (struct cdrom_device_info *, int);
void (*release) (struct cdrom_device_info *);
int (*drive_status) (struct cdrom_device_info *, int);
unsigned int (*check_events) (struct cdrom_device_info *cdi,
unsigned int clearing, int slot);
int (*media_changed) (struct cdrom_device_info *, int);
int (*tray_move) (struct cdrom_device_info *, int);
int (*lock_door) (struct cdrom_device_info *, int);
int (*select_speed) (struct cdrom_device_info *, int);
int (*select_disc) (struct cdrom_device_info *, int);
int (*get_last_session) (struct cdrom_device_info *,
struct cdrom_multisession *);
int (*get_mcn) (struct cdrom_device_info *,
struct cdrom_mcn *);
/* hard reset device */
int (*reset) (struct cdrom_device_info *);
/* play stuff */
int (*audio_ioctl) (struct cdrom_device_info *,unsigned int, void *);
/* driver specifications */
const int capability; /* capability flags */
int n_minors; /* number of active minor devices */
/* handle uniform packets for scsi type devices (scsi,atapi) */
int (*generic_packet) (struct cdrom_device_info *,
struct packet_command *);
};
当一个底层设备驱动实现其中一个功能时，它需要向这个结构增加一个函数指针。当一个特定的功能不需要实现时，那么只需要把相应的指针设置为NULL。
@capability，标识CD-ROM与底层CD-ROM驱动的能力。
@n_minors，底层驱动所支持的从设备的数目，正常情况下为1.
尽管capablity和n_minors是信息型成员，而不是操作型成员，但是还是把他们放在这个结构中，因为他们描述的驱动的能力而不是驱动器。命名法已经变成计算机编程最困难的一部分。
注意，大部分函数和blkdev_fops中对应函数相比，参数都变少了。这是因为结构inode和file中的信息很少被用到。对于大多数驱动来说，主要参数是cdrom_device_info，主从设备号都可以从这个结构中得到。（对于大部分低级CD-ROM驱动，甚至不需要使用主从设备号，因为他们大部分只支持一个设备。）
像minor这种驱动特定的信息在cdrom.c中注册，保存在cdrom_device_info
/* Uniform cdrom data structures for cdrom.c */
struct cdrom_device_info {
struct cdrom_device_ops *ops; /* link to device_ops */
struct list_head list; /* linked list of all device_info */
struct gendisk *disk; /* matching block layer disk */
void *handle; /* driver-dependent data */
/* specifications */
int mask; /* mask of capability: disables them */
int speed; /* maximum speed for reading data */
int capacity; /* number of discs in jukebox */
/* device-related storage */
unsigned int options : 30; /* options flags */
unsigned mc_flags : 2; /* media change buffer flags */
unsigned int vfs_events; /* cached events for vfs path */
unsigned int ioctl_events; /* cached events for ioctl path */
int use_count; /* number of times device opened */
char name[20]; /* name of the device type */
/* per-device flags */
__u8 sanyo_slot : 2; /* Sanyo 3 CD changer support */
__u8 keeplocked : 1; /* CDROM_LOCKDOOR status */
__u8 reserved : 5; /* not used yet */
int cdda_method; /* see flags */
__u8 last_sense;
__u8 media_written; /* dirty flag, DVD+RW bookkeeping */
unsigned short mmc3_profile; /* current MMC3 profile */
int for_data;
int (*exit)(struct cdrom_device_info *);
int mrw_mode_page;
};
@list，从设备链表
@mask，用来mask out在ops->capability中定义的能力，如果一个特定的驱动器不支持驱动的一个feature。
@speed用来标识驱动器的最大磁头速率，计量单位是正常的audio速度(176kB/sec原始数据或者150kB/sec文件数据)
@capacity，碟盒中可同时容纳的磁碟数量
@options，用来描述几个常用CD-ROM函数如何运行，这些标志提供给用户足够的灵活性来控制底层驱动的运行方式。
@mc_flags，用来缓冲media_changed()的信息到两个队列中。
cdrom.c组成的中间层软件还执行一些额外的记账工作，@user_count用来记录设备的打开数目。函数cdrom_ioctl要验证读写使用的用户内存区，同时把对底层驱动的访问请求转换成标准格式，并且在用户层软件和底层驱动之间进行格式转换。这使得底层驱动不需要再考虑内存检查，格式检查和格式转换。此外这个软件栈包含了一些必要的数据结构。
下面几个小节定义了如何实现这些函数。两个函数必须要实现，他们是open和release函数。其他的函数是可选的，如果不实现，在注册时相应的能力标记要标记为清除。通常来说，一个函数返回零表示成功，返回负数表示失败，一个函数需要在命令完成后才能返回，当然在等待设备返回时不应该占用处理器时间。
2.1 int open(struct cdrom_device_info *cdi, int purpose)
open()函数应该为了某个特定的目的打开设备，他们是：
- 0 打开设备读数据，比如mount，或者用户命令dd cat
- 1 打开设备执行ioctl命令，比如audio-CD播放程序。
注意所有的策略代码(open()操作时关闭tray)都在cdrom.c中做了，对于底层函数只需要关注正确的初始化即可，比如启动盘片等等。
2.2 void release(struct cdrom_device_info *cdi)
执行设备特定的操作，比如盘片停转。然而像弹出托盘，打开仓门应该留给常规函数cdrom_release()执行。
2.3 int drive_status(struct cdrom_device_info *cdi, int slot_nr)
如果实现了drive_staus函数，这个函数用来提供驱动器的状态信息（不是磁盘信息）。如果驱动器不是一个可更换的，slot_nr应该被忽略。在cdrom.h中列出了可能的返回值：
/* drive status possibilities returned by CDROM_DRIVE_STATUS ioctl */
#define CDS_NO_INFO 0 /* if not implemented */
#define CDS_NO_DISC 1
#define CDS_TRAY_OPEN 2
#define CDS_DRIVE_NOT_READY 3
#define CDS_DISC_OK 4
2.4 int media_changed(struct cdrom_device_info *cdi, int disc_nr)
返回1如果设备cdi->dev中的介质自从最后一次调用以来发生了变化，否则返回0。参数disc_nr用来标识碟盒的一个特定slot，对于单磁盘驱动器来说，可以忽略掉这个参数。
2.5 int tray_move(struct cdrom_device_info *cdi, int position)
如果实现了这个函数，那么这个函数用来控制托盘的移动，参数@position用来控制托盘的移动方向。
0 close tray
1 open tray成功时，函数返回0；失败时返回一个非0值。注意如果托盘已经在需要的位置，那么这个函数什么都不做，返回0。
2.6 int lock_door(struct cdrom_device_info *cdi, int lock)
如果驱动器允许操作仓门，这个函数控制仓门的开关。参数@lock控制需要的开关状态：
0 开仓，允许手动打开
1 关仓，托盘不能手动弹出成功时返回0；失败时返回非零值。注意如果仓门已经处于请求的状态，那么不做任何操作，直接返回0。
2.7 int select_speed(struct cdrom_device_info *cdi, int speed)
一些CD-ROM驱动器可以改变磁头速度。有几个原因需要改变CD-ROM驱动器的速度。
- 以较低速率运行，可以使得那些压制不太好的盘片受益。现代CD-ROM驱动器可以运行在非常高的速率（最高24x）。但是在这个高度率下运行，驱动器可能会发生读擦，如果降低速度就可以防止在这些环境下的数据丢失。
- 此外有些驱动器在高速运行的情况下，会发出很大的噪声。
这个函数用来修改读数据和播放audio的速率。@speed用来标识磁头的速率，计量单位为标准cdrom速度(176kB/sec原始数据，150kB/sec文件数据)。所以如果希望CD-ROM驱动器工作在300kB/sec速率，那么需要调用CDROM_SELECT_SPEED ioctl设置speed为2。值0有特殊含义，表示auto-selection，比如最大数据速率或者实时audio速率。如果驱动器不支持这个自动选择能力，决定权交给当前装载的碟片，返回一个正数。负数表示出错。
2.8 int select_disc(struct cdrom_device_info *cdi, int number)
如果驱动器可以保存多个盘片，这个函数用来执行碟片选择。成功时，这个函数返回选择的盘片，失败时返回负值。当前，仅仅ide-cd驱动器支持这个功能。
2.9 int get_last_session(struct cdrom_device_info *cdi, struct cdrom_multisession *ms_info)
这个函数对应着老的ioctl实现。对于设备cdi->dev，当前盘片的最后一个session的起始位置在指针参数ms_info中返回。注意，在cdrom.c中已经对这个参数进行了处理：请求格式一直使用CDROM_LBA类型，而不管上层的请求是什么。实际上标准化处理走的更远：低级驱动可能返回的是CDROM_MSF格式的信息，cdrom.c将会对这种信息进行转化。返回值为0表示成功。
2.10 int get_mcn(struct cdrom_device_info *cdi, struct cdrom_mcn *mcn)
许多磁盘都带有一个媒体分类号(Media Catalog Number MCN)，也称为Universal Product Code(UPC)。这个号码通常也会在产品的bar-code上反映出来，不幸的是，很少有磁盘携带这个号码。返回参数是一个预先定义的内存区，类型为struct cdrom_mcn。MCN通常是一个13个字符的字符串，并带有一个空字符。
2.11 int reset(struct cdrom_device_info *cdi)
这个调用应该对驱动器执行一个硬件reset（有时硬件reset是必要的，驱动器可能不再听从发送的命令）。最好的情况是在驱动器完成reset之后再返回。如果驱动器不再接受命令，那么底层驱动最好增加time out机制。
2.12 int audio_ioctl(struct cdrom_device_info *cdi, unsigned int cmd, void *arg)
定义在cdrom.h中的有些CD-ROM ioctls，可以通过上面描述的常规函数实现，函数cdrom_ioctl因此可以使用这些函数。但是，很多ioctls使用来处理audio控制的。我们决定把这些留给一个函数来实现，并使用参数cmd和arg，注意后者是void *类型，而不是unsigned long int。函数cdrom_ioctl并没做什么有用的事情。它只是为所有的audio calls，把地址格式类型转化为CDROM_MSF。同时它也验证了参数arg的内存位置，以及为参数保留的栈内存。这使得audio_ioctl的实现更简单。
一个未实现的ioctl应该返回-ENOSYS，但是一个无害的请求可以返回0，其他的错误则不管他们是什么，按着标准来做。当一个错误被底层驱动返回，统一CD-ROM驱动尽可能的把错误码返回给调用程序。（当然我们可以在cdrom-ioctl中对返回值做处理，以便保证audio-player软件有一个统一的接口）。
2.13 int dev_ioctl(struct cdrom_device_info *cdi, unsigned int cmd, unsigned long arg)
有些ioctls看起来是特定于某些CD-ROM驱动器的。也就是说他们针对的是特定驱动器的某些能力，事实上，共有6个不同的ioctls来读取数据，每一个都是某种特定的格式，或者audio data。有些驱动器并不支持读取audio tracks数据。我相信这是因为版权保护的原因，然后，我认为如果支持audio-tracks，那么应该通过VFS而不是通过ioctl。另外一个问题是audio-frames是2352个字节长度，所以要么audio-file-system一次请求75234字节（512和2352的倍数），要么驱动器想办法兼容这种情况。此外，对于硬件来说是很难发现帧边界的，因为audio frames并没有同步头。一旦这些问题解决了，这个代码应该在cdrom.c中标准化。
因为需要引入很多ioctls来满足特定的驱动，任何非标准的ioctls应该放在dev_ioctl中。理论上，"私有"ioctl应该在主设备号编号，而不是使用通用的CD-ROM ioctl号0x53。当前非标准的ioctl包括如下：
- CDROMREADMODE1
- CDROMREADMODE2
- CDROMREADAUDIO
- CDROMREADRAW
- CDROMREADCOOKED
- CDROMSEEK
- CDROMPLAYBLK
- CDROMREADALL
2.14 CD-ROM capabilities
除了实现一个ioctl调用，cdrom.c中的接口支持指示一个CD-ROM驱动器的能力。这是在注册阶段，或操作一些能力常量。当前支持的能力包括如下：
/* capability flags used with the uniform CD-ROM driver */
#define CDC_CLOSE_TRAY 0x1 /* caddy systems _can't_ close */
#define CDC_OPEN_TRAY 0x2 /* but _can_ eject. */
#define CDC_LOCK 0x4 /* disable manual eject */
#define CDC_SELECT_SPEED 0x8 /* programmable speed */
#define CDC_SELECT_DISC 0x10 /* select disc from juke-box */
#define CDC_MULTI_SESSION 0x20 /* read sessions>1 */
#define CDC_MCN 0x40 /* Medium Catalog Number */
#define CDC_MEDIA_CHANGED 0x80 /* media changed */
#define CDC_PLAY_AUDIO 0x100 /* audio functions */
#define CDC_RESET 0x200 /* hard reset device */
#define CDC_DRIVE_STATUS 0x800 /* driver implements drive status */
#define CDC_GENERIC_PACKET 0x1000 /* driver implements generic packets */
#define CDC_CD_R 0x2000 /* drive is a CD-R */
#define CDC_CD_RW 0x4000 /* drive is a CD-RW */
#define CDC_DVD 0x8000 /* drive is a DVD */
#define CDC_DVD_R 0x10000 /* drive can write DVD-R */
#define CDC_DVD_RAM 0x20000 /* drive can write DVD-RAM */
#define CDC_MO_DRIVE 0x40000 /* drive is an MO device */
#define CDC_MRW 0x80000 /* drive can read MRW */
#define CDC_MRW_W 0x100000 /* drive can write MRW */
#define CDC_RAM 0x200000 /* ok to open for WRITE */
capability标记被声明为const，以防止驱动不经意的修改它的内容。capability 标记告诉cdrom.c驱动可以做什么。如果驱动器发现它没有驱动的能力，那么可以通过cdrom_device_info变量中的mask来取消这个能力。例如，SCSI CD-ROM驱动已经实现了加载和弹出CD-ROM的代码，因此相应的能力标志被设置了。但是一个SCSI CD-ROM驱动器可能是卡匣式，不能使用托盘。对于这种情况，这个驱动器的cdrom_device_info结构的mask应该设置CDC_CLOSE_TRAY位。
2.15 Options
用来控制CD-ROM驱动器行为的一个标志，为了满足不同用户的需要，为用户提供了一些可配置选项，当前支持如下行为选项：
/* User-configurable behavior options for the uniform CD-ROM driver */
#define CDO_AUTO_CLOSE 0x1 /* close tray on first open() */
#define CDO_AUTO_EJECT 0x2 /* open tray on last release() */
#define CDO_USE_FFLAGS 0x4 /* use O_NONBLOCK information on open */
#define CDO_LOCK 0x8 /* lock tray on open files */
#define CDO_CHECK_TYPE 0x10 /* check type on open for data */
缺省值是CDO_AUTO_CLOSE | CDO_USE_FFLAGS | CDO_LOCK，这个缺省值反映了我个人对用户接口和软件标准的观点。在cdrom.c中有两个ioctls调用允许你控制CD-ROM的行为，他们是：
#define CDROM_SET_OPTIONS 0x5320 /* Set behavior options */
#define CDROM_CLEAR_OPTIONS 0x5321 /* Clear behavior options */
有一个选项需要特别说明：那就是CDO_USB_FFLAGS。在下一节我们会解释这个选项。
一个软件包setcd，允许用户级别控制这些标志。
3 打开CD-ROM设备的目的
传统上，Unix设备可以使用两种不同的模式，或者读写设备文件，或者通过ioctl发送一个控制命令到设备上。但是对于CD-ROM驱动器来说，它们会有两种完全不同的使用目的：
- 一个是mount可移动的文件系统
- 另外一个是播放audio CD's
Audio命令完全是通过ioctls来实现的，假设因为第一个实现已经那样了。理论上这并没有什么错，但是CD player需要设备能够一直打开着，以便随时发送ioctl命令，而不用管驱动器的状态。
另一方面，当我们使用一个可移动介质的磁盘驱动器时（CD-ROMS问世的最初目的）我们想要确保一旦打开设备，磁盘驱动器就已经准备好操作。老的模式是，一些CD-ROM驱动在open时并不会做任何行完整性检查，从而导致mount一个空的CDROM驱动器时，VFS上报i/o错误。这种发现CD-ROM没有插入的方法并不优雅；这和老式IBM-PC试图从一个空的软盘驱动器读取内容的方式很类似，经过了几秒钟，系统才抱怨无法从软驱读取数据。今天我们可以感知驱动器中介质的存在以及介质移除，我们可以利用这种感知能力。在打卡设备时有必要验证CD-ROM的能力以及它的数据类型是否确。
有两种使用CD-ROM的方式，第一是读取数据；第二是播放audio。他们对于open操作有不同的需求。Audio播放仅仅想打开设备获取一个文件描述符，以便能够使用ioctl命令；而读取数据则需要打开正确的可靠的传输。应用程序可以指明打开设备目地的唯一方法是使用flags参数。对于CD-ROM设备来说，这些flags标志还没有实现（有些驱动实现了对写相关标记的检查，但是严格来说如果正确的设置了权限标记，这并是必要的）。大部分选项标记对于CD-ROM设备来说都是无意义的，如：O_CREAT, _NOCTTY, OTRUNC, O_APPEND以及O_SYNC。
我们因此提出使用标志O_NONBLOCK来指示打开操作是为了ioctl命令。严格的说，O_NONBLOCK的意思是打开以及接下来的操作都不会促使进程等待。我们把这解释成“不需要等待某人插入有效的CD-ROM数据”。因此，打开CD-ROMs的目的可以解释如下：
- 如果只有O_RDONLY，那么打开设备来进行数据传输的，仅仅成功的初始化传输后，才会返回成功值0。open调用甚至会触发CD-ROM的动作，比如关闭托盘。
- 如果O_NONBLOCK被设置，打开操作一直成功，除非整个设备并不存在。打开操作不会对驱动器做任何动作。
3.1 有没有打开的标准
你可能对这个来自Linux社区而不是某个标准组织的提议表示怀疑。像SUN SGI HP以及其他的Unix和硬件开发商是如何定义打开操作的？这些公司处在一个很幸运的位置，因为他们通常控制着他们支持产品的软件和硬件，并且这些公司大到可以定义他们自己的标准。他们不需要处理那么多不同的互相竞争的硬件配置。
我相信使用O_NONBLOCK来指明一个设备打开的目的仅仅在Linux社区推广。我们不得不通知所有的CD-player作者，甚至亲自为这些打patch。使用O_NONBLOCK标记并不会对CD-player程序在其他操作系统上的行为产生影响。最后，用户可以使用老式的方法，通过调用ioctl(file_descriptor, CDROM_CLEAR_OPTIONS, CDO_USE_FFLAGS)。
3.2 推荐的open策略
cdrom.c中的函数设计为可在运行时配置CD-ROM devices的行为方式，通过CDROM_SET和CLEAR_OPTIONS ioctls。因此，我们可以设置各种操作模式：
- CDO_AUTO_CLOSE | CDO_USE_FFLAGS | CDO_LOCK，这是缺省的模式。如果设备还没有被其他进程打开，打开设备是为了读取数据，当托盘处在打开状态时，会尝试关闭托盘。然后，验证是否有一个盘片放在驱动器中。如果CDO_CHECK_TYPE被设置，那么会检查盘片是否包含'data mode 1'。仅当所有的测试都通过后，才会返回0。仓门会被锁住以防止文件系统出错。如果打开设备的目的是播放audio，那么不执行任何操作，直接返回0即可。
- CDO_AUTO_CLOSE | CDO_AUTO_EJECT | CDO_LOCK，模仿当前sbpcd-driver的行为。选项标记被忽略，第一次打开时托盘被关闭。类似的，托盘在最后一次释放时被打开。比如，如果一个CD-ROM被unmounted，那么自动弹出，以便用户更换盘片。
我们希望这些选项可以说服每个人，包括驱动维护人员和应用程序开发者，采用这种新的CD-ROM驱动模式和选项标记解释。
4 cdrom.c中例程描述
在cdrom.c中仅有几个函数导出给驱动使用的。在这一节中我们会讨论这些函数，以及CD-ROM和kernel之间的接口。属于cdrom.c的头文件称为cdrom.h，以前这个文件的部分内容放在ucdrom.h中，现在已经被merge回cdrom.h中了。
4.1 struct file_operations cdrom_fops
4.2 struct register_cdrom(struct cdrom_device_info *cdi)
这个函数用来注册设备操作和信息结构到kernel，底层的cdrom驱动通过这个函数把这个信息注册到统一CD-ROM驱动中：
register_cdrom(&
成功时返回0，失败返回非0。结构
struct cdrom_device_info _info = {
_dops;
...
} 4.3 void unregister_cdrom(struct cdrom_device_info *cdi)
注销设备@cdi
4.4 int cdrom_open(struct inode *ip, struct file *fp)
原文：
This function is not called directly by the low-level drivers, it is listed in the standard cdrom_fops. If the VFS opens a file,
this function becomes active. A strategy is implemented in this routine, taking care of all capabilities and options that are set in the
cdrom_device_ops connected to the device. Then, the program flow is transferred to the device_dependent open() call.
4.5 void cdrom_release(strcut inode *ip, struct file *fp)
这个函数实现cdrom_open()的反向逻辑，然后调用设备本身的release函数，当用户引用计数use-count变为0时，那么要处理这个设备相关的buffers。
4.6 int cdrom_ioctl(struct inode *ip, struct file *fp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
对于这部分的文档，已经和当前的Linux CDROM 驱动实现有了较大差异。
当前Linux CDROM驱动的cdrom_ioctl实现了ioctl大部分策略逻辑，这部分逻辑代码会调用驱动器相关的代码。