windows的磁盘操作之十——获取磁盘型号

绝地灬酷狼 2022-05-11 11:22 577阅读 0赞

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我们在第七节[http://cutebunny.blog.51cto.com/301216/625577][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/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。

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\_VERSION在MSDN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\_VERSION的DeviceIoControl()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:

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#cccccc;border-color:#ffffff;width:157px;"> Bitmap Flags </td> 
 <td style="background-color:#cccccc;border-color:#ffffff;width:549px;"> Meaning </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:157px;"> Bit 0 is set to 1. </td> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:549px;"> The device is an IDE drive, and it is the master device on the primary channel. </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:157px;"> Bit 1 is set to 1. </td> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:549px;"> The device is an IDE drive, and it is the slave device on the primary channel. </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:157px;"> Bit 2 is set to 1. </td> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:549px;"> The device is an IDE drive, and it is the master device on the secondary channel. </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:157px;"> Bit 3 is set to 1. </td> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:549px;"> The device is an IDE drive, and it is the slave device on the secondary channel. </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:157px;"> Bit 4 is set to 1. </td> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:549px;"> The device is an ATAPI drive, and it is the master device on the primary channel. </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:157px;"> Bit 5 is set to 1. </td> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:549px;"> The device is an ATAPI drive, and it is the slave device on the primary channel. </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:157px;"> Bit 6 is set to 1. </td> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:549px;"> The device is an ATAPI drive, and it is the master device on the secondary channel. </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:157px;"> Bit 7 is set to 1. </td> 
 <td style="background-color:#FFFFFF;border-color:#ffffff;width:549px;"> The device is an ATAPI drive, and it is the slave device on the secondary channel. </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

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\_DATA的DeviceIoControl()函数的输入输出参数分别为SENDCMDINPARAMS和SENDCMDOUTPARAMS。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 number。SENDCMDOUTPARAMS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,

&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\_VERSION的DeviceIoControl()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\_DATA的DeviceIoControl()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->bBuffer的27~46字节，得到所需的model number。

解析outParams->bBuffer时，因为ATA/ATAPI中的WORD与Windows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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