實戰DeviceIoControl 之三：製作磁盤鏡像文件

Q DOS命令DISKCOPY給我很深的印象，現在也有許多“克隆”軟件，可以對磁盤進行全盤複製。我想，要製作磁盤鏡像文件，DeviceIoControl應該很有用武之地吧？

A 是的。這裏舉一個製作軟盤鏡像文件，功能類似於“DISKCOPY”的例子。

本例實現其功能的核心代碼如下：

// 打開磁盤
HANDLE OpenDisk(LPCTSTR filename)
{
    HANDLE hDisk;
  
    // 打開設備
    hDisk = ::CreateFile(filename,           // 文件名
        GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,        // 讀寫方式
        FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,  // 共享方式
        NULL,                                // 默認的安全描述符
        OPEN_EXISTING,                       // 創建方式
        0,                                   // 不需設置文件屬性
        NULL);                               // 不需參照模板文件
  
    return hDisk;
}
  
// 獲取磁盤參數
BOOL GetDiskGeometry(HANDLE hDisk, PDISK_GEOMETRY lpGeometry)
{
    DWORD dwOutBytes;
    BOOL bResult;
  
    // 用IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY取磁盤參數
    bResult = ::DeviceIoControl(hDisk,        // 設備句柄
        IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY,        // 取磁盤參數
        NULL, 0,                              // 不需要輸入數據
        lpGeometry, sizeof(DISK_GEOMETRY),    // 輸出數據緩衝區
        &dwOutBytes,                          // 輸出數據長度
        (LPOVERLAPPED)NULL);                  // 用同步I/O
  
    return bResult;
}
  
// 從指定磁道開始讀磁盤
BOOL ReadTracks(HANDLE hDisk, PDISK_GEOMETRY lpGeometry, LPVOID pBuf, DWORD dwStartCylinder, DWORD dwCylinderNumber)
{
    DWORD VirtBufSize;
    DWORD BytesRead;
  
    // 大小
    VirtBufSize =  lpGeometry->TracksPerCylinder * lpGeometry->SectorsPerTrack * lpGeometry->BytesPerSector;
  
    // 偏移
    ::SetFilePointer(hDisk, VirtBufSize*dwStartCylinder, NULL, FILE_BEGIN);
  
    return ::ReadFile(hDisk, pBuf, VirtBufSize*dwCylinderNumber, &BytesRead, NULL);
}
  
// 從指定磁道開始寫磁盤
BOOL WriteTracks(HANDLE hDisk, PDISK_GEOMETRY lpGeometry, LPVOID pBuf, DWORD dwStartCylinder, DWORD dwCylinderNumber)
{
    DWORD VirtBufSize;
    DWORD BytesWritten;
  
    // 大小
    VirtBufSize =  lpGeometry->TracksPerCylinder * lpGeometry->SectorsPerTrack * lpGeometry->BytesPerSector;
  
    // 偏移
    ::SetFilePointer(hDisk, VirtBufSize*dwStartCylinder, NULL, FILE_BEGIN);
  
    return ::WriteFile(hDisk, pBuf, VirtBufSize*dwCylinderNumber, &BytesWritten, NULL);
}
  
// 從指定磁道開始格式化磁盤
BOOL LowLevelFormatTracks(HANDLE hDisk, PDISK_GEOMETRY lpGeometry, DWORD dwStartCylinder, DWORD dwCylinderNumber)
{
    FORMAT_PARAMETERS FormatParameters;
    PBAD_TRACK_NUMBER lpBadTrack;
    DWORD dwOutBytes;
    DWORD dwBufSize;
    BOOL bResult;
  
    FormatParameters.MediaType = lpGeometry->MediaType;
    FormatParameters.StartCylinderNumber = dwStartCylinder;
    FormatParameters.EndCylinderNumber = dwStartCylinder + dwCylinderNumber - 1;
    FormatParameters.StartHeadNumber = 0;
    FormatParameters.EndHeadNumber = lpGeometry->TracksPerCylinder - 1;
  
    dwBufSize = lpGeometry->TracksPerCylinder * sizeof(BAD_TRACK_NUMBER);
  
    lpBadTrack = (PBAD_TRACK_NUMBER) new BYTE[dwBufSize];
  
    // 用IOCTL_DISK_FORMAT_TRACKS對連續磁道進行低級格式化
    bResult = ::DeviceIoControl(hDisk,               // 設備句柄
        IOCTL_DISK_FORMAT_TRACKS,                    // 低級格式化
        &FormatParameters, sizeof(FormatParameters), // 輸入數據緩衝區
        lpBadTrack, dwBufSize,                       // 輸出數據緩衝區
        &dwOutBytes,                                 // 輸出數據長度
        (LPOVERLAPPED)NULL);                         // 用同步I/O
  
    delete lpBadTrack;
  
    return bResult;
}
  
// 將卷鎖定
BOOL LockVolume(HANDLE hDisk)
{
    DWORD dwOutBytes;
    BOOL bResult;
  
    // 用FSCTL_LOCK_VOLUME鎖卷
    bResult = ::DeviceIoControl(hDisk,        // 設備句柄
        FSCTL_LOCK_VOLUME,                    // 鎖卷
        NULL, 0,                              // 不需要輸入數據
        NULL, 0,                              // 不需要輸出數據
        &dwOutBytes,                          // 輸出數據長度
        (LPOVERLAPPED)NULL);                  // 用同步I/O
  
    return bResult;
}
  
// 將卷解鎖
BOOL UnlockVolume(HANDLE hDisk)
{
    DWORD dwOutBytes;
    BOOL bResult;
  
    // 用FSCTL_UNLOCK_VOLUME開卷鎖
    bResult = ::DeviceIoControl(hDisk,        // 設備句柄
        FSCTL_UNLOCK_VOLUME,                  // 開卷鎖
        NULL, 0,                              // 不需要輸入數據
        NULL, 0,                              // 不需要輸出數據
        &dwOutBytes,                          // 輸出數據長度
        (LPOVERLAPPED)NULL);                  // 用同步I/O
  
    return bResult;
}
  
// 將卷卸下
// 該操作使系統重新辨識磁盤，等效於重新插盤
BOOL DismountVolume(HANDLE hDisk)
{
    DWORD dwOutBytes;
    BOOL bResult;
  
    // 用FSCTL_DISMOUNT_VOLUME卸卷
    bResult = ::DeviceIoControl(hDisk,        // 設備句柄
        FSCTL_DISMOUNT_VOLUME,                // 卸卷
        NULL, 0,                              // 不需要輸入數據
        NULL, 0,                              // 不需要輸出數據
        &dwOutBytes,                          // 輸出數據長度
        (LPOVERLAPPED)NULL);                  // 用同步I/O
  
    return bResult;
}

將軟盤保存成鏡像文件的步驟簡單描述爲：
1、創建空的鏡像文件。
2、調用OpenDisk打開軟盤。成功轉3，失敗轉8。
3、調用LockVolume將卷鎖定。成功轉4，失敗轉7。
4、調用GetDiskGeometry獲取參數。成功轉5，失敗轉6。
5、將磁盤參數寫入鏡像文件作爲文件頭。調用ReadTracks按柱面讀出數據，保存在鏡像文件中。循環次數等於柱面數。
6、調用UnlockVolume將卷解鎖。
7、調用CloseDisk關閉軟盤。
8、關閉鏡像文件。

將鏡像文件載入軟盤的步驟簡單描述爲：
1、打開鏡像文件。
2、調用OpenDisk打開軟盤。成功轉3，失敗轉11。
3、調用LockVolume將卷鎖定。成功轉4，失敗轉10。
4、調用GetDiskGeometry獲取參數。成功轉5，失敗轉9。
5、從鏡像文件中讀出文件頭，判斷兩個磁盤參數是否一致。不一致轉6，否則轉7。
6、調用LowLevelFormatTracks按柱面格式化軟盤。循環次數等於柱面數。成功轉7，失敗轉8。
7、從鏡像文件中讀出數據，並調用WriteTracks按柱面寫入磁盤。循環次數等於柱面數。
8、調用DismountVolume將卷卸下。
9、調用UnlockVolume將卷解鎖。
10、調用CloseDisk關閉軟盤。
11、關閉鏡像文件。

Q 我注意到，磁盤讀寫和格式化是按柱面進行的，有什麼道理嗎？

A 沒有特別的原因，只是因爲在這個例子中可以方便地顯示處理進度。

有一點需要特別提及，按絕對地址讀寫磁盤數據時，“最小單位”是扇區，地址一定要與扇區對齊，長度也要等於扇區長度的整數倍。比如，每扇區512字節，那麼起始地址和數據長度都應能被512整除才行。

Q 我忽然產生了一個偉大的想法，用絕對地址讀寫的方式使用磁盤，包括U盤啦，MO啦，而不是用現成的文件系統，那不是可以將數據保密了嗎？

A 當然，只要你喜歡。可千萬別在你的系統盤上做試驗，否則......可別怪bhw98沒有提醒過你喔！

Q 我知道怎麼測試光驅的傳輸速度了，就用上面的方法，讀出一定長度數據，除以所需時間，應該可以吧？

A 可以。但取光盤參數時要用IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX，我們已經探討過的。

[相關資源]

本文Demo源碼：FloppyImage.zip (16KB) Microsoft的例子：vs6samples.exe (134,518KB) bhw98的專欄：http://www.csdn.net/develop/author/netauthor/bhw98/

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首次發佈：2003-02-19
最後修訂：2003-05-20