实战DeviceIoControl 之三：制作磁盘镜像文件

Q DOS命令DISKCOPY给我很深的印象，现在也有许多“克隆”软件，可以对磁盘进行全盘复制。我想，要制作磁盘镜像文件，DeviceIoControl应该很有用武之地吧？
A 是的。这里举一个制作软盘镜像文件，功能类似于“DISKCOPY”的例子。本例实现其功能的核心代码如下：

// 打开磁盘
HANDLE OpenDisk(LPCTSTR filename)
{
HANDLE hDisk;

// 打开设备
hDisk = ::CreateFile(filename,           // 文件名
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,        // 读写方式
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,  // 共享方式
NULL,                                // 默认的安全描述符
OPEN_EXISTING,                       // 创建方式
0,                                   // 不需设置文件属性
NULL);                               // 不需参照模板文件

return hDisk;
}

// 获取磁盘参数
BOOL GetDiskGeometry(HANDLE hDisk, PDISK_GEOMETRY lpGeometry)
{
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;

// 用IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY取磁盘参数
bResult = ::DeviceIoControl(hDisk,        // 设备句柄
IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY,        // 取磁盘参数
NULL, 0,                              // 不需要输入数据
lpGeometry, sizeof(DISK_GEOMETRY),    // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes,                          // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL);                  // 用同步I/O

return bResult;
}

// 从指定磁道开始读磁盘
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);
}

// 从指定磁道开始写磁盘
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);
}

// 从指定磁道开始格式化磁盘
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对连续磁道进行低级格式化
bResult = ::DeviceIoControl(hDisk,               // 设备句柄
IOCTL_DISK_FORMAT_TRACKS,                    // 低级格式化
&FormatParameters, sizeof(FormatParameters), // 输入数据缓冲区
lpBadTrack, dwBufSize,                       // 输出数据缓冲区
&dwOutBytes,                                 // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL);                         // 用同步I/O

delete lpBadTrack;

return bResult;
}

// 将卷锁定
BOOL LockVolume(HANDLE hDisk)
{
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;

// 用FSCTL_LOCK_VOLUME锁卷
bResult = ::DeviceIoControl(hDisk,        // 设备句柄
FSCTL_LOCK_VOLUME,                    // 锁卷
NULL, 0,                              // 不需要输入数据
NULL, 0,                              // 不需要输出数据
&dwOutBytes,                          // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL);                  // 用同步I/O

return bResult;
}

// 将卷解锁
BOOL UnlockVolume(HANDLE hDisk)
{
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;

// 用FSCTL_UNLOCK_VOLUME开卷锁
bResult = ::DeviceIoControl(hDisk,        // 设备句柄
FSCTL_UNLOCK_VOLUME,                  // 开卷锁
NULL, 0,                              // 不需要输入数据
NULL, 0,                              // 不需要输出数据
&dwOutBytes,                          // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL);                  // 用同步I/O

return bResult;
}

// 将卷卸下
// 该操作使系统重新辨识磁盘，等效于重新插盘
BOOL DismountVolume(HANDLE hDisk)
{
DWORD dwOutBytes;
BOOL bResult;

// 用FSCTL_DISMOUNT_VOLUME卸卷
bResult = ::DeviceIoControl(hDisk,        // 设备句柄
FSCTL_DISMOUNT_VOLUME,                // 卸卷
NULL, 0,                              // 不需要输入数据
NULL, 0,                              // 不需要输出数据
&dwOutBytes,                          // 输出数据长度
(LPOVERLAPPED)NULL);                  // 用同步I/O

return bResult;
}

将软盘保存成镜像文件的步骤简单描述为：

1、创建空的镜像文件。

2、调用OpenDisk打开软盘。成功转3，失败转8。

3、调用LockVolume将卷锁定。成功转4，失败转7。

4、调用GetDiskGeometry获取参数。成功转5，失败转6。

5、将磁盘参数写入镜像文件作为文件头。调用ReadTracks按柱面读出数据，保存在镜像文件中。循环次数等于柱面数。

6、调用UnlockVolume将卷解锁。

7、调用CloseDisk关闭软盘。

8、关闭镜像文件。
将镜像文件载入软盘的步骤简单描述为：

1、打开镜像文件。

2、调用OpenDisk打开软盘。成功转3，失败转11。

3、调用LockVolume将卷锁定。成功转4，失败转10。

4、调用GetDiskGeometry获取参数。成功转5，失败转9。

5、从镜像文件中读出文件头，判断两个磁盘参数是否一致。不一致转6，否则转7。

6、调用LowLevelFormatTracks按柱面格式化软盘。循环次数等于柱面数。成功转7，失败转8。

7、从镜像文件中读出数据，并调用WriteTracks按柱面写入磁盘。循环次数等于柱面数。

8、调用DismountVolume将卷卸下。

9、调用UnlockVolume将卷解锁。

10、调用CloseDisk关闭软盘。

11、关闭镜像文件。
Q 我注意到，磁盘读写和格式化是按柱面进行的，有什么道理吗？
A 没有特别的原因，只是因为在这个例子中可以方便地显示处理进度。
有一点需要特别提及，按绝对地址读写磁盘数据时，“最小单位”是扇区，地址一定要与扇区对齐，长度也要等于扇区长度的整数倍。比如，每扇区512字节，那么起始地址和数据长度都应能被512整除才行。
Q 我忽然产生了一个伟大的想法，用绝对地址读写的方式使用磁盘，包括U盘啦，MO啦，而不是用现成的文件系统，那不是可以将数据保密了吗？
A 当然，只要你喜欢。可千万别在你的系统盘上做试验，否则......可别怪bhw98没有提醒过你喔！
Q 我知道怎么测试光驱的传输速度了，就用上面的方法，读出一定长度数据，除以所需时间，应该可以吧？
A 可以。但取光盘参数时要用IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX，我们已经探讨过的。

[相关资源]

本文Demo源码：FloppyImage.zip (16KB)

Microsoft的例子：vs6samples.exe (134,518KB)

bhw98的专栏：http://www.csdn.net/develop/author/netauthor/bhw98/

From: http://blog.csdn.net/bhw98/archive/2003/05/27/19662.aspx