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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製碼及數據，然後分析它的響應，就可以達到我們的目的。
DeviceIoControl的函數原型為
BOOL DeviceIoControl(
HANDLE hDevice, // 設備句柄
DWORD dwIoControlCode, // 控製碼
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。
發送不同的控製碼，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製碼，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、柱麵數、每柱麵磁道數、每磁道扇區數等）的控製碼，FSCTL_LOCK_VOLUME是對邏輯驅動器的卷加鎖的控製碼。
輸入輸出數據緩衝區是否需要，是何種結構，以及占多少字節空間，完全由不同設備的不同操作類型決定。在頭文件winioctl.h中，已經為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為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。它的原型為
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”(常稱為“設備路徑”)形式固定為“\\.\DeviceName”(注意在C程序中該字符串寫法為“\\\\.\\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，訪問方式參數設置為0或GENERIC_READ|GENERIC_WRITE，共享方式參數設置為FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE，創建方式參數設置為OPEN_EXISTING，其它參數設置為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。
最後更新：2017-04-03 15:21:55