windows的磁盘操作之二——初始化磁盘

墨蓝 2022-05-10 12:26 224阅读 0赞

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上一节中我们介绍了一些基本概念和主要的API，本节开始我们将列举并分析一些实例。本文中的所有代码我都在vs2008下测试过，读者只需要替换少量的宏定义即可编译执行。

面对一块新的磁盘，我们首先要做的就是对其初始化。在系统中通过windows的磁盘管理完成这一点非常容易，但在程序中实现略微复杂。本节的示例代码对一块新硬盘初始化，并在上面创建分区。

代码如下：

/\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*

\* Function: initialize the disk and create partitions

\* input: disk, disk name

\*        parNum, partition number

\* output: N/A

\* return: Succeed, 0

\*         Fail, -1

\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*/

DWORD CreateDisk(DWORD disk, WORD partNum)

HANDLE hDevice;               // handle to the drive to be examined

BOOL result;                  // results flag

DWORD readed;                 // discard results

DWORD ret;

WORD i;

CHAR diskPath\[DISK\_PATH\_LEN\];

DISK\_GEOMETRY pdg;

DWORD sectorSize;

DWORD signature;

LARGE\_INTEGER diskSize;

LARGE\_INTEGER partSize;

BYTE actualPartNum;

DWORD layoutStructSize;

DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_EX \*dl;

CREATE\_DISK newDisk;

sprintf(diskPath, "\\\\\\\\.\\\\PhysicalDrive%d", disk);

actualPartNum = 4;

if (partNum > actualPartNum)

return (WORD)-1;

hDevice = CreateFile(

diskPath,

GENERIC\_READ|GENERIC\_WRITE,

FILE\_SHARE\_READ|FILE\_SHARE\_WRITE,

NULL,           //default security attributes

OPEN\_EXISTING, // disposition

0,              // file attributes

NULL

);

if (hDevice == INVALID\_HANDLE\_VALUE) // cannot open the drive

fprintf(stderr, "CreateFile() Error: %ld\\n", GetLastError());

return DWORD(-1);

// Create primary partition MBR

newDisk.PartitionStyle = PARTITION\_STYLE\_MBR;

signature = (DWORD)time(NULL);     //get signature from current time

newDisk.Mbr.Signature = signature;

result = DeviceIoControl(

hDevice,

IOCTL\_DISK\_CREATE\_DISK,

&newDisk,

sizeof(CREATE\_DISK),

NULL,

&readed,

NULL

);

if (!result)

fprintf(stderr, "IOCTL\_DISK\_CREATE\_DISK Error: %ld\\n", GetLastError());

(void)CloseHandle(hDevice);

return DWORD(-1);

//fresh the partition table

result = DeviceIoControl(

hDevice,

IOCTL\_DISK\_UPDATE\_PROPERTIES,

NULL,

&readed,

NULL

);

if (!result)

fprintf(stderr, "IOCTL\_DISK\_UPDATE\_PROPERTIES Error: %ld\\n", GetLastError());

(void)CloseHandle(hDevice);

return DWORD(-1);

//Now create the partitions

ret = GetDriveGeometry(diskPath, &pdg);

if ((DWORD)-1 == ret)

return ret;

sectorSize = pdg.BytesPerSector;

diskSize.QuadPart = pdg.Cylinders.QuadPart \* pdg.TracksPerCylinder \*

pdg.SectorsPerTrack \* pdg.BytesPerSector;       //calculate the disk size;

partSize.QuadPart = diskSize.QuadPart / partNum;

layoutStructSize = sizeof(DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_EX) + (actualPartNum - 1) \* sizeof(PARTITION\_INFORMATION\_EX);

dl = (DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_EX\*)malloc(layoutStructSize);

if (NULL == dl)

(void)CloseHandle(hDevice);

return (WORD)-1;

dl->PartitionStyle = (DWORD)PARTITION\_STYLE\_MBR;

dl->PartitionCount = actualPartNum;

dl->Mbr.Signature = signature;

//clear the unused partitions

for (i = 0; i < actualPartNum; i++)\{

dl->PartitionEntry\[i\].RewritePartition = 1;

dl->PartitionEntry\[i\].Mbr.PartitionType = PARTITION\_ENTRY\_UNUSED;

//set the profile of the partitions

for (i = 0; i < partNum; i++)\{

dl->PartitionEntry\[i\].PartitionStyle = PARTITION\_STYLE\_MBR;

dl->PartitionEntry\[i\].StartingOffset.QuadPart =

(partSize.QuadPart \* i) + ((LONGLONG)(pdg.SectorsPerTrack) \* (LONGLONG)(pdg.BytesPerSector));   //32256

dl->PartitionEntry\[i\].PartitionLength.QuadPart = partSize.QuadPart;

dl->PartitionEntry\[i\].PartitionNumber = i + 1;

dl->PartitionEntry\[i\].RewritePartition = TRUE;

dl->PartitionEntry\[i\].Mbr.PartitionType = PARTITION\_IFS;

dl->PartitionEntry\[i\].Mbr.BootIndicator = FALSE;

dl->PartitionEntry\[i\].Mbr.RecognizedPartition = TRUE;

dl->PartitionEntry\[i\].Mbr.HiddenSectors =

pdg.SectorsPerTrack + (DWORD)((partSize.QuadPart / sectorSize) \* i);

//execute the layout

result = DeviceIoControl(

hDevice,

IOCTL\_DISK\_SET\_DRIVE\_LAYOUT\_EX,

dl,

layoutStructSize,

NULL,

&readed,

NULL

);

if (!result)

fprintf(stderr, "IOCTL\_DISK\_SET\_DRIVE\_LAYOUT\_EX Error: %ld\\n", GetLastError());

free(dl);

(void)CloseHandle(hDevice);

return DWORD(-1);

//fresh the partition table

result = DeviceIoControl(

hDevice,

IOCTL\_DISK\_UPDATE\_PROPERTIES,

NULL,

&readed,

NULL

);

if (!result)

fprintf(stderr, "IOCTL\_DISK\_UPDATE\_PROPERTIES Error: %ld\\n", GetLastError());

free(dl);

(void)CloseHandle(hDevice);

return DWORD(-1);

free(dl);

(void)CloseHandle(hDevice);

Sleep(3000);            //wait the operations take effect

return 0;

函数CreateDisk包含两个参数，

DWORD disk 填入物理驱动器号，参见第一节。

WORD partNum 表示需要创建的分区数，partNum <= 4。

函数的执行流程解释如下：

/\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*初始化磁盘\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*/

1． 根据disk创建设备名称，\\\\\\\\.\\\\PhysicalDriveX，这里由于要转义，所以”\\”都写为”\\\\”。

2． 调用CreateFile打开设备文件，并获得句柄。

3． 用操作码IOCTL\_DISK\_CREATE\_DISK调用DeviceIoControl函数，初始化磁盘并创建分区表。

使用IOCTL\_DISK\_CREATE\_DISK操作码时，lpInBuffer要填入一个CREATE\_DISK结构参数，其中包括分区表类型和磁盘签名等参数，详见MSDN。本例中创建MBR分区表，签名由当前时间产生。

4． 刷新分区表。注意，程序中任何时候对磁盘的分区信息进行了修改都需要调用操作码为IOCTL\_DISK\_UPDATE\_PROPERTIES的DeviceIoControl函数来刷新分区表，是操作切实生效。

/\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*创建分区\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*/

5． 调用GetDriveGeometry获取磁盘信息（GetDriveGeometry参见上一节[http://cutebunny.blog.51cto.com/301216/624027][http_cutebunny.blog.51cto.com_301216_624027]）。由于创建分区时要填入分区大小信息，我们此处先计算磁盘总大小，然后除以partNum将字节数平均分配到各个分区。

6． 分配DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_EX结构体空间。我们通过在这个结构体中填入数据来指定如何对硬盘进行分区。结构体定义如下

typedef struct \_DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_EX \{

DWORD PartitionStyle;

DWORD PartitionCount;

union \{

DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_MBR Mbr;

DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_GPT Gpt;

\};

PARTITION\_INFORMATION\_EX PartitionEntry\[1\];

\} DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_EX,

\*PDRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_EX;

其中PartitionCount为4的倍数，为简化处理，我们这里定死为4。

另外还要注意PARTITION\_INFORMATION\_EX型的数组PartitionEntry\[1\]。虽然结构体中只定义了一个元素，但事实上必须在其后补足PartitionCount – 1个元素。所以代码中为DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_EX \*dl分配空间的时候加上了(actualPartNum - 1) \* sizeof(PARTITION\_INFORMATION\_EX)。

7． 在DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_EX结构体空间dl中填入数据。

先将所有分区都设为PARTITION\_ENTRY\_UNUSED，后面具体分配多少个分区再设置回来。

然后再循环体内对每个分区的PartitionEntry赋值，其中

StartingOffset除了跳过前面的分区已占据的空间外，还要加上63个扇区空间（32256字节）。

PartitionNumber从1开始。

Mbr.PartitionType = PARTITION\_IFS表示NTFS格式。

Mbr.HiddenSectors MSDN上说The number of hidden sectors to be allocated when the partition table is created. 我理解得不是很深刻，欢迎补充。

8． 调用操作码为IOCTL\_DISK\_SET\_DRIVE\_LAYOUT\_EX的DeviceIoControl函数执行分区，参数需要填入刚才准备好的DRIVE\_LAYOUT\_INFORMATION\_EX结构体和大小。

9． 刷新分区表，原理同4。

另外，我在函数末尾加上了Sleep(3000)。这是因为我发现创建分区操作需要一定的执行时间，如果后续紧跟着其它相关操作（例如格式化该分区）可能会产生分区不存在的错误，所以此处等待3秒确保其执行完毕。

本节涉及的类型较多，但各类型具有很强的关联性，读者可随时查阅MSDN获得更详细的说明。

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