實戰DeviceIoControl系列 之一：通過API訪問裝置驅動程式

Q：在 NT/2000/XP 中，我想用 VC 編寫應用程式訪問硬體裝置，如擷取磁碟參數、讀寫絕對扇區資料、測試光碟機實際
速度等，該從哪裡入手呢？

A：

在 NT/2000/XP 中，應用程式可以通過 API 函數 DeviceIoControl
來實現對裝置的訪問—擷取資訊，發送命令，交換資料等。利用該介面函數向指定的裝置驅動發送正確的控制碼及資料，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, // 裝置控制代碼
                     DWORD dwIoControlCode, // 控制碼
                     LPVOID lpInBuffer, // 輸入資料緩衝區指標
                     DWORD nInBufferSize, // 輸入資料緩衝區長度
                     LPVOID lpOutBuffer, // 輸出資料緩衝區指標
                     DWORD nOutBufferSize, // 輸出資料緩衝區長度
                     LPDWORD lpBytesReturned, // 輸出資料實際長度單元長度
                     LPOVERLAPPED lpOverlapped // 重疊操作結構指標
                     );



　　裝置控制代碼用來標識你所訪問的裝置。

　　
發送不同的控制碼，可以調用裝置驅動程式的不同類型的功能。在標頭檔winioctl.h 中，預定義的標準裝置控制碼，都以
IOCTL 或 FSCTL 開頭。例如，IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY
是對物理磁碟機取結構參數（介質類型、柱面數、每柱面磁軌數、每磁軌扇區數等）的控制碼，FSCTL_LOCK_VOLUME
是對邏輯磁碟機的卷加鎖的控制碼。

　　輸入輸出資料緩衝區是否需要，是何種結構，以及佔多少位元組空間，完全由不同裝置的不同操作類型決定。在標頭檔 winioctl.h 中，已經為標準裝置預定義了一些輸入輸出資料結構。重疊操作結構指標設定
為 NULL，DeviceIoControl 將進行阻塞調用；否則，應在編程時按非同步作業設計。

 

Q： 裝置控制代碼是從哪裡獲得的？

A：

裝置控制代碼可以用 API
函數 CreateFile 獲得。它的原型為：

HANDLE CreateFile(
                  LPCTSTR lpFileName, // 檔案名稱
                  DWORD dwDesiredAccess, // 訪問方式 DWORD dwShareMode, // 共用方式
                  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, // 安全性描述元指標
                  DWORD dwCreationDisposition, // 建立方式
                  DWORD dwFlagsAndAttributes, // 檔案屬性及標誌
                  HANDLE hTemplateFile // 模板檔案的控制代碼
                  );

CreateFile
這個函數用處很多，這裡我們用它“開啟”裝置驅動程式，得到裝置的控制代碼。操作完成後用 CloseHandle 關閉裝置控制代碼。

與普通檔案名稱有所不同，裝置驅動的“檔案名稱”形式固定為“.DeviceName”(注意在 C 程式中該字串寫法為“.DeviceName”)，DeviceName 必須與裝置驅動程式內規定的裝置名稱一致。

　　一般地，調用
CreateFile 獲得裝置控制代碼時，訪問方式參數設定為 0 或GENERIC_READ|GENERIC_WRITE，共用方式參數設定為

　　FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE，建立方式參數設定為 OPEN_EXISTING，其它參數設定為 0 或 NULL。

 

Q： 可是，我怎麼知道裝置名稱是什麼呢？

A：

一些存放裝置的名稱是微軟規定好的，不可能有什麼變化。大體列出如下

　　軟碟機 A:, B:

　　邏輯磁碟機 C:,
D:, E:, ……

　　物理磁碟機 PHYSICALDRIVEx

　　CD-ROM, DVD/ROM CDROMx

　
　磁帶機 TAPEx

　　其中，物理磁碟機不包括軟碟機和光碟機。邏輯磁碟機可以是 IDE/SCSI/PCMCIA/USB介面的硬碟分區（卷）、光碟機、MO、CF 卡等，甚至是虛擬盤。x=0，1，2 ……

　　其它的裝置名稱需通過驅動介面的 GUID
調用裝置管理函數族取得，這裡暫不討論。

 

Q：請舉一個簡單的例子說明如何通過DeviceIoControl
訪問裝置驅動程式。

A：

這裡有一個從 MSDN 上摘抄來的 demo 程式，示範在 NT/2000/XP 中如何通過

　
　DeviceIoControl 擷取硬碟的基本參數。

/* The code of interest is in the subroutine GetDriveGeometry. The　
code in main shows how to interpret the results of the IOCTL call. */
#include　
#include　 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
            , pdg.Cylinders);
        printf(Tracks per cylinder = %ld
            , (ULONG) pdg.TracksPerCylinder); printf(Sectors per track = %ld
            , (ULONG) pdg.SectorsPerTrack);
        printf(Bytes per sector = %ld
            , (ULONG) pdg.BytesPerSector);
        DiskSize = pdg.Cylinders.QuadPart * (ULONG)pdg.TracksPerCylinder *
            (ULONG)pdg.SectorsPerTrack * (ULONG)pdg.BytesPerSector;
        printf(Disk size = %I64d (Bytes) = %I64d (Mb)
            , DiskSize,
            DiskSize / (1024 * 1024));
    }　
    else　
    {
        printf (GetDriveGeometry failed. Error %ld.
            , GetLastError ());
    }
    return ((int)bResult);
}


 

Q： 如果將裝置名稱換成“A:”就可以取 A
盤參數，換成“CDROM0”就可以取 CDROM參數，是這樣嗎？

A
：
這個問題暫不回答你。請動手試一下看看。

　
　現在我們總結一下通過 DeviceIoControl訪問裝置驅動程式的“三步曲”：首先用 CreateFile
取得裝置控制代碼，然後用DeviceIoControl 與裝置進行 I/O，最後別忘記用 CloseHandle 關閉裝置控制代碼