实战DeviceIoControl 之一:通过API访问设备驱动程序-阿里云开发者社区

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实战DeviceIoControl 之一:通过API访问设备驱动程序

简介: <p>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? </p> <p>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
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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\n", pdg.Cylinders);
        printf("Tracks per cylinder = %ld\n", (ULONG) pdg.TracksPerCylinder);
        printf("Sectors per track = %ld\n", (ULONG) pdg.SectorsPerTrack);
        printf("Bytes per sector = %ld\n", (ULONG) pdg.BytesPerSector);
 
        DiskSize = pdg.Cylinders.QuadPart * (ULONG)pdg.TracksPerCylinder *
            (ULONG)pdg.SectorsPerTrack * (ULONG)pdg.BytesPerSector;
        printf("Disk size = %I64d (Bytes) = %I64d (Mb)\n", DiskSize,
            DiskSize / (1024 * 1024));
    }
    else
    {
        printf("GetDriveGeometry failed. Error %ld.\n", 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。

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