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windows的磁盘操作之十——获取磁盘型号

2013年09月04日 ⁄ 综合 ⁄ 共 10756字 ⁄ 字号 评论关闭
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原始出处
、作者信息和本声明。否则将追究法律责任。http://cutebunny.blog.51cto.com/301216/704266

我们在第七节http://cutebunny.blog.51cto.com/301216/625577中探讨了如何获取系统中所有磁盘的磁盘号。但是在很多情况下,仅仅是磁盘号并不能满足我们的需求,我们希望在应用程序界面上显示更详细的磁盘信息。通过前面几节的方法,我们已经可以获得许多磁盘信息,例如磁盘大小,柱面,扇区,分区等等。但是如下图所示,我们在设备管理器中看到的“WDC
WD1600AAJS-08B4A0这种更为人性化的磁盘类型描述,至今为止我们还没有办法获得。本节就来解决这个问题。

 
提前声明,本节涉及一些ATA/APAPI内容,我本人理解的不是十分透彻,在网上搜集了很多相关资料才调通了后面示例中的代码。如有不正确之处欢迎大家指教。
对于类似于“WDC WD1600AAJS-08B4A0的磁盘型号描述,下文中称为model number微软在VC/MFC环境中没有开放获取的方法。所以我们要用到ATA/APAPIIDENTIFY
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。
首先介绍几个新的DeviceIoControl的控制码和相关数据结构。
1.      
控制码SMART_GET_VERSION
控制码SMART_GET_VERSIONMSDN中的描述如下,
Operation
Returns version information, a capabilities mask, and a bitmask for the device. This IOCTL must be handled by drivers that support Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology (SMART).
好,我们要的就是这个bitmask,它是我们后面完成任务的关键参数。
而这个bitmask是结构体GETVERSIONINPARAMS的成员,此结构体是作为控制码为SMART_GET_VERSIONDeviceIoControl()函数的输出参数的。定义如下:
typedef struct _GETVERSIONINPARAMS {
  UCHAR  bVersion;
  UCHAR  bRevision;
  UCHAR  bReserved;
  UCHAR  bIDEDeviceMap;
  ULONG  fCapabilities;
  ULONG  dwReserved[4];
} GETVERSIONINPARAMS, *PGETVERSIONINPARAMS, *LPGETVERSIONINPARAMS;
其中UCHAR  bIDEDeviceMap就是我们所要的bitmask,具体定义为
bIDEDeviceMap
Contains the bitmap. The following table explains the meaning of the bitmap:

Bitmap Flags
Meaning
Bit 0 is set to 1.
The device is an IDE drive, and it is the master device on the primary channel.
Bit 1 is set to 1.
The device is an IDE drive, and it is the slave device on the primary channel.
Bit 2 is set to 1.
The device is an IDE drive, and it is the master device on the secondary channel.
Bit 3 is set to 1.
The device is an IDE drive, and it is the slave device on the secondary channel.
Bit 4 is set to 1.
The device is an ATAPI drive, and it is the master device on the primary channel.
Bit 5 is set to 1.
The device is an ATAPI drive, and it is the slave device on the primary channel.
Bit 6 is set to 1.
The device is an ATAPI drive, and it is the master device on the secondary channel.
Bit 7 is set to 1.
The device is an ATAPI drive, and it is the slave device on the secondary channel.
从这里可以看出,这个关键的参数事实上表明了驱动器类型和所在的channel
 
2.      
控制码SMART_RCV_DRIVE_DATA
使用控制码SMART_RCV_DRIVE_DATADeviceIoControl()函数的输入输出参数分别为SENDCMDINPARAMSSENDCMDOUTPARAMS。我们在输入参数SENDCMDINPARAMS中填入合适的信息,包括刚才那个关键的bitmask,就能在输出参数SENDCMDOUTPARAMS中拿到我们需要的model
numberSENDCMDOUTPARAMS结构定义如下,
typedef struct _SENDCMDOUTPARAMS {
  ULONG  cBufferSize;
  DRIVERSTATUS  DriverStatus;
  UCHAR  bBuffer[1];
} SENDCMDOUTPARAMS, *PSENDCMDOUTPARAMS, *LPSENDCMDOUTPARAMS;
model number就存在于bBuffer中,bBuffer的格式需要依据ATA/ATAPI中的定义解析:
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;
 
由此可知,512字节的bBuffer中,27~46字节即为我们所需的model number。经过一定的字节序转换后大功告成。
实现代码如下:
const WORD IDE_ATAPI_IDENTIFY = 0xA1;   //
读取ATAPI设备的命令
const WORD IDE_ATA_IDENTIFY   = 0xEC;   //
读取ATA设备的命令
 
DWORD GetDiskModelNumber(DWORD driver, CHAR *modelNumber)
{
    CHAR sFilePath[DISK_PATH_LEN];
    BOOL result;                 // results flag
    DWORD readed;                   // discard results
    HANDLE hDevice;
    WORD i;
   
       sprintf(sFilePath, "\\\\.\\PHYSICALDRIVE%d", driver);
    hDevice = CreateFile(
                    sFilePath, // drive to open
                    GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,     // access to the drive
                    FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, //share mode
                    NULL,             // default security attributes
                    OPEN_EXISTING,    // disposition
                    0,                // file attributes
                    NULL            // do not copy file attribute
                    );
    if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
    {
        fprintf(stderr, "CreateFile() Error: %ld\n", GetLastError());
        return (DWORD)-1;
    }
 
    GETVERSIONINPARAMS gvopVersionParams;
    result = DeviceIoControl(
                    hDevice,
                                   SMART_GET_VERSION,
                                   NULL,
                                   0,
                                   &gvopVersionParams,
                                   sizeof(gvopVersionParams),
                                   &readed,
                                   NULL);
    if (!result)        //fail
    {
        fprintf(stderr, "SMART_GET_VERSION Error: %ld\n", GetLastError());
        (void)CloseHandle(hDevice);
        return (DWORD)-1;
    }
 
    if(0 == gvopVersionParams.bIDEDeviceMap)
    {
        return (DWORD)-1;
    }
 
    // IDE or ATAPI IDENTIFY cmd
    BYTE btIDCmd;
    SENDCMDINPARAMS inParams;
    BYTE nDrive =0;
    btIDCmd = (gvopVersionParams.bIDEDeviceMap >> nDrive & 0x10) ? IDE_ATAPI_IDENTIFY : IDE_ATA_IDENTIFY;
 
    // output structure
    BYTE outParams[sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) + IDENTIFY_BUFFER_SIZE - 1];   // + 512 - 1
 
    //fill in the input buffer
    inParams.cBufferSize = 0;           //or IDENTIFY_BUFFER_SIZE ?
    inParams.irDriveRegs.bFeaturesReg = READ_ATTRIBUTES;
    inParams.irDriveRegs.bSectorCountReg = 1;
    inParams.irDriveRegs.bSectorNumberReg = 1;
    inParams.irDriveRegs.bCylLowReg = 0;
    inParams.irDriveRegs.bCylHighReg = 0;
 
    inParams.irDriveRegs.bDriveHeadReg = (nDrive & 1) ? 0xB0 : 0xA0;
    inParams.irDriveRegs.bCommandReg = btIDCmd;
    //inParams.bDriveNumber = nDrive;
 
    //get the attributes
    result = DeviceIoControl(
                    hDevice,
                    SMART_RCV_DRIVE_DATA,
                    &inParams,
                    sizeof(SENDCMDINPARAMS) - 1,
                    outParams,
                    sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) + IDENTIFY_BUFFER_SIZE - 1,
                    &readed,
                    NULL);
    if (!result)        //fail
    {
       fprintf(stderr, "SMART_RCV_DRIVE_DATA Error: %ld\n", GetLastError());
       (void)CloseHandle(hDevice);
       return (DWORD)-1;
    }
 
    (void)CloseHandle(hDevice);
 
    DWORD dwDiskData[IDENTIFY_BUFFER_SIZE / 2];
    WORD *pIDSector; // 对应结构IDSECTOR,见头文件
    pIDSector = (WORD *)(((SENDCMDOUTPARAMS*)outParams)->bBuffer);      //lint !e826
    for(i = 0; i < IDENTIFY_BUFFER_SIZE / 2; i++)
    {
        dwDiskData[i] = pIDSector[i];       //lint !e662 !e661
    }
 
    // get model number
    memset(modelNumber, 0, DISK_INFO_BUF_LEN);
    strcpy(modelNumber, ConvertSENDCMDOUTPARAMSBufferToString(dwDiskData, 27, 46));
 
    return 0;
}
代码分析:
1.      
老套路,通过CreateFile()打开设备。
2.      
调用控制码为SMART_GET_VERSIONDeviceIoControl()函数获得输出结构GETVERSIONINPARAMS gvopVersionParams
3.      
通过检测gvopVersionParams.bIDEDeviceMap来确定设备类型,并记录在btIDCmd中。
4.      
填充SENDCMDINPARAMS inParams参数,注意将第3步得到的btIDCmd赋值给inParams.irDriveRegs.bCommandReg
5.      
调用控制码为SMART_RCV_DRIVE_DATADeviceIoControl()函数,其输入参数为第4步准备好的inParams,得到输出参数outParams
6.      
解析outParams->bBuffer27~46字节,得到所需的model number
 
解析outParams->bBuffer时,因为ATA/ATAPI中的WORDWindows采用的字节顺序相反,所以需要将字符串中的字符两两颠倒,函数如下,
CHAR *ConvertSENDCMDOUTPARAMSBufferToString(const DWORD *dwDiskData, DWORD nFirstIndex, DWORD nLastIndex)
{
       static CHAR szResBuf[IDENTIFY_BUFFER_SIZE];     //512
       DWORD nIndex = 0;
       DWORD nPosition = 0;
 
       for (nIndex = nFirstIndex; nIndex <= nLastIndex; nIndex++)
       {
        // get high byte
              szResBuf[nPosition] = (CHAR)(dwDiskData[nIndex] >> 8);
              nPosition++;
 
              // get low byte
              szResBuf[nPosition] = (CHAR)(dwDiskData[nIndex] & 0xff);
              nPosition++;
       }
 
       // End the string
       szResBuf[nPosition] = '\0';
 
       return szResBuf;
}

 

 

 

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