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光盘刻录编程

应朋友求助,给应用软件加入光盘防拷贝支持,本来想照搬早期的磁盘穿孔技术,不过光盘和软盘有较大区别,操作起来比较复杂,而且可靠性较差。
一开始想,CD-R 空盘应该有物理序列号可以使用,后来发现不存在这样的序列号。
即使有,虚拟光驱软件一样可以冒充这样的序列号,即使它不存在于光盘的文件系统中。
看来防拷贝似乎没有简单的方法,即使 Nero 这样的刻录软件存在一些技巧可以做出防拷贝的效果,但没有好的自动化方法,不适合批量生产。

于是问 google,查到一些关键字:

    ECC:ECC 提供自动纠错功能,含有数据冗余,一般光驱读入ECC数据,纠错后丢掉冗余的部分,如果直接写入错误的ECC,那么一般的读取会产生错误,而直接读取(raw read)则不会,以此组织一般的CD拷贝程序。

    EFM:

这些技术怎么用呢?于是只好从最基础的刻录编程开始,google 少见有中文资料,于是边看洋文边作笔记,便有了本文。


一,使用 Windows XP 内置的刻录功能

参考
    http://msdn.microsoft.com/msdnmag/issues/04/04/CQA/

1,简单文件刻录

    使用 Shell 的 ICDBurn 接口,其中方法:
        HasRecordableDrive 扫描系统,如果发现可写的CD驱动器则返回TRUE。
        GetRecorderDriveLetter 返回可写驱动器。
        Burn 执行刻录动作,从集结区(staging area)写入 CD-R。

    其中,在执行刻录之前必须先把要刻录的文件复制到集结区,集结区是一个临时目录,位于用户目录 "%USERPROFILE%/Local Settings/Application Data/Microsoft/CD Burning" ,也可以通过下面的Shell API获取:
    SHGetFolderPath(CSIDL_CDBURN_AREA)

    注意这里的方法只能用于单个刻录光驱,如果你有多个刻录光驱就不行了。


2,音乐CD、CD-RW 等更复杂的刻录

    这里使用的是 IMAPI (映像控制 Image Mastering API),也是 Windows XP 以上版本支持。IMAPI 可用于查询刻录机、写入数据以及一些叫不出名字的先进功能。
    创建 MSDiscMasterObj 对象,该对象有如下接口:
        -o IDiscMaster
        -o IRedbookDiscMaster
        -o IJolietDiscMaster
    稍为解释一下:CD 一般分为两种:音频CD和数据CD,前者遵循红皮书规范,后者则为ISO-9660规范 (也有其它一些数据规范,Joliet是ISO-9660的扩展。)

    首先获得 IDiscMaster 接口,调用 EnumDiscMasterFormats 列举驱动器支持的媒体格式 (Redbook, Joliet等),根据格式获取 IRedbookDiscMaster 等对应接口。如果要求更高可以调用 Get/SetActiveDiscMasterFormat 以动态更新。

    然后调用 EnumDiscRecorders 列出所有刻录设备,对应 IDiscRecorder 接口,该接口提供诸如设备路径、属性、弹出、擦除 CD-RW 等功能,但不包括写入数据。

    具体的写入数据根据不同格式而不同,对于数据CD,即Joliet 格式,首先调用 AddData(IStorage*) 方法加入文件、目录等,而对于音频CD,即红皮书格式则首先调用 AddAudioTrackBlocks 加入音轨。这些方法都是将数据拷贝到集结区,而不是立即写入。
    当数据都准备好了,最后调用 IDiscMaster 的 RecordDisc 方法就可以了。这个方法有一个 bSimulate 的参数用于“模拟写入”,不过你可能永远不会去用它。

    关于 IMAPI 就介绍到这,它虽然比较简单,不过靠着 Windows XP 这棵大树,对于VB程序员也差不多足够了。


二,MCDB - Magic CD/DVD Burner (C/C++ Library)

MCDB 是 Binary Magic 开发的商用 CD/DVD 刻录组件,易用性比较好,有 VCL 和 ActiveX 两大类别,Audio/CD/DVD/VCD 等不同媒介的几个版本,可用于 Delphi, C++ Builder, C#, VB.net, VB, C++ 等开发语言。MCDB支持UDF接口,Unicode字符集,以及多种刻录机接口,可非常容易的制作MPEG VCD、可启动光盘等,其核心使用ASPI接口(高级SCSI编程接口,也可用于访问IDE接口)。

编写 MCDB 应用程序非常简单,基本类似于 IMAPI。
首先创建 MCDBurner 对象,属性 DeviceCount 和 DeviceName[] 查得刻录机列表。
通过调用 InsertFile/InsertDir 将如要写入的文件和目录,然后执行写入,有几种不同的写入方法:
    BuildISOImage(filename)  写入ISO映像文件
    BurnISO(isofile)  将 ISO映像文件写入光盘
    Prepare/Burn  直接写入光盘 (也就是著名的 on-the-fly 写盘技术)
其它常用的方法有:
    EraseDisc  擦除 CD-RW 盘片
    DiscIs  判断媒体类型
    MaxWriteSpeed/WriteSpeed  写入速度
    LoadMedium/EjectMedium  装入和弹出光盘

MCDB 的 120M 试用版可在 www.binarymagics.com 上下载,零售价为200-400美元不等,同时有源码出售,价格2000美元左右。


三,hpCDE

hpCDE 是 Primo Software 开发的一款高性能CD/DVD刻录组件,目前版本1.78,从特性列表中可以看到它对硬件的支持非常多,在写入中支持 DVD DAO/Incremental、TAO, SAO, DAO, RAW, CD-PLUS 等多种模式,支持 UDF和HFS文件系统,可用于刻录供Mac OS使用的光盘,以及支持飞盘保护如JustLink, SafeBurn, SmartBurn等高级特性。

相较于前面两个,hpCDE明显复杂,没办法~ 强大的东西总是复杂的。

先从CD复制开始,工厂类 hpCDE 提供了其它类的构建方法,大致过程如下:

    初始化:
    hpCDE::CreateEngine     获得引擎对象
    IEngine::Initialize     初始化引擎,其中win 95/98必须使用ASPI,而NT则不用。
    IEngine::GetDevices     获得驱动器列表
        - IDeviceCollection::GetItem    枚举驱动器
        - IDevice::GetWritePossible     判断是否可写,并忽略不可写设备
        - IDevice::GetDriveLetter       查询盘符
        - IDevice::GetDescription       查询卷标
        - IDevice::GetMediaFreeSpace    判断是否盘片是否可用
        - IDevice::GetMediaIsBlank      判断是否为空盘
        - IDevice::GetMaxWriteSpeed     最高写入速度
        - IDevice::GetReWritePossible   刻录机是否支持擦除
        - IDevice::GetMediaIsReWritable 盘片是否可擦除

如果希望CD复制并行进行,因此需要建立两个线程分别用于读取/写入,hpCDE 支持多线程模型。hpCDE 支持SAO/TAO/DAO,这里CD复制使用的是 DAO。对于多段写入,每个段对应于一个ISession,一个Session可以包含多个Track。
   
    写入过程:
    IDevice::SetCurrentSpeeds   设置写入速度
    IDevice::Eject              弹出盘片
   
   
参考
http://www.hpcde.com/documentation/index.html


四,cdrdao, cdrtools

参考:
    http://cdrdao.sourceforge.net/
    http://freshmeat.net/projects/cdrecord/
    http://linuxcommand.org/man_pages/cdrecord1.html

cdrdao 是一款开源 DAO 模式刻录软件,有 linux 和 windows 两个版本。

cdrdao 仅支持一种模式 DAO 即一次完成写盘,这种模式可以实现一些 pre-gaps 的有趣特性,对于光盘防拷贝,则可以实现 ECC 检查的技巧。因为是专门为 DAO 设计,不是专业人士恐怕无法阅读其源代码。

cdrtools 也是开源的,不过它是全功能的,包括IDE/ATAPI/SCSI, 音频/数据/混合CD,多段刻录,CD-RW,TAO/DAO/RAW 等等,同时支持很多操作系统。

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