實戰DeviceIoControl 之一:通過API訪問設備驅動程序

Q 在NT/2000/XP中,我想用VC編寫應用程序訪問硬件設備,如獲取磁盤參數、讀寫絕對扇區數據、測試光驅實際速度等,該從哪裏入手呢?

A 在NT/2000/XP中,應用程序可以通過API函數DeviceIoControl來實現對設備的訪問—獲取信息,發送命令,交換數據等。利用該接口函數向指定的設備驅動發送正確的控制碼及數據,然後分析它的響應,就可以達到我們的目的。

DeviceIoControl的函數原型爲

BOOL DeviceIoControl(
    HANDLE hDevice,              // 設備句柄
    DWORD dwIoControlCode,       // 控制碼
    LPVOID lpInBuffer,           // 輸入數據緩衝區指針
    DWORD nInBufferSize,         // 輸入數據緩衝區長度
    LPVOID lpOutBuffer,          // 輸出數據緩衝區指針
    DWORD nOutBufferSize,        // 輸出數據緩衝區長度
    LPDWORD lpBytesReturned,     // 輸出數據實際長度單元長度
    LPOVERLAPPED lpOverlapped    // 重疊操作結構指針
);

設備句柄用來標識你所訪問的設備。

發送不同的控制碼,可以調用設備驅動程序的不同類型的功能。在頭文件winioctl.h中,預定義的標準設備控制碼,都以IOCTL或FSCTL開頭。例如,IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY是對物理驅動器取結構參數(介質類型、柱面數、每柱面磁道數、每磁道扇區數等)的控制碼,FSCTL_LOCK_VOLUME是對邏輯驅動器的卷加鎖的控制碼。

輸入輸出數據緩衝區是否需要,是何種結構,以及佔多少字節空間,完全由不同設備的不同操作類型決定。在頭文件winioctl.h中,已經爲標準設備預定義了一些輸入輸出數據結構。重疊操作結構指針設置爲NULL,DeviceIoControl將進行阻塞調用;否則,應在編程時按異步操作設計。

Q 設備句柄是從哪裏獲得的?

A 設備句柄可以用API函數CreateFile獲得。它的原型爲

HANDLE CreateFile(
    LPCTSTR lpFileName,                         // 文件名/設備路徑
    DWORD dwDesiredAccess,                      // 訪問方式
    DWORD dwShareMode,                          // 共享方式
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, // 安全描述符指針
    DWORD dwCreationDisposition,                // 創建方式
    DWORD dwFlagsAndAttributes,                 // 文件屬性及標誌
    HANDLE hTemplateFile                        // 模板文件的句柄
);

CreateFile這個函數用處很多,這裏我們用它“打開”設備驅動程序,得到設備的句柄。操作完成後用CloseHandle關閉設備句柄。

與普通文件名有所不同,設備驅動的“文件名”(常稱爲“設備路徑”)形式固定爲“//./DeviceName”(注意在C程序中該字符串寫法爲“////.//DeviceName”),DeviceName必須與設備驅動程序內定義的設備名稱一致。

一般地,調用CreateFile獲得設備句柄時,訪問方式參數設置爲0或GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,共享方式參數設置爲FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,創建方式參數設置爲OPEN_EXISTING,其它參數設置爲0或NULL。

Q 可是,我怎麼知道設備名稱是什麼呢?

A 一些存儲設備的名稱是微軟定義好的,不可能有什麼變化。大體列出如下

軟盤驅動器 A:, B:
硬盤邏輯分區 C:, D:, E:, ...
物理驅動器 PHYSICALDRIVEx
CD-ROM, DVD/ROM CDROMx
磁帶機 TAPEx

其中,物理驅動器不包括軟驅和光驅。邏輯驅動器可以是IDE/SCSI/PCMCIA/USB接口的硬盤分區(卷)、光驅、MO、CF卡等,甚至是虛擬盤。x=0,1,2 ……

其它的設備名稱需通過驅動接口的GUID調用設備管理函數族取得,這裏暫不討論。

Q 請舉一個簡單的例子說明如何通過DeviceIoControl訪問設備驅動程序。

A 這裏有一個從MSDN上摘抄來的demo程序,演示在NT/2000/XP中如何通過DeviceIoControl獲取硬盤的基本參數。

/* 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 如果將設備名換成“A:”就可以取A盤參數,換成“CDROM0”就可以取CDROM參數,是這樣嗎?

A 這個問題暫不做回答。請動手試一下。

現在我們總結一下通過DeviceIoControl訪問設備驅動程序的“三步曲”:首先用CreateFile取得設備句柄,然後用DeviceIoControl與設備進行I/O,最後別忘記用CloseHandle關閉設備句柄。

[相關資源]

bhw98的專欄:http://www.csdn.net/develop/author/netauthor/bhw98/

首次發佈:2003-02-16
最後修訂:2003-05-20

 


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