(zz)实战DeviceIoControl 系列 之四:获取硬盘的详细信息

(zz)实战DeviceIoControl 系列 之四:获取硬盘的详细信息

实战DeviceIoControl 之四:获取硬盘的详细信息

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?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: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 ];   //  特征名称超时时间 
    ULONG ControlCode;   //  控制码返回码缓冲区长度 
} 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:打开设备设备的“文件名” 
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,  //  共享方式默认的安全描述符创建方式   0,      //  不需设置文件属性不需参照模板文件向驱动发“IDENTIFY DEVICE”命令,获得设备信息设备句柄设备信息结构指针 
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 //  输出数据缓冲区输出数据长度 
  (LPOVERLAPPED)NULL);    //  用同步复制设备参数结构 
 ::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,获得设备信息设备句柄设备信息结构指针 
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
数据缓冲区输出数据长度用同步复制设备参数结构 
 ::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,必须有足够权限驱动器号(0=第一个硬盘,1=0=第二个硬盘,设备信息结构指针 
BOOL GetPhysicalDriveInfoInNT( int  nDrive, PIDINFO pIdInfo) 

 HANDLE hDevice;   
//  设备句柄返回结果文件名 
 ::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;   
//  设备句柄返回结果文件名 
 ::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,与有什么区别?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?应该没问题。但切记,要慎重慎重再慎重! 

关于权限问题,请解释一下好吗?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。

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