实战DeviceIoControl 之一：通过API访问设备驱动程序
Q 在NT/2000/XP中，我想用VC编写应用程序访问硬件设备，如获取磁盘参数、读写绝对扇区数据、测试光驱实际速度等，该从哪里入手呢？
A 在NT/2000/XP中，应用程序可以通过API函数DeviceIoControl来实现对设备的访问―获取信息，发送命令，交换数据等。利用该接口函数向指定的设备驱动发送正确的控制码及数据，然后分析它的响应，就可以达到我们的目的。
DeviceIoControl的函数原型为
BOOL DeviceIoControl( HANDLE hDevice, // 设备句柄 DWORD dwIoControlCode, // 控制码 LPVOID lpInBuffer, // 输入数据缓冲区指针 DWORD nInBufferSize, // 输入数据缓冲区长度 LPVOID lpOutBuffer, // 输出数据缓冲区指针 DWORD nOutBufferSize, // 输出数据缓冲区长度 LPDWORD lpBytesReturned, // 输出数据实际长度单元长度 LPOVERLAPPED lpOverlapped // 重叠操作结构指针);设备句柄用来标识你所访问的设备。
发送不同的控制码，可以调用设备驱动程序的不同类型的功能。在头文件winioctl.h中，预定义的标准设备控制码，都以IOCTL或FSCTL开头。例如，IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY是对物理驱动器取结构参数（介质类型、柱面数、每柱面磁道数、每磁道扇区数等）的控制码，FSCTL_LOCK_VOLUME是对逻辑驱动器的卷加锁的控制码。
输入输出数据缓冲区是否需要，是何种结构，以及占多少字节空间，完全由不同设备的不同操作类型决定。在头文件winioctl.h中，已经为标准设备预定义了一些输入输出数据结构。重叠操作结构指针设置为NULL，DeviceIoControl将进行阻塞调用；否则，应在编程时按异步操作设计。
Q 设备句柄是从哪里获得的？
A 设备句柄可以用API函数CreateFile获得。它的原型为
HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName, // 文件名/设备路径 DWORD dwDesiredAccess, // 访问方式 DWORD dwShareMode, // 共享方式 LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, // 安全描述符指针 DWORD dwCreationDisposition, // 创建方式 DWORD dwFlagsAndAttributes, // 文件属性及标志 HANDLE hTemplateFile // 模板文件的句柄);CreateFile这个函数用处很多，这里我们用它“打开”设备驱动程序，得到设备的句柄。操作完成后用CloseHandle关闭设备句柄。
与普通文件名有所不同，设备驱动的“文件名”(常称为“设备路径”)形式固定为“/.DeviceName”(注意在C程序中该字符串写法为“//./DeviceName”)，DeviceName必须与设备驱动程序内定义的设备名称一致。
一般地，调用CreateFile获得设备句柄时，访问方式参数设置为0或GENERIC_READ|GENERIC_WRITE，共享方式参数设置为FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE，创建方式参数设置为OPEN_EXISTING，其它参数设置为0或NULL。
Q 可是，我怎么知道设备名称是什么呢？
A 一些存储设备的名称是微软定义好的，不可能有什么变化。大体列出如下
| 软盘驱动器 | A:, B: |
| 硬盘逻辑分区 | C:, D:, E:, ... |
| 物理驱动器 | PHYSICALDRIVEx |
| CD-ROM, DVD/ROM | CDROMx |
| 磁带机 | TAPEx |
其中，物理驱动器不包括软驱和光驱。逻辑驱动器可以是IDE/SCSI/PCMCIA/USB接口的硬盘分区（卷）、光驱、MO、CF卡等，甚至是虚拟盘。x=0，1，2 ……
其它的设备名称需通过驱动接口的GUID调用设备管理函数族取得，这里暂不讨论。
Q 请举一个简单的例子说明如何通过DeviceIoControl访问设备驱动程序。
A 这里有一个从MSDN上摘抄来的demo程序，演示在NT/2000/XP中如何通过DeviceIoControl获取硬盘的基本参数。
/* The code of interest is in the subroutine GetDriveGeometry. The code in main shows how to interpret the results of the IOCTL call. */ #include <windows.h>#include <winioctl.h> BOOL GetDriveGeometry(DISK_GEOMETRY *pdg){ HANDLE hDevice; // handle to the drive to be examined BOOL bResult; // results flag DWORD junk; // discard results hDevice = CreateFile("//./PhysicalDrive0", // drive to open 0, // no access to the drive FILE_SHARE_READ | // share mode FILE_SHARE_WRITE, NULL, // default security attributes OPEN_EXISTING, // disposition 0, // file attributes NULL); // do not copy file attributes if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE) // cannot open the drive { return (FALSE); } bResult = DeviceIoControl(hDevice, // device to be queried IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY, // operation to perform NULL, 0, // no input buffer pdg, sizeof(*pdg), // output buffer &junk, // # bytes returned (LPOVERLAPPED) NULL); // synchronous I/O CloseHandle(hDevice); return (bResult);} int main(int argc, char *argv[]){ DISK_GEOMETRY pdg; // disk drive geometry structure BOOL bResult; // generic results flag ULONGLONG DiskSize; // size of the drive, in bytes bResult = GetDriveGeometry (&pdg); if (bResult) { printf("Cylinders = %I64d
", pdg.Cylinders); printf("Tracks per cylinder = %ld
", (ULONG) pdg.TracksPerCylinder); printf("Sectors per track = %ld
", (ULONG) pdg.SectorsPerTrack); printf("Bytes per sector = %ld
", (ULONG) pdg.BytesPerSector); DiskSize = pdg.Cylinders.QuadPart * (ULONG)pdg.TracksPerCylinder * (ULONG)pdg.SectorsPerTrack * (ULONG)pdg.BytesPerSector; printf("Disk size = %I64d (Bytes) = %I64d (Mb)
", DiskSize, DiskSize / (1024 * 1024)); } else { printf("GetDriveGeometry failed. Error %ld.
", GetLastError()); } return ((int)bResult);}Q 如果将设备名换成“A:”就可以取A盘参数，换成“CDROM0”就可以取CDROM参数，是这样吗？
A 这个问题暂不做回答。请动手试一下。
现在我们总结一下通过DeviceIoControl访问设备驱动程序的“三步曲”：首先用CreateFile取得设备句柄，然后用DeviceIoControl与设备进行I/O，最后别忘记用CloseHandle关闭设备句柄。
实战DeviceIoControl 之二：获取软盘/硬盘/光盘的参数
Q 在MSDN的那个demo中，将设备名换成“A:”取A盘参数，先用资源管理器读一下盘，再运行这个程序可以成功，但换一张盘后就失败；换成“CDROM0”取CDROM参数，无论如何都不行。这个问题如何解决呢？
A 取软盘参数是从软盘上读取格式化后的信息，也就是必须执行读操作，这一点与硬盘不同。将CreateFile中的访问方式改为GENERIC_READ就行了。
IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY这个I/O控制码，对软盘和硬盘有效，但对一些可移动媒介如CD/DVD-ROM、TAPE等就不管用了。要取CDROM参数，还得另辟蹊径。IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX能够帮我们解决问题。
Q 使用这些I/O控制码，需要什么样的输入输出数据格式呢？
A DeviceIoControl使用这两个控制码时，都不需要输入数据。
IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY直接输出一个DISK_GEOMETRY结构：
typedef struct _DISK_GEOMETRY {
LARGE_INTEGER Cylinders; // 柱面数
MEDIA_TYPE MediaType; // 介质类型
DWORD TracksPerCylinder; // 每柱面的磁道数
DWORD SectorsPerTrack; // 每磁道的扇区数
DWORD BytesPerSector; // 每扇区的字节数
} DISK_GEOMETRY;
IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX输出一个GET_MEDIA_TYPES结构：
typedef struct _GET_MEDIA_TYPES {
DWORD DeviceType; // 设备类型
DWORD MediaInfoCount; // 介质信息条数
DEVICE_MEDIA_INFO MediaInfo[1]; // 介质信息
} GET_MEDIA_TYPES;
让我们来看一下DEVICE_MEDIA_INFO结构的定义：
typedef struct _DEVICE_MEDIA_INFO {
union {
struct {
LARGE_INTEGER Cylinders; // 柱面数
STORAGE_MEDIA_TYPE MediaType; // 介质类型
DWORD TracksPerCylinder; // 每柱面的磁道数
DWORD SectorsPerTrack; // 每磁道的扇区数
DWORD BytesPerSector; // 每扇区的字节数
DWORD NumberMediaSides; // 介质面数
DWORD MediaCharacteristics; // 介质特性
} DiskInfo; // 硬盘信息
struct {
LARGE_INTEGER Cylinders; // 柱面数
STORAGE_MEDIA_TYPE MediaType; // 介质类型
DWORD TracksPerCylinder; // 每柱面的磁道数
DWORD SectorsPerTrack; // 每磁道的扇区数
DWORD BytesPerSector; // 每扇区的字节数
DWORD NumberMediaSides; // 介质面数
DWORD MediaCharacteristics; // 介质特性
} RemovableDiskInfo; // “可移动盘”信息
struct {
STORAGE_MEDIA_TYPE MediaType; // 介质类型
DWORD MediaCharacteristics; // 介质特性
DWORD CurrentBlockSize; // 块的大小
} TapeInfo; // 磁带信息
} DeviceSpecific;
} DEVICE_MEDIA_INFO;
其中CD-ROM属于“可移动盘”的范围。请注意，GET_MEDIA_TYPES结构本身只定义了一条DEVICE_MEDIA_INFO，额外的DEVICE_MEDIA_INFO需要紧接此结构的另外的空间。
Q 调用方法我了解了，请用VC举个例子来实现我所期待已久的功能吧？
A 好，现在就演示一下如何取软盘/硬盘/光盘的参数。测试时，记得要有软盘/光盘插在驱动器里喔！
首先，用MFC AppWizard生成一个单文档的应用程序，取名为DiskGeometry，让它的View基于CEditView。
然后，添加以下的.h和.cpp文件。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// GetDiskGeometry.h
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#if !defined(GET_DISK_GEOMETRY_H__)
#define GET_DISK_GEOMETRY_H__
#if _MSC_VER > 1000
#pragma once
#endif // _MSC_VER > 1000
#include <winioctl.h>
BOOL GetDriveGeometry(const char* filename, DISK_GEOMETRY *pdg);
#endif // !defined(GET_DISK_GEOMETRY_H__)
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// GetDiskGeometry.cpp
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "stdafx.h"
#include "GetDiskGeometry.h"
// IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX可能返回不止一条DEVICE_MEDIA_INFO，故定义足够的空间
#define MEDIA_INFO_SIZE sizeof(GET_MEDIA_TYPES)+15*sizeof(DEVICE_MEDIA_INFO)
// filename -- 用于设备的文件名
// pdg -- 参数缓冲区指针
BOOL GetDriveGeometry(const char* filename, DISK_GEOMETRY *pdg)
{
HANDLE hDevice; // 设备句柄
BOOL bResult; // DeviceIoControl的返回结果
GET_MEDIA_TYPES *pmt; // 内部用的输出缓冲区
DWORD dwOutBytes; // 输出数据长度
// 打开设备
hDevice = ::CreateFile(filename, // 文件名
GENERIC_READ, // 软驱需要读盘
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // 共享方式
NULL, // 默认的安全描述符
OPEN_EXISTING, // 创建方式
0, // 不需设置文件属性
NULL); // 不需参照模板文件
if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
// 设备无法打开...
return FALSE;
}
// 用IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY取磁盘参数
bResult = ::DeviceIoControl(hDevice, // 设备句柄
IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY, // 取磁盘参数
NULL, 0, // 不需要输入数据
pdg, sizeof(DISK_GEOMETRY), // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
// 如果失败，再用IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX取介质类型参数
if (!bResult)
{
pmt = (GET_MEDIA_TYPES *)new BYTE[MEDIA_INFO_SIZE];
bResult = ::DeviceIoControl(hDevice, // 设备句柄
IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX, // 取介质类型参数
NULL, 0, // 不需要输入数据
pmt, MEDIA_INFO_SIZE, // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
if (bResult)
{
// 注意到结构DEVICE_MEDIA_INFO是在结构DISK_GEOMETRY的基础上扩充的
// 为简化程序，用memcpy代替如下多条赋值语句：
// pdg->MediaType = (MEDIA_TYPE)pmt->MediaInfo[0].DeviceSpecific.DiskInfo.MediaType;
// pdg->Cylinders = pmt->MediaInfo[0].DeviceSpecific.DiskInfo.Cylinders;
// pdg->TracksPerCylinder = pmt->MediaInfo[0].DeviceSpecific.DiskInfo.TracksPerCylinder;
// ... ...
::memcpy(pdg, pmt->MediaInfo, sizeof(DISK_GEOMETRY));
}
delete pmt;
}
// 关闭设备句柄
::CloseHandle(hDevice);
return (bResult);
}
然后，在Toolbar的IDR_MAINFRAME上添加一个按钮，ID为ID_GET_DISK_GEOMETRY。打开ClassWizard，在DiskGeometryView中
添加ID_GET_DISK_GEOMETRY的映射函数OnGetDiskGeometry。打开DiskGeometryView.cpp，包含头文件GetDiskGeometry.h。
在OnGetDiskGeometry中，添加以下代码
const char *szDevName[]=
{
"////.//A:",
"////.//B:",
"////.//PhysicalDrive0",
"////.//PhysicalDrive1",
"////.//PhysicalDrive2",
"////.//PhysicalDrive3",
"////.//Cdrom0",
"////.//Cdrom1",
};
DISK_GEOMETRY dg;
ULONGLONG DiskSize;
BOOL bResult;
CString strMsg;
CString strTmp;
for (int i = 0; i < sizeof(szDevName)/sizeof(char*); i++)
{
bResult = GetDriveGeometry(szDevName[i], &dg);
strTmp.Format("/r/n%s result = %s/r/n", szDevName[i], bResult ? "success" : "failure");
strMsg+=strTmp;
if (!bResult) continue;
strTmp.Format(" Media Type = %d/r/n", dg.MediaType);
strMsg+=strTmp;
strTmp.Format(" Cylinders = %I64d/r/n", dg.Cylinders);
strMsg+=strTmp;
strTmp.Format(" Tracks per cylinder = %ld/r/n", (ULONG) dg.TracksPerCylinder);
strMsg+=strTmp;
strTmp.Format(" Sectors per track = %ld/r/n", (ULONG) dg.SectorsPerTrack);
strMsg+=strTmp;
strTmp.Format(" Bytes per sector = %ld/r/n", (ULONG) dg.BytesPerSector);
strMsg+=strTmp;
DiskSize = dg.Cylinders.QuadPart * (ULONG)dg.TracksPerCylinder *
(ULONG)dg.SectorsPerTrack * (ULONG)dg.BytesPerSector;
strTmp.Format(" Disk size = %I64d (Bytes) = %I64d (Mb)/r/n", DiskSize, DiskSize / (1024 * 1024));
strMsg+=strTmp;
}
CEdit& Edit = GetEditCtrl();
Edit.SetWindowText(strMsg);
最后，最后干什么呢？编译，运行......
[相关资源]
实战DeviceIoControl 之三：制作磁盘镜像文件
Q DOS命令DISKCOPY给我很深的印象，现在也有许多“克隆”软件，可以对磁盘进行全盘复制。我想，要制作磁盘镜像文件，DeviceIoControl应该很有用武之地吧？
A 是的。这里举一个制作软盘镜像文件，功能类似于“DISKCOPY”的例子。
本例实现其功能的核心代码如下：
// 打开磁盘
HANDLE OpenDisk(LPCTSTR filename)
{
HANDLE hDisk;
// 打开设备
hDisk = ::CreateFile(filename, // 文件名
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 读写方式
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // 共享方式
NULL, // 默认的安全描述符
OPEN_EXISTING, // 创建方式
0, // 不需设置文件属性
NULL); // 不需参照模板文件
return hDisk;
}
// 获取磁盘参数
BOOL GetDiskGeometry(HANDLE hDisk, PDISK_GEOMETRY lpGeometry)
{
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;
// 用IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY取磁盘参数
bResult = ::DeviceIoControl(hDisk, // 设备句柄
IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY, // 取磁盘参数
NULL, 0, // 不需要输入数据
lpGeometry, sizeof(DISK_GEOMETRY), // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
return bResult;
}
// 从指定磁道开始读磁盘
BOOL ReadTracks(HANDLE hDisk, PDISK_GEOMETRY lpGeometry, LPVOID pBuf, DWORD dwStartCylinder, DWORD dwCylinderNumber)
{
DWORD VirtBufSize;
DWORD BytesRead;
// 大小
VirtBufSize = lpGeometry->TracksPerCylinder * lpGeometry->SectorsPerTrack * lpGeometry->BytesPerSector;
// 偏移
::SetFilePointer(hDisk, VirtBufSize*dwStartCylinder, NULL, FILE_BEGIN);
return ::ReadFile(hDisk, pBuf, VirtBufSize*dwCylinderNumber, &BytesRead, NULL);
}
// 从指定磁道开始写磁盘
BOOL WriteTracks(HANDLE hDisk, PDISK_GEOMETRY lpGeometry, LPVOID pBuf, DWORD dwStartCylinder, DWORD dwCylinderNumber)
{
DWORD VirtBufSize;
DWORD BytesWritten;
// 大小
VirtBufSize = lpGeometry->TracksPerCylinder * lpGeometry->SectorsPerTrack * lpGeometry->BytesPerSector;
// 偏移
::SetFilePointer(hDisk, VirtBufSize*dwStartCylinder, NULL, FILE_BEGIN);
return ::WriteFile(hDisk, pBuf, VirtBufSize*dwCylinderNumber, &BytesWritten, NULL);
}
// 从指定磁道开始格式化磁盘
BOOL LowLevelFormatTracks(HANDLE hDisk, PDISK_GEOMETRY lpGeometry, DWORD dwStartCylinder, DWORD dwCylinderNumber)
{
FORMAT_PARAMETERS FormatParameters;
PBAD_TRACK_NUMBER lpBadTrack;
DWORD dwOutBytes;
DWORD dwBufSize;
BOOL bResult;
FormatParameters.MediaType = lpGeometry->MediaType;
FormatParameters.StartCylinderNumber = dwStartCylinder;
FormatParameters.EndCylinderNumber = dwStartCylinder + dwCylinderNumber - 1;
FormatParameters.StartHeadNumber = 0;
FormatParameters.EndHeadNumber = lpGeometry->TracksPerCylinder - 1;
dwBufSize = lpGeometry->TracksPerCylinder * sizeof(BAD_TRACK_NUMBER);
lpBadTrack = (PBAD_TRACK_NUMBER) new BYTE[dwBufSize];
// 用IOCTL_DISK_FORMAT_TRACKS对连续磁道进行低级格式化
bResult = ::DeviceIoControl(hDisk, // 设备句柄
IOCTL_DISK_FORMAT_TRACKS, // 低级格式化
&FormatParameters, sizeof(FormatParameters), // 输入数据缓冲区
lpBadTrack, dwBufSize, // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
delete lpBadTrack;
return bResult;
}
// 将卷锁定
BOOL LockVolume(HANDLE hDisk)
{
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;
// 用FSCTL_LOCK_VOLUME锁卷
bResult = ::DeviceIoControl(hDisk, // 设备句柄
FSCTL_LOCK_VOLUME, // 锁卷
NULL, 0, // 不需要输入数据
NULL, 0, // 不需要输出数据
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
return bResult;
}
// 将卷解锁
BOOL UnlockVolume(HANDLE hDisk)
{
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;
// 用FSCTL_UNLOCK_VOLUME开卷锁
bResult = ::DeviceIoControl(hDisk, // 设备句柄
FSCTL_UNLOCK_VOLUME, // 开卷锁
NULL, 0, // 不需要输入数据
NULL, 0, // 不需要输出数据
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
return bResult;
}
// 将卷卸下
// 该操作使系统重新辨识磁盘，等效于重新插盘
BOOL DismountVolume(HANDLE hDisk)
{
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;
// 用FSCTL_DISMOUNT_VOLUME卸卷
bResult = ::DeviceIoControl(hDisk, // 设备句柄
FSCTL_DISMOUNT_VOLUME, // 卸卷
NULL, 0, // 不需要输入数据
NULL, 0, // 不需要输出数据
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
return bResult;
}
将软盘保存成镜像文件的步骤简单描述为：
1、创建空的镜像文件。
2、调用OpenDisk打开软盘。成功转3，失败转8。
3、调用LockVolume将卷锁定。成功转4，失败转7。
4、调用GetDiskGeometry获取参数。成功转5，失败转6。
5、将磁盘参数写入镜像文件作为文件头。调用ReadTracks按柱面读出数据，保存在镜像文件中。循环次数等于柱面数。
6、调用UnlockVolume将卷解锁。
7、调用CloseDisk关闭软盘。
8、关闭镜像文件。
将镜像文件载入软盘的步骤简单描述为：
1、打开镜像文件。
2、调用OpenDisk打开软盘。成功转3，失败转11。
3、调用LockVolume将卷锁定。成功转4，失败转10。
4、调用GetDiskGeometry获取参数。成功转5，失败转9。
5、从镜像文件中读出文件头，判断两个磁盘参数是否一致。不一致转6，否则转7。
6、调用LowLevelFormatTracks按柱面格式化软盘。循环次数等于柱面数。成功转7，失败转8。
7、从镜像文件中读出数据，并调用WriteTracks按柱面写入磁盘。循环次数等于柱面数。
8、调用DismountVolume将卷卸下。
9、调用UnlockVolume将卷解锁。
10、调用CloseDisk关闭软盘。
11、关闭镜像文件。
Q 我注意到，磁盘读写和格式化是按柱面进行的，有什么道理吗？
A 没有特别的原因，只是因为在这个例子中可以方便地显示处理进度。
有一点需要特别提及，按绝对地址读写磁盘数据时，“最小单位”是扇区，地址一定要与扇区对齐，长度也要等于扇区长度的整数倍。比如，每扇区512字节，那么起始地址和数据长度都应能被512整除才行。
Q 我忽然产生了一个伟大的想法，用绝对地址读写的方式使用磁盘，包括U盘啦，MO啦，而不是用现成的文件系统，那不是可以将数据保密了吗？
A 当然，只要你喜欢。可千万别在你的系统盘上做试验，否则......可别怪bhw98没有提醒过你喔！
Q 我知道怎么测试光驱的传输速度了，就用上面的方法，读出一定长度数据，除以所需时间，应该可以吧？
A 可以。但取光盘参数时要用IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX，我们已经探讨过的。
[相关资源]
实战DeviceIoControl 之四：获取硬盘的详细信息
Q 用IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY或IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX只能得到很少的磁盘参数，我想获得包括硬盘序列号在内的更加详细的信息，有什么办法呀？
A 确实，用你所说的I/O控制码，只能得到最基本的磁盘参数。获取磁盘出厂信息的I/O控制码，微软在VC/MFC环境中没有开放，在DDK中可以发现一些线索。早先，Lynn McGuire写了一个很出名的获取IDE硬盘详细信息的程序DiskID32，下面的例子是在其基础上经过增删和改进而成的。
本例中，我们要用到ATA/APAPI的IDENTIFY DEVICE指令。ATA/APAPI是国际组织T13起草和发布的IDE/EIDE/UDMA硬盘及其它可移动存储设备与主机接口的标准，至今已经到了ATA/APAPI-7版本。该接口标准规定了ATA/ATAPI设备的输入输出寄存器和指令集。欲了解更详细的ATA/ATAPI技术资料，可访问T13的站点。
用到的常量及数据结构有以下一些：
// IOCTL控制码
// #define DFP_SEND_DRIVE_COMMAND 0x0007c084
#define DFP_SEND_DRIVE_COMMAND CTL_CODE(IOCTL_DISK_BASE, 0x0021, METHOD_BUFFERED, FILE_READ_ACCESS | FILE_WRITE_ACCESS)
// #define DFP_RECEIVE_DRIVE_DATA 0x0007c088
#define DFP_RECEIVE_DRIVE_DATA CTL_CODE(IOCTL_DISK_BASE, 0x0022, METHOD_BUFFERED, FILE_READ_ACCESS | FILE_WRITE_ACCESS)
#define FILE_DEVICE_SCSI 0x0000001B
#define IOCTL_SCSI_MINIPORT_IDENTIFY ((FILE_DEVICE_SCSI << 16) + 0x0501)
#define IOCTL_SCSI_MINIPORT 0x0004D008 // see NTDDSCSI.H for definition
// ATA/ATAPI指令
#define IDE_ATA_IDENTIFY 0xEC // ATA的ID指令(IDENTIFY DEVICE)
// IDE命令寄存器
typedef struct _IDEREGS
{
BYTE bFeaturesReg; // 特征寄存器(用于SMART命令)
BYTE bSectorCountReg; // 扇区数目寄存器
BYTE bSectorNumberReg; // 开始扇区寄存器
BYTE bCylLowReg; // 开始柱面低字节寄存器
BYTE bCylHighReg; // 开始柱面高字节寄存器
BYTE bDriveHeadReg; // 驱动器/磁头寄存器
BYTE bCommandReg; // 指令寄存器
BYTE bReserved; // 保留
} IDEREGS, *PIDEREGS, *LPIDEREGS;
// 从驱动程序返回的状态
typedef struct _DRIVERSTATUS
{
BYTE bDriverError; // 错误码
BYTE bIDEStatus; // IDE状态寄存器
BYTE bReserved[2]; // 保留
DWORD dwReserved[2]; // 保留
} DRIVERSTATUS, *PDRIVERSTATUS, *LPDRIVERSTATUS;
// IDE设备IOCTL输入数据结构
typedef struct _SENDCMDINPARAMS
{
DWORD cBufferSize; // 缓冲区字节数
IDEREGS irDriveRegs; // IDE寄存器组
BYTE bDriveNumber; // 驱动器号
BYTE bReserved[3]; // 保留
DWORD dwReserved[4]; // 保留
BYTE bBuffer[1]; // 输入缓冲区(此处象征性地包含1字节)
} SENDCMDINPARAMS, *PSENDCMDINPARAMS, *LPSENDCMDINPARAMS;
// IDE设备IOCTL输出数据结构
typedef struct _SENDCMDOUTPARAMS
{
DWORD cBufferSize; // 缓冲区字节数
DRIVERSTATUS DriverStatus; // 驱动程序返回状态
BYTE bBuffer[1]; // 输入缓冲区(此处象征性地包含1字节)
} SENDCMDOUTPARAMS, *PSENDCMDOUTPARAMS, *LPSENDCMDOUTPARAMS;
// IDE的ID命令返回的数据
// 共512字节(256个WORD)，这里仅定义了一些感兴趣的项(基本上依据ATA/ATAPI-4)
typedef struct _IDINFO
{
USHORT wGenConfig; // WORD 0: 基本信息字
USHORT wNumCyls; // WORD 1: 柱面数
USHORT wReserved2; // WORD 2: 保留
USHORT wNumHeads; // WORD 3: 磁头数
USHORT wReserved4; // WORD 4: 保留
USHORT wReserved5; // WORD 5: 保留
USHORT wNumSectorsPerTrack; // WORD 6: 每磁道扇区数
USHORT wVendorUnique[3]; // WORD 7-9: 厂家设定值
CHAR sSerialNumber[20]; // WORD 10-19:序列号
USHORT wBufferType; // WORD 20: 缓冲类型
USHORT wBufferSize; // WORD 21: 缓冲大小
USHORT wECCSize; // WORD 22: ECC校验大小
CHAR sFirmwareRev[8]; // WORD 23-26: 固件版本
CHAR sModelNumber[40]; // WORD 27-46: 内部型号
USHORT wMoreVendorUnique; // WORD 47: 厂家设定值
USHORT wReserved48; // WORD 48: 保留
struct {
USHORT reserved1:8;
USHORT DMA:1; // 1=支持DMA
USHORT LBA:1; // 1=支持LBA
USHORT DisIORDY:1; // 1=可不使用IORDY
USHORT IORDY:1; // 1=支持IORDY
USHORT SoftReset:1; // 1=需要ATA软启动
USHORT Overlap:1; // 1=支持重叠操作
USHORT Queue:1; // 1=支持命令队列
USHORT InlDMA:1; // 1=支持交叉存取DMA
} wCapabilities; // WORD 49: 一般能力
USHORT wReserved1; // WORD 50: 保留
USHORT wPIOTiming; // WORD 51: PIO时序
USHORT wDMATiming; // WORD 52: DMA时序
struct {
USHORT CHSNumber:1; // 1=WORD 54-58有效
USHORT CycleNumber:1; // 1=WORD 64-70有效
USHORT UnltraDMA:1; // 1=WORD 88有效
USHORT reserved:13;
} wFieldValidity; // WORD 53: 后续字段有效性标志
USHORT wNumCurCyls; // WORD 54: CHS可寻址的柱面数
USHORT wNumCurHeads; // WORD 55: CHS可寻址的磁头数
USHORT wNumCurSectorsPerTrack; // WORD 56: CHS可寻址每磁道扇区数
USHORT wCurSectorsLow; // WORD 57: CHS可寻址的扇区数低位字
USHORT wCurSectorsHigh; // WORD 58: CHS可寻址的扇区数高位字
struct {
USHORT CurNumber:8; // 当前一次性可读写扇区数
USHORT Multi:1; // 1=已选择多扇区读写
USHORT reserved1:7;
} wMultSectorStuff; // WORD 59: 多扇区读写设定
ULONG dwTotalSectors; // WORD 60-61: LBA可寻址的扇区数
USHORT wSingleWordDMA; // WORD 62: 单字节DMA支持能力
struct {
USHORT Mode0:1; // 1=支持模式0 (4.17Mb/s)
USHORT Mode1:1; // 1=支持模式1 (13.3Mb/s)
USHORT Mode2:1; // 1=支持模式2 (16.7Mb/s)
USHORT Reserved1:5;
USHORT Mode0Sel:1; // 1=已选择模式0
USHORT Mode1Sel:1; // 1=已选择模式1
USHORT Mode2Sel:1; // 1=已选择模式2
USHORT Reserved2:5;
} wMultiWordDMA; // WORD 63: 多字节DMA支持能力
struct {
USHORT AdvPOIModes:8; // 支持高级POI模式数
USHORT reserved:8;
} wPIOCapacity; // WORD 64: 高级PIO支持能力
USHORT wMinMultiWordDMACycle; // WORD 65: 多字节DMA传输周期的最小值
USHORT wRecMultiWordDMACycle; // WORD 66: 多字节DMA传输周期的建议值
USHORT wMinPIONoFlowCycle; // WORD 67: 无流控制时PIO传输周期的最小值
USHORT wMinPOIFlowCycle; // WORD 68: 有流控制时PIO传输周期的最小值
USHORT wReserved69[11]; // WORD 69-79: 保留
struct {
USHORT Reserved1:1;
USHORT ATA1:1; // 1=支持ATA-1
USHORT ATA2:1; // 1=支持ATA-2
USHORT ATA3:1; // 1=支持ATA-3
USHORT ATA4:1; // 1=支持ATA/ATAPI-4
USHORT ATA5:1; // 1=支持ATA/ATAPI-5
USHORT ATA6:1; // 1=支持ATA/ATAPI-6
USHORT ATA7:1; // 1=支持ATA/ATAPI-7
USHORT ATA8:1; // 1=支持ATA/ATAPI-8
USHORT ATA9:1; // 1=支持ATA/ATAPI-9
USHORT ATA10:1; // 1=支持ATA/ATAPI-10
USHORT ATA11:1; // 1=支持ATA/ATAPI-11
USHORT ATA12:1; // 1=支持ATA/ATAPI-12
USHORT ATA13:1; // 1=支持ATA/ATAPI-13
USHORT ATA14:1; // 1=支持ATA/ATAPI-14
USHORT Reserved2:1;
} wMajorVersion; // WORD 80: 主版本
USHORT wMinorVersion; // WORD 81: 副版本
USHORT wReserved82[6]; // WORD 82-87: 保留
struct {
USHORT Mode0:1; // 1=支持模式0 (16.7Mb/s)
USHORT Mode1:1; // 1=支持模式1 (25Mb/s)
USHORT Mode2:1; // 1=支持模式2 (33Mb/s)
USHORT Mode3:1; // 1=支持模式3 (44Mb/s)
USHORT Mode4:1; // 1=支持模式4 (66Mb/s)
USHORT Mode5:1; // 1=支持模式5 (100Mb/s)
USHORT Mode6:1; // 1=支持模式6 (133Mb/s)
USHORT Mode7:1; // 1=支持模式7 (166Mb/s) ???
USHORT Mode0Sel:1; // 1=已选择模式0
USHORT Mode1Sel:1; // 1=已选择模式1
USHORT Mode2Sel:1; // 1=已选择模式2
USHORT Mode3Sel:1; // 1=已选择模式3
USHORT Mode4Sel:1; // 1=已选择模式4
USHORT Mode5Sel:1; // 1=已选择模式5
USHORT Mode6Sel:1; // 1=已选择模式6
USHORT Mode7Sel:1; // 1=已选择模式7
} wUltraDMA; // WORD 88: Ultra DMA支持能力
USHORT wReserved89[167]; // WORD 89-255
} IDINFO, *PIDINFO;
// SCSI驱动所需的输入输出共用的结构
typedef struct _SRB_IO_CONTROL
{
ULONG HeaderLength; // 头长度
UCHAR Signature[8]; // 特征名称
ULONG Timeout; // 超时时间
ULONG ControlCode; // 控制码
ULONG ReturnCode; // 返回码
ULONG Length; // 缓冲区长度
} SRB_IO_CONTROL, *PSRB_IO_CONTROL;
需要引起注意的是IDINFO第57-58 WORD (CHS可寻址的扇区数)，因为不满足32位对齐的要求，不可定义为一个ULONG字段。Lynn McGuire的程序里正是由于定义为一个ULONG字段，导致该结构不可用。
以下是核心代码：
// 打开设备
// filename: 设备的“文件名”(设备路径)
HANDLE OpenDevice(LPCTSTR filename)
{
HANDLE hDevice;
// 打开设备
hDevice = ::CreateFile(filename, // 文件名
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 读写方式
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // 共享方式
NULL, // 默认的安全描述符
OPEN_EXISTING, // 创建方式
0, // 不需设置文件属性
NULL); // 不需参照模板文件
return hDevice;
}
// 向驱动发“IDENTIFY DEVICE”命令，获得设备信息
// hDevice: 设备句柄
// pIdInfo: 设备信息结构指针
BOOL IdentifyDevice(HANDLE hDevice, PIDINFO pIdInfo)
{
PSENDCMDINPARAMS pSCIP; // 输入数据结构指针
PSENDCMDOUTPARAMS pSCOP; // 输出数据结构指针
DWORD dwOutBytes; // IOCTL输出数据长度
BOOL bResult; // IOCTL返回值
// 申请输入/输出数据结构空间
pSCIP = (PSENDCMDINPARAMS)::GlobalAlloc(LMEM_ZEROINIT, sizeof(SENDCMDINPARAMS) - 1);
pSCOP = (PSENDCMDOUTPARAMS)::GlobalAlloc(LMEM_ZEROINIT, sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) + sizeof(IDINFO) - 1);
// 指定ATA/ATAPI命令的寄存器值
// pSCIP->irDriveRegs.bFeaturesReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bSectorCountReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bSectorNumberReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bCylLowReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bCylHighReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bDriveHeadReg = 0;
pSCIP->irDriveRegs.bCommandReg = IDE_ATA_IDENTIFY;
// 指定输入/输出数据缓冲区大小
pSCIP->cBufferSize = 0;
pSCOP->cBufferSize = sizeof(IDINFO);
// IDENTIFY DEVICE
bResult = ::DeviceIoControl(hDevice, // 设备句柄
DFP_RECEIVE_DRIVE_DATA, // 指定IOCTL
pSCIP, sizeof(SENDCMDINPARAMS) - 1, // 输入数据缓冲区
pSCOP, sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) + sizeof(IDINFO) - 1, // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
// 复制设备参数结构
::memcpy(pIdInfo, pSCOP->bBuffer, sizeof(IDINFO));
// 释放输入/输出数据空间
::GlobalFree(pSCOP);
::GlobalFree(pSCIP);
return bResult;
}
// 向SCSI MINI-PORT驱动发“IDENTIFY DEVICE”命令，获得设备信息
// hDevice: 设备句柄
// pIdInfo: 设备信息结构指针
BOOL IdentifyDeviceAsScsi(HANDLE hDevice, int nDrive, PIDINFO pIdInfo)
{
PSENDCMDINPARAMS pSCIP; // 输入数据结构指针
PSENDCMDOUTPARAMS pSCOP; // 输出数据结构指针
PSRB_IO_CONTROL pSRBIO; // SCSI输入输出数据结构指针
DWORD dwOutBytes; // IOCTL输出数据长度
BOOL bResult; // IOCTL返回值
// 申请输入/输出数据结构空间
pSRBIO = (PSRB_IO_CONTROL)::GlobalAlloc(LMEM_ZEROINIT,
sizeof(SRB_IO_CONTROL) + sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) + sizeof(IDINFO) - 1);
pSCIP = (PSENDCMDINPARAMS)((char *)pSRBIO + sizeof(SRB_IO_CONTROL));
pSCOP = (PSENDCMDOUTPARAMS)((char *)pSRBIO + sizeof(SRB_IO_CONTROL));
// 填充输入/输出数据
pSRBIO->HeaderLength = sizeof(SRB_IO_CONTROL);
pSRBIO->Timeout = 10000;
pSRBIO->Length = sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) + sizeof(IDINFO) - 1;
pSRBIO->ControlCode = IOCTL_SCSI_MINIPORT_IDENTIFY;
::strncpy ((char *)pSRBIO->Signature, "SCSIDISK", 8);
// 指定ATA/ATAPI命令的寄存器值
// pSCIP->irDriveRegs.bFeaturesReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bSectorCountReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bSectorNumberReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bCylLowReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bCylHighReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bDriveHeadReg = 0;
pSCIP->irDriveRegs.bCommandReg = IDE_ATA_IDENTIFY;
pSCIP->bDriveNumber = nDrive;
// IDENTIFY DEVICE
bResult = ::DeviceIoControl(hDevice, // 设备句柄
IOCTL_SCSI_MINIPORT, // 指定IOCTL
pSRBIO, sizeof(SRB_IO_CONTROL) + sizeof(SENDCMDINPARAMS) - 1, // 输入数据缓冲区
pSRBIO, sizeof(SRB_IO_CONTROL) + sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) + sizeof(IDINFO) - 1, // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
// 复制设备参数结构
::memcpy(pIdInfo, pSCOP->bBuffer, sizeof(IDINFO));
// 释放输入/输出数据空间
::GlobalFree(pSRBIO);
return bResult;
}
// 将串中的字符两两颠倒
// 原因是ATA/ATAPI中的WORD，与Windows采用的字节顺序相反
// 驱动程序中已经将收到的数据全部反过来，我们来个负负得正
void AdjustString(char* str, int len)
{
char ch;
int i;
// 两两颠倒
for (i = 0; i < len; i += 2)
{
ch = str[i];
str[i] = str[i + 1];
str[i + 1] = ch;
}
// 若是右对齐的，调整为左对齐 (去掉左边的空格)
i = 0;
while ((i < len) && (str[i] == ' ')) i++;
::memmove(str, &str[i], len - i);
// 去掉右边的空格
i = len - 1;
while ((i >= 0) && (str[i] == ' '))
{
str[i] = '/0';
i--;
}
}
// 读取IDE硬盘的设备信息，必须有足够权限
// nDrive: 驱动器号(0=第一个硬盘，1=0=第二个硬盘，......)
// pIdInfo: 设备信息结构指针
BOOL GetPhysicalDriveInfoInNT(int nDrive, PIDINFO pIdInfo)
{
HANDLE hDevice; // 设备句柄
BOOL bResult; // 返回结果
char szFileName[20]; // 文件名
::sprintf(szFileName,"////.//PhysicalDrive%d", nDrive);
hDevice = ::OpenDevice(szFileName);
if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return FALSE;
}
// IDENTIFY DEVICE
bResult = ::IdentifyDevice(hDevice, pIdInfo);
if (bResult)
{
// 调整字符串
::AdjustString(pIdInfo->sSerialNumber, 20);
::AdjustString(pIdInfo->sModelNumber, 40);
::AdjustString(pIdInfo->sFirmwareRev, 8);
}
::CloseHandle (hDevice);
return bResult;
}
// 用SCSI驱动读取IDE硬盘的设备信息，不受权限制约
// nDrive: 驱动器号(0=Primary Master, 1=Promary Slave, 2=Secondary master, 3=Secondary slave)
// pIdInfo: 设备信息结构指针
BOOL GetIdeDriveAsScsiInfoInNT(int nDrive, PIDINFO pIdInfo)
{
HANDLE hDevice; // 设备句柄
BOOL bResult; // 返回结果
char szFileName[20]; // 文件名
::sprintf(szFileName,"////.//Scsi%d:", nDrive/2);
hDevice = ::OpenDevice(szFileName);
if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return FALSE;
}
// IDENTIFY DEVICE
bResult = ::IdentifyDeviceAsScsi(hDevice, nDrive%2, pIdInfo);
// 检查是不是空串
if (pIdInfo->sModelNumber[0] == '/0')
{
bResult = FALSE;
}
if (bResult)
{
// 调整字符串
::AdjustString(pIdInfo->sSerialNumber, 20);
::AdjustString(pIdInfo->sModelNumber, 40);
::AdjustString(pIdInfo->sFirmwareRev, 8);
}
return bResult;
}
Q 我注意到ATA/ATAPI里，以及DiskID32里，有一个“IDENTIFY PACKET DEVICE”指令，与“IDENTIFY DEVICE”有什么区别？
A IDENTIFY DEVICE专门用于固定硬盘，而IDENTIFY PACKET DEVICE用于可移动存储设备如CDROM、CF、MO、ZIP、TAPE等。因为驱动程序的原因，实际上用本例的方法，不管是IDENTIFY DEVICE也好，IDENTIFY PACKET DEVICE也好，获取可移动存储设备的详细信息，一般是做不到的。而且除了IDE硬盘，对SCSI、USB等接口的硬盘也不起作用。除非厂商提供的驱动支持这样的功能。
Q ATA/ATAPI有很多指令，如READ SECTORS, WRITE SECTORS, SECURITY, SLEEP, STANDBY等，利用上述方法，是否可进行相应操作？
A 应该没问题。但切记，要慎重慎重再慎重！
Q 关于权限问题，请解释一下好吗？
A 在NT/2000/XP下，administrator可以管理设备，上述两种访问驱动的方法都行。但在user身份下，或者登录到域后，用户无法访问PhysicalDrive驱动的核心层，但SCSI MINI-PORT驱动却可以。目前是可以，不知道Windows以后的版本是否支持。因为这肯定是一个安全隐患。
另外，我们着重讨论NT/2000/XP中DeviceIoControl的应用，如果需要在98/ME中得到包括硬盘序列号在内的更加详细的信息，请参考DiskID32。
[相关资源]
实战DeviceIoControl 之五：列举已安装的存储设备
Q 前几次我们讨论的都是设备名比较清楚的情况，有了设备名(路径)，就可以直接调用CreateFile打开设备，进行它所支持的I/O操作了。如果事先并不能确切知道设备名，如何去访问设备呢？
A 访问设备必须用设备句柄，而得到设备句柄必须知道设备路径，这个套路以你我之力是改变不了的。每个设备都有它所属类型的GUID，我们顺着这个GUID就能获得设备路径。
GUID是同类或同种设备的全球唯一识别码，它是一个128 bit(16字节)的整形数，真实面目为
typedef struct _GUID
{
unsigned long Data1;
unsigned short Data2;
unsigned short Data3;
unsigned char Data4[8];
} GUID, *PGUID;
例如，Disk类的GUID为“53f56307-b6bf-11d0-94f2-00a0c91efb8b”，在我们的程序里可以定义为
const GUID DiskClassGuid = {0x53f56307L, 0xb6bf, 0x11d0, {0x94, 0xf2, 0x00, 0xa0, 0xc9, 0x1e, 0xfb, 0x8b)};
或者用一个宏来定义
DEFINE_GUID(DiskClassGuid, 0x53f56307L, 0xb6bf, 0x11d0, 0x94, 0xf2, 0x00, 0xa0, 0xc9, 0x1e, 0xfb, 0x8b);
通过GUID找出设备路径，需要用到一组设备管理的API函数
SetupDiGetClassDevs, SetupDiEnumDeviceInterfaces, SetupDiGetInterfaceDeviceDetail, SetupDiDestroyDeviceInfoList,
以及结构SP_DEVICE_INTERFACE_DATA, SP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA。
有关信息请查阅MSDN，这里就不详细介绍了。
实现GUID到设备路径的代码如下：
// SetupDiGetInterfaceDeviceDetail所需要的输出长度，定义足够大
#define INTERFACE_DETAIL_SIZE (1024)
// 根据GUID获得设备路径
// lpGuid: GUID指针
// pszDevicePath: 设备路径指针的指针
// 返回: 成功得到的设备路径个数，可能不止1个
int GetDevicePath(LPGUID lpGuid, LPTSTR* pszDevicePath)
{
HDEVINFO hDevInfoSet;
SP_DEVICE_INTERFACE_DATA ifdata;
PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA pDetail;
int nCount;
BOOL bResult;
// 取得一个该GUID相关的设备信息集句柄
hDevInfoSet = ::SetupDiGetClassDevs(lpGuid, // class GUID
NULL, // 无关键字
NULL, // 不指定父窗口句柄
DIGCF_PRESENT | DIGCF_DEVICEINTERFACE); // 目前存在的设备
// 失败...
if (hDevInfoSet == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return 0;
}
// 申请设备接口数据空间
pDetail = (PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA)::GlobalAlloc(LMEM_ZEROINIT, INTERFACE_DETAIL_SIZE);
pDetail->cbSize = sizeof(SP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA);
nCount = 0;
bResult = TRUE;
// 设备序号=0,1,2... 逐一测试设备接口，到失败为止
while (bResult)
{
ifdata.cbSize = sizeof(ifdata);
// 枚举符合该GUID的设备接口
bResult = ::SetupDiEnumDeviceInterfaces(
hDevInfoSet, // 设备信息集句柄
NULL, // 不需额外的设备描述
lpGuid, // GUID
(ULONG)nCount, // 设备信息集里的设备序号
&ifdata); // 设备接口信息
if (bResult)
{
// 取得该设备接口的细节(设备路径)
bResult = SetupDiGetInterfaceDeviceDetail(
hDevInfoSet, // 设备信息集句柄
&ifdata, // 设备接口信息
pDetail, // 设备接口细节(设备路径)
INTERFACE_DETAIL_SIZE, // 输出缓冲区大小
NULL, // 不需计算输出缓冲区大小(直接用设定值)
NULL); // 不需额外的设备描述
if (bResult)
{
// 复制设备路径到输出缓冲区
::strcpy(pszDevicePath[nCount], pDetail->DevicePath);
// 调整计数值
nCount++;
}
}
}
// 释放设备接口数据空间
::GlobalFree(pDetail);
// 关闭设备信息集句柄
::SetupDiDestroyDeviceInfoList(hDevInfoSet);
return nCount;
}
调用GetDevicePath函数时要注意，pszDevicePath是个指向字符串指针的指针，例如可以这样
int i;
char* szDevicePath[MAX_DEVICE]; // 设备路径
// 分配需要的空间
for (i = 0; i < MAX_DEVICE; i++)
{
szDevicePath[i] = new char[256];
}
// 取设备路径
nDevice = ::GetDevicePath((LPGUID)&DiskClassGuid, szDevicePath);
// 逐一获取设备信息
for (i = 0; i < nDevice; i++)
{
// 打开设备
hDevice = ::OpenDevice(szDevicePath[i]);
if (hDevice != INVALID_HANDLE_VALUE)
{
... ... // I/O操作
::CloseHandle(hDevice);
}
}
// 释放空间
for (i = 0; i & lt; MAX_DEVICE; i++)
{
delete []szDevicePath[i];
}
本例的Project中除了要包含winioctl.h外，还要包含initguid.h，setupapi.h，以及连接setupapi.lib。
Q 得到设备路径后，就可以到下一步，用CreateFile打开设备，然后用DeviceIoControl进行读写了吧？
A 是的。尽管该设备路径与以前我们接触的那些不太一样。本是“//./PhysicalDrive0”，现在鸟枪换炮，变成了类似这样的一副尊容：
“//?/ide#diskmaxtor_2f040j0__________________________vam51jj0#3146563447534558202020202020202020202020#{53f56307-b6bf-11d0-94f2-00a0c91efb8b}”。
其实这个设备名在注册表的某处可以找到，例如在Win2000中这个名字可以位于
HKEY_LOCAL_MACHINE/System/CurrentControlSet/Services/Disk/Enum/0，
只不过“#”换成了“/”。分析一下这样的设备路径，你会发现很有趣的东西，它们是由接口类型、产品型号、固件版本、序列号、计算机名、GUID等信息组合而成的。当然，它是没有规范的，不能指望从这里面得到你希望知道的东西。
用CreateFile打开设备后，对于存储设备，IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY，IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX等I/O控制码照常使用。
今天我们讨论一个新的控制码：IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY，获取设备属性信息，希望得到系统中所安装的各种固定的和可移动的硬盘、优盘和CD/DVD-ROM/R/W的接口类型、序列号、产品ID等信息。
// IOCTL控制码
#define IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY CTL_CODE(IOCTL_STORAGE_BASE, 0x0500, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
// 存储设备的总线类型
typedef enum _STORAGE_BUS_TYPE {
BusTypeUnknown = 0x00,
BusTypeScsi,
BusTypeAtapi,
BusTypeAta,
BusType1394,
BusTypeSsa,
BusTypeFibre,
BusTypeUsb,
BusTypeRAID,
BusTypeMaxReserved = 0x7F
} STORAGE_BUS_TYPE, *PSTORAGE_BUS_TYPE;
// 查询存储设备属性的类型
typedef enum _STORAGE_QUERY_TYPE {
PropertyStandardQuery = 0, // 读取描述
PropertyExistsQuery, // 测试是否支持
PropertyMaskQuery, // 读取指定的描述
PropertyQueryMaxDefined // 验证数据
} STORAGE_QUERY_TYPE, *PSTORAGE_QUERY_TYPE;
// 查询存储设备还是适配器属性
typedef enum _STORAGE_PROPERTY_ID {
StorageDeviceProperty = 0, // 查询设备属性
StorageAdapterProperty // 查询适配器属性
} STORAGE_PROPERTY_ID, *PSTORAGE_PROPERTY_ID;
// 查询属性输入的数据结构
typedef struct _STORAGE_PROPERTY_QUERY {
STORAGE_PROPERTY_ID PropertyId; // 设备/适配器
STORAGE_QUERY_TYPE QueryType; // 查询类型
UCHAR AdditionalParameters[1]; // 额外的数据(仅定义了象征性的1个字节)
} STORAGE_PROPERTY_QUERY, *PSTORAGE_PROPERTY_QUERY;
// 查询属性输出的数据结构
typedef struct _STORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR {
ULONG Version; // 版本
ULONG Size; // 结构大小
UCHAR DeviceType; // 设备类型
UCHAR DeviceTypeModifier; // SCSI-2额外的设备类型
BOOLEAN RemovableMedia; // 是否可移动
BOOLEAN CommandQueueing; // 是否支持命令队列
ULONG VendorIdOffset; // 厂家设定值的偏移
ULONG ProductIdOffset; // 产品ID的偏移
ULONG ProductRevisionOffset; // 产品版本的偏移
ULONG SerialNumberOffset; // 序列号的偏移
STORAGE_BUS_TYPE BusType; // 总线类型
ULONG RawPropertiesLength; // 额外的属性数据长度
UCHAR RawDeviceProperties[1]; // 额外的属性数据(仅定义了象征性的1个字节)
} STORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR, *PSTORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR;
// 取设备属性信息
// hDevice -- 设备句柄
// pDevDesc -- 输出的设备描述和属性信息缓冲区指针(包含连接在一起的两部分)
BOOL GetDriveProperty(HANDLE hDevice, PSTORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR pDevDesc)
{
STORAGE_PROPERTY_QUERY Query; // 查询输入参数
DWORD dwOutBytes; // IOCTL输出数据长度
BOOL bResult; // IOCTL返回值
// 指定查询方式
Query.PropertyId = StorageDeviceProperty;
Query.QueryType = PropertyStandardQuery;
// 用IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY取设备属性信息
bResult = ::DeviceIoControl(hDevice, // 设备句柄
IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY, // 取设备属性信息
&Query, sizeof(STORAGE_PROPERTY_QUERY), // 输入数据缓冲区
pDevDesc, pDevDesc->Size, // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
return bResult;
}
Q 我用这个方法从IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY返回的数据中，没有得到CDROM和USB接口的外置硬盘的序列号、产品ID等信息。但从设备路径上看，明明是有这些信息的，为什么它没有填充到STORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR中呢？再就是为什么硬盘序列号本是“D22P7KHE ”，为什么它填充的是“3146563447534558202020202020202020202020”这种形式呢？
A 对这两个问题我也是心存疑惑，但又不敢妄加猜测，正琢磨着向微软请教呢。
[相关资源]
实战DeviceIoControl 之六：访问物理端口
Q 在NT/2000/XP中，如何读取CMOS数据？
Q 在NT/2000/XP中，如何控制speaker发声？
Q 在NT/2000/XP中，如何直接访问物理端口？
A 看似小小问题，难倒多少好汉！
NT/2000/XP从安全性、可靠性、稳定性上考虑，应用程序和操作系统是分开的，操作系统代码运行在核心态，有权访问系统数据和硬件，能执行特权指令；应用程序运行在用户态，能够使用的接口和访问系统数据的权限都受到严格限制。当用户程序调用系统服务时，处理器捕获该调用，然后把调用的线程切换到核心态。当系统服务完成后，操作系统将线程描述表切换回用户态，调用者继续运行。
想在用户态应用程序中实现I/O读写，直接存取硬件，可以通过编写驱动程序，实现CreateFile、CloseHandle、 DeviceIOControl、ReadFile、WriteFile等功能。从Windows 2000开始，引入WDM核心态驱动程序的概念。
下面是本人写的一个非常简单的驱动程序，可实现字节型端口I/O。
#include <ntddk.h>
#include "MyPort.h"
// 设备类型定义
// 0-32767被Microsoft占用，用户自定义可用32768-65535
#define FILE_DEVICE_MYPORT 0x0000f000
// I/O控制码定义
// 0-2047被Microsoft占用，用户自定义可用2048-4095
#define MYPORT_IOCTL_BASE 0xf00
#define IOCTL_MYPORT_READ_BYTE CTL_CODE(FILE_DEVICE_MYPORT, MYPORT_IOCTL_BASE, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_MYPORT_WRITE_BYTE CTL_CODE(FILE_DEVICE_MYPORT, MYPORT_IOCTL_BASE+1, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
// IOPM是65536个端口的位屏蔽矩阵，包含8192字节(8192 x 8 = 65536)
// 0 bit: 允许应用程序访问对应端口
// 1 bit: 禁止应用程序访问对应端口
#define IOPM_SIZE 8192
typedef UCHAR IOPM[IOPM_SIZE];
IOPM *pIOPM = NULL;
// 设备名(要求以UNICODE表示)
const WCHAR NameBuffer[] = L"//Device//MyPort";
const WCHAR DOSNameBuffer[] = L"//DosDevices//MyPort";
// 这是两个在ntoskrnl.exe中的未见文档的服务例程
// 没有现成的已经说明它们原型的头文件，我们自己声明
void Ke386SetIoAccessMap(int, IOPM *);
void Ke386IoSetAccessProcess(PEPROCESS, int);
// 函数原型预先说明
NTSTATUS MyPortDispatch(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);
void MyPortUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject);
// 驱动程序入口，由系统自动调用，就像WIN32应用程序的WinMain
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
PDEVICE_OBJECT deviceObject;
NTSTATUS status;
UNICODE_STRING uniNameString, uniDOSString;
// 为IOPM分配内存
pIOPM = MmAllocateNonCachedMemory(sizeof(IOPM));
if (pIOPM == 0)
{
return STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;
}
// IOPM全部初始化为0(允许访问所有端口)
RtlZeroMemory(pIOPM, sizeof(IOPM));
// 将IOPM加载到当前进程
Ke386IoSetAccessProcess(PsGetCurrentProcess(), 1);
Ke386SetIoAccessMap(1, pIOPM);
// 指定驱动名字
RtlInitUnicodeString(&uniNameString, NameBuffer);
RtlInitUnicodeString(&uniDOSString, DOSNameBuffer);
// 创建设备
status = IoCreateDevice(DriverObject, 0,
&uniNameString,
FILE_DEVICE_MYPORT,
0, FALSE, &deviceObject);
if (!NT_SUCCESS(status))
{
return status;
}
// 创建WIN32应用程序需要的符号连接
status = IoCreateSymbolicLink (&uniDOSString, &uniNameString);
if (!NT_SUCCESS(status))
{
return status;
}
// 指定驱动程序有关操作的模块入口(函数指针)
// 涉及以下两个模块：MyPortDispatch和MyPortUnload
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] =
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] =
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL] = MyPortDispatch;
DriverObject->DriverUnload = MyPortUnload;
return STATUS_SUCCESS;
}
// IRP处理模块
NTSTATUS MyPortDispatch(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp)
{
PIO_STACK_LOCATION IrpStack;
ULONG dwInputBufferLength;
ULONG dwOutputBufferLength;
ULONG dwIoControlCode;
PULONG pvIOBuffer;
NTSTATUS ntStatus;
// 填充几个默认值
Irp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS; // 返回状态
Irp->IoStatus.Information = 0; // 输出长度
IrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(Irp);
// Get the pointer to the input/output buffer and it's length
// 输入输出共用的缓冲区
// 因为我们在IOCTL中指定了METHOD_BUFFERED，
pvIOBuffer = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer;
switch (IrpStack->MajorFunction)
{
case IRP_MJ_CREATE: // 与WIN32应用程序中的CreateFile对应
break;
case IRP_MJ_CLOSE: // 与WIN32应用程序中的CloseHandle对应
break;
case IRP_MJ_DEVICE_CONTROL: // 与WIN32应用程序中的DeviceIoControl对应
dwIoControlCode = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode;
switch (dwIoControlCode)
{
// 我们约定，缓冲区共两个DWORD，第一个DWORD为端口，第二个DWORD为数据
// 一般做法是专门定义一个结构，此处简单化处理了
case IOCTL_MYPORT_READ_BYTE: // 从端口读字节
pvIOBuffer[1] = _inp(pvIOBuffer[0]);
Irp->IoStatus.Information = 8; // 输出长度为8
break;
case IOCTL_MYPORT_WRITE_BYTE: // 写字节到端口
_outp(pvIOBuffer[0], pvIOBuffer[1]);
break;
default: // 不支持的IOCTL
Irp->IoStatus.Status = STATUS_INVALID_PARAMETER;
}
}
ntStatus = Irp->IoStatus.Status;
IoCompleteRequest (Irp, IO_NO_INCREMENT);
return ntStatus;
}
// 删除驱动
void MyPortUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
UNICODE_STRING uniDOSString;
if(pIOPM)
{
// 释放IOPM占用的空间
MmFreeNonCachedMemory(pIOPM, sizeof(IOPM));
}
RtlInitUnicodeString(&uniDOSString, DOSNameBuffer);
// 删除符号连接和设备
IoDeleteSymbolicLink (&uniDOSString);
IoDeleteDevice(DriverObject->DeviceObject);
}
下面给出实现设备驱动程序的动态加载的源码。动态加载的好处是，你不用做任何添加新硬件的操作，也不用编辑注册表，更不用重新启动计算机。
// 安装驱动并启动服务
// lpszDriverPath: 驱动程序路径
// lpszServiceName: 服务名
BOOL StartDriver(LPCTSTR lpszDriverPath, LPCTSTR lpszServiceName)
{
SC_HANDLE hSCManager; // 服务控制管理器句柄
SC_HANDLE hService; // 服务句柄
DWORD dwLastError; // 错误码
BOOL bResult = FALSE; // 返回值
// 打开服务控制管理器
hSCManager = OpenSCManager(NULL, NULL, SC_MANAGER_ALL_ACCESS);
if (hSCManager)
{
// 创建服务
hService = CreateService(hSCManager,
lpszServiceName,
lpszServiceName,
SERVICE_ALL_ACCESS,
SERVICE_KERNEL_DRIVER,
SERVICE_DEMAND_START,
SERVICE_ERROR_NORMAL,
lpszDriverPath,
NULL,
NULL,
NULL,
NULL,
NULL);
if (hService == NULL)
{
if (::GetLastError() == ERROR_SERVICE_EXISTS)
{
hService = ::OpenService(hSCManager, lpszServiceName, SERVICE_ALL_ACCESS);
}
}
if (hService)
{
// 启动服务
bResult = StartService(hService, 0, NULL);
// 关闭服务句柄
CloseServiceHandle(hService);
}
// 关闭服务控制管理器句柄
CloseServiceHandle(hSCManager);
}
return bResult;
}
// 停止服务并卸下驱动
// lpszServiceName: 服务名
BOOL StopDriver(LPCTSTR lpszServiceName)
{
SC_HANDLE hSCManager; // 服务控制管理器句柄
SC_HANDLE hService; // 服务句柄
BOOL bResult; // 返回值
SERVICE_STATUS ServiceStatus;
bResult = FALSE;
// 打开服务控制管理器
hSCManager = OpenSCManager(NULL, NULL, SC_MANAGER_ALL_ACCESS);
if (hSCManager)
{
// 打开服务
hService = OpenService(hSCManager, lpszServiceName, SERVICE_ALL_ACCESS);
if (hService)
{
// 停止服务
bResult = ControlService(hService, SERVICE_CONTROL_STOP, &ServiceStatus);
// 删除服务
bResult = bResult && DeleteService(hService);
// 关闭服务句柄
CloseServiceHandle(hService);
}
// 关闭服务控制管理器句柄
CloseServiceHandle(hSCManager);
}
return bResult;
}
应用程序实现端口I/O的接口如下：
// 全局的设备句柄
HANDLE hMyPort;
// 打开设备
// lpszDevicePath: 设备的路径
HANDLE OpenDevice(LPCTSTR lpszDevicePath)
{
HANDLE hDevice;
// 打开设备
hDevice = ::CreateFile(lpszDevicePath, // 设备路径
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 读写方式
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // 共享方式
NULL, // 默认的安全描述符
OPEN_EXISTING, // 创建方式
0, // 不需设置文件属性
NULL); // 不需参照模板文件
return hDevice;
}
// 打开端口驱动
BOOL OpenMyPort()
{
BOOL bResult;
// 设备名为"MyPort"，驱动程序位于Windows的"system32/drivers"目录中
bResult = StartDriver("system32//drivers//MyPort.sys", "MyPort");
// 设备路径为"//./MyPort"
if (bResult)
{
hMyPort = OpenDevice("////.//MyPort");
}
return (bResult && (hMyPort != INVALID_HANDLE_VALUE));
}
// 关闭端口驱动
BOOL CloseMyPort()
{
return (CloseHandle(hMyPort) && StopDriver("MyPort"));
}
// 从指定端口读一个字节
// port: 端口
BYTE ReadPortByte(WORD port)
{
DWORD buf[2]; // 输入输出缓冲区
DWORD dwOutBytes; // IOCTL输出数据长度
buf[0] = port; // 第一个DWORD是端口
// buf[1] = 0; // 第二个DWORD是数据
// 用IOCTL_MYPORT_READ_BYTE读端口
::DeviceIoControl(hMyPort, // 设备句柄
IOCTL_MYPORT_READ_BYTE, // 取设备属性信息
buf, sizeof(buf), // 输入数据缓冲区
buf, sizeof(buf), // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
return (BYTE)buf[1];
}
// 将一个字节写到指定端口
// port: 端口
// data: 字节数据
void WritePortByte(WORD port, BYTE data)
{
DWORD buf[2]; // 输入输出缓冲区
DWORD dwOutBytes; // IOCTL输出数据长度
buf[0] = port; // 第一个DWORD是端口
buf[1] = data; // 第二个DWORD是数据
// 用IOCTL_MYPORT_WRITE_BYTE写端口
::DeviceIoControl(hMyPort, // 设备句柄
IOCTL_MYPORT_WRITE_BYTE, // 取设备属性信息
buf, sizeof(buf), // 输入数据缓冲区
buf, sizeof(buf), // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes, // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
}
有了ReadPortByte和WritePortByte这两个函数，我们就能很容易地操纵CMOS和speaker了(关于CMOS值的含义以及定时器寄存器定义，请参考相应的硬件资料)：
// 0x70是CMOS索引端口(只写)
// 0x71是CMOS数据端口
BYTE ReadCmos(BYTE index)
{
BYTE data;
::WritePortByte(0x70, index);
data = ::ReadPortByte(0x71);
return data;
}
// 0x61是speaker控制端口
// 0x43是8253/8254定时器控制端口
// 0x42是8253/8254定时器通道2的端口
void Sound(DWORD freq)
{
BYTE data;
if ((freq >= 20) && (freq <= 20000))
{
freq = 1193181 / freq;
data = ::ReadPortByte(0x61);
if ((data & 3) == 0)
{
::WritePortByte(0x61, data | 3);
::WritePortByte(0x43, 0xb6);
}
::WritePortByte(0x42, (BYTE)(freq % 256));
::WritePortByte(0x42, (BYTE)(freq / 256));
}
}
void NoSound(void)
{
BYTE data;
data = ::ReadPortByte(0x61);
::WritePortByte(0x61, data & 0xfc);
}
// 以下读出CMOS 128个字节
for (int i = 0; i < 128; i++)
{
BYTE data = ::ReadCmos(i);
... ...
}
// 以下用C调演奏“多-来-米”
// 1 = 262 Hz
::Sound(262);
::Sleep(200);
::NoSound();
// 2 = 288 Hz
::Sound(288);
::Sleep(200);
::NoSound();
// 3 = 320 Hz
::Sound(320);
::Sleep(200);
::NoSound();
Q 就是个简单的端口I/O，这么麻烦才能实现，搞得俺头脑稀昏，有没有简洁明了的办法啊？
A 上面的例子，之所以从编写驱动程序，到安装驱动，到启动服务，到打开设备，到访问设备，一直到读写端口，这样一路下来，是为了揭示在NT/2000/XP中硬件访问技术的本质。假如将所有过程封装起来，只提供OpenMyPort, CloseMyPort, ReadPortByte, WritePortByte甚至更高层的ReadCmos、WriteCmos、Sound、NoSound给你调用，是不是会感觉清爽许多？
实际上，我们平常做的基于一定硬件的二次开发，一般会先安装驱动程序(DRV)和用户接口的运行库(DLL)，然后在此基础上开发出我们的应用程序(APP)。DRV、DLL、APP三者分别运行在核心态、核心态/用户态联络带、用户态。比如买了一块图象采集卡，要先安装核心驱动，它的“Development Tool Kit”，提供类似于PCV_Initialize, PCV_Capture等的API，就是扮演核心态和用户态联络员的角色。我们根本不需要CreateFile、CloseHandle、 DeviceIOControl、ReadFile、WriteFile等较低层次的直接调用。
Yariv Kaplan写过一个WinIO的例子，能实现对物理端口和内存的访问，提供了DRV、DLL、APP三方面的源码，有兴趣的话可以深入研究一下。
[相关资源]
实战DeviceIoControl 之七：在Windows 9X中读写磁盘扇区
在Windows NT/2K/XP中，直接用CreateFile打开名称类似于"//./A:"的”文件”，就可以与设备驱动打交道，通过ReadFile/WriteFile以绝对地址方式访问磁盘了。但Windows 9X不支持这样的简单方法。本文介绍一种在Windows 9X中实现磁盘直接访问的方法：利用系统的vwin32.vxd，通过DeviceIoControl调用DOS INT21 7305H与440DH功能来完成。该调用支持FAT12、FAT16和FAT32，适用于Windows 95 SR2以及更高版本。
先来了解一下DOS INT21 7305H功能的入口参数：
AX -- 功能号7305H
DS:BX -- 读写扇区的信息结构
CX -- 必须为-1
DL -- 驱动器号: 1=A:, 2=B:, 3=C:, ...
SI -- 读写标志: 最低位0=读, 1=写
若调用成功，清除C标志；否则设置C标志。
DS:BX指向一个结构，此结构定义如下：
DISKIO STRUC
dwStartSector dd ? ; 起始扇区
wSector dw ? ; 扇区数
lpBuffer dd ? ; 数据缓冲区地址
DISKIO ENDS
在写操作下，需要“锁定”驱动器。DOS INT21 440DH的4AH/6AH功能可实现逻辑驱动器的加锁/解锁。其入口参数为：
AX -- 功能号440DH
BH -- 锁的级别，0-3级，直接写扇区用1
BL -- 驱动器号: 1=A:, 2=B:, 3=C:, ...
CH -- 0x08
CL -- 0x4A
DX -- 0
AX -- 功能号440DH
BL -- 驱动器号: 1=A:, 2=B:, 3=C:, ...
CH -- 0x08
CL -- 0x6A
以上两个调用，若调用成功，清除C标志；否则设置C标志。
通过IOCTL码VWIN32_DIOC_DOS_DRIVEINFO等调用上述中断。实现绝对磁盘读写的关键代码如下：
// INT21的IOCTL码
#define VWIN32_DIOC_DOS_IOCTL 1
#define VWIN32_DIOC_DOS_DRIVEINFO 6
// 寄存器组
typedef struct _DIOC_REGISTERS {
DWORD reg_EBX;
DWORD reg_EDX;
DWORD reg_ECX;
DWORD reg_EAX;
DWORD reg_EDI;
DWORD reg_ESI;
DWORD reg_Flags;
} DIOC_REGISTERS, *PDIOC_REGISTERS;
// IO参数(注意字节对齐方式)
#pragma pack(1)
typedef struct _DISKIO {
DWORD dwStartSector; // 起始扇区
WORD wSectors; // 扇区数
void* pBuffer; // 缓冲区指针
} DISKIO, *PDISKIO;
#pragma pack()
BOOL AbsDiskRead(
BYTE nDiskNumber, // 盘号, 1=A:, 2=B:, 3= C:, ...
DWORD dwStartSector, // 起始扇区
WORD wSectors, // 扇区数
void* pBuffer) // 数据缓冲区指针
{
HANDLE hDevice;
DIOC_REGISTERS regs;
DISKIO dio;
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;
// 打开设备，获得VxD句柄
hDevice = CreateFile("////.//vwin32", // 设备路径
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 读写方式
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // 共享方式
NULL, // 默认的安全描述符
OPEN_EXISTING, // 创建方式
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, // 文件属性
NULL); // 不需参照模板文件
if(hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return FALSE;
}
// 填充DISKIO参数结构
dio.dwStartSector = dwStartSector;
dio.wSectors = wSectors;
dio.pBuffer = pBuffer;
// 填充寄存器组--中断入口参数
memset(®s, 0, sizeof(DIOC_REGISTERS));
regs.reg_EAX = 0x7305; // AX=0x7305
regs.reg_EBX = (DWORD)&dio; // EBX=DS:BX=参数指针
regs.reg_ECX = 0xffff; // CX=-1
regs.reg_EDX = nDiskNumber; // DL=盘号
regs.reg_ESI = 0; // SI=0 -- 读操作
// 用VWIN32_DIOC_DOS_DRIVEINFO读磁盘
dwOutBytes = 0;
bResult = DeviceIoControl(hDevice, // 设备句柄
VWIN32_DIOC_DOS_DRIVEINFO, // INT21
®s, sizeof(regs), // 输出数据缓冲区与长度
®s, sizeof(regs), // 输出数据缓冲区与长度
&dwOutBytes, // 输出数据长度
NULL); // 用同步I/O
// 确定DeviceIoControl与INT21都无错误
bResult = bResult && !(regs.reg_Flags & 1);
CloseHandle(hDevice);
return bResult;
}
BOOL AbsDiskWrite(
BYTE nDiskNumber, // 盘号, 1=A:, 2=B:, 3= C:, ...
DWORD dwStartSector, // 起始扇区
WORD wSectors, // 扇区数
void* pBuffer) // 数据缓冲区指针
{
HANDLE hDevice;
DIOC_REGISTERS regs;
DISKIO dio;
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;
// 打开设备，获得VxD句柄
hDevice = CreateFile("////.//vwin32", // 设备路径
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 读写方式
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // 共享方式
NULL, // 默认的安全描述符
OPEN_EXISTING, // 创建方式
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, // 文件属性
NULL); // 不需参照模板文件
if(hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return FALSE;
}
// 填充DISKIO参数结构
dio.dwStartSector = dwStartSector;
dio.wSectors = wSectors;
dio.pBuffer = pBuffer;
// 填充寄存器组--中断入口参数
memset(®s, 0, sizeof(DIOC_REGISTERS));
regs.reg_EAX = 0x7305; // AX=0x7305
regs.reg_EBX = (DWORD)&dio; // EBX=DS:BX=参数指针
regs.reg_ECX = 0xffff; // CX=-1
regs.reg_EDX = nDiskNumber; // DL=盘号
regs.reg_ESI = 0x6001; // SI=0x6001 -- 普通写操作
// 用VWIN32_DIOC_DOS_DRIVEINFO写磁盘
dwOutBytes = 0;
bResult = DeviceIoControl(hDevice, // 设备句柄
VWIN32_DIOC_DOS_DRIVEINFO, // INT21
®s, sizeof(regs), // 输出数据缓冲区与长度
®s, sizeof(regs), // 输出数据缓冲区与长度
&dwOutBytes, // 输出数据长度
NULL); // 用同步I/O
// 确定DeviceIoControl与INT21都无错误
bResult = bResult && !(regs.reg_Flags & 1);
CloseHandle(hDevice);
return bResult;
}
BOOL LockVolume(
BYTE nDiskNumber) // 盘号, 1=A:, 2=B:, 3=C:, ...
{
HANDLE hDevice;
DIOC_REGISTERS regs;
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;
// 打开设备，获得VxD句柄
hDevice = CreateFile("////.//vwin32", // 设备路径
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 读写方式
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // 共享方式
NULL, // 默认的安全描述符
OPEN_EXISTING, // 创建方式
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, // 文件属性
NULL); // 不需参照模板文件
if(hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return FALSE;
}
// 填充寄存器组--中断入口参数
memset(®s, 0, sizeof(DIOC_REGISTERS));
regs.reg_EAX = 0x440D; // AX=0x440D
regs.reg_EBX = 0x0100 | nDiskNumber; // BH=锁的级别，BL=盘号
regs.reg_ECX = 0x084A;
regs.reg_EDX = 0;
// 用VWIN32_DIOC_DOS_DRIVEINFO读磁盘
dwOutBytes = 0;
bResult = DeviceIoControl(hDevice, // 设备句柄
VWIN32_DIOC_DOS_IOCTL, // INT21
®s, sizeof(regs), // 输入数据缓冲区与长度
®s, sizeof(regs), // 输出数据缓冲区与长度
&dwOutBytes, // 输出数据长度
NULL); // 用同步I/O
// 确定DeviceIoControl与INT21都无错误
bResult = bResult && !(regs.reg_Flags & 1);
CloseHandle(hDevice);
return bResult;
}
BOOL UnlockVolume(
BYTE nDiskNumber) // 盘号, 1=A:, 2=B:, 3=C:, ...
{
HANDLE hDevice;
DIOC_REGISTERS regs;
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;
// 打开设备，获得VxD句柄
hDevice = CreateFile("////.//vwin32", // 设备路径
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 读写方式
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // 共享方式
NULL, // 默认的安全描述符
OPEN_EXISTING, // 创建方式
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, // 文件属性
NULL); // 不需参照模板文件
if(hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return FALSE;
}
// 填充寄存器组--中断入口参数
memset(®s, 0, sizeof(DIOC_REGISTERS));
regs.reg_EAX = 0x440D; // AX=0x440D
regs.reg_EBX = nDiskNumber; // BL=盘号
regs.reg_ECX = 0x086A;
// 用VWIN32_DIOC_DOS_DRIVEINFO读磁盘
dwOutBytes = 0;
bResult = DeviceIoControl(hDevice, // 设备句柄
VWIN32_DIOC_DOS_IOCTL, // INT21
®s, sizeof(regs), // 输入数据缓冲区与长度
®s, sizeof(regs), // 输出数据缓冲区与长度
&dwOutBytes, // 输出数据长度
NULL); // 用同步I/O
// 确定DeviceIoControl与INT21都无错误
bResult = bResult && !(regs.reg_Flags & 1);
CloseHandle(hDevice);
return bResult;
}
下面的例子，从A盘的0扇区开始，读取10个扇区的数据，并保存在文件中：
unsigned char buf[512 * 10];
if (AbsDiskRead(1, 0, 10, buf))
{
FILE* fp = fopen("a.dat", "w+b");
fwrite(buf, 512, 10, fp);
fclose(fp);
}
下面的例子，读取D驱动器的第8888扇区，然后写回去：
unsigned char buf[512];
LockVolume(4);
if (AbsDiskRead(4, 8888, 1, buf))
{
... ...
if (AbsDiskWrite(4, 8888, 1, buf))
{
... ...
}
}
UnlockVolume(4);
在写方式下，SI寄存器的位0设置为1，位15-13在磁盘的不同区域需要有不同的值：
| Bit 15 | Bit 14 | Bit 13 | Description |
| 0 | 0 | 0 | Other/Unknown. |
| 0 | 0 | 1 | FAT data. |
| 0 | 1 | 0 | Directory data. |
| 0 | 1 | 1 | Normal file data. |
| 1 | 0 | 0 | Reserved. |
如果不按照上述值操作，尽管能够写成功，但系统无法自动完成相关功能，可能会导致FAT数据备份、驱动器数据压缩等方面的问题。
[相关资源]