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获取硬盘的详细信息
发表日期:2003-03-18作者:[] 出处:  

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”

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。

<p>

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