windows的磁盘操作之十——获取磁盘型号

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我们在第七节http://cutebunny.blog.51cto.com/301216/625577中探讨了如何获取系统中所有磁盘的磁盘号。但是在很多情况下，仅仅是磁盘号并不能满足我们的需求，我们希望在应用程序界面上显示更详细的磁盘信息。通过前面几节的方法，我们已经可以获得许多磁盘信息，例如磁盘大小，柱面，扇区，分区等等。但是如下图所示，我们在设备管理器中看到的“WDC
WD1600AAJS-08B4A0”这种更为人性化的磁盘类型描述，至今为止我们还没有办法获得。本节就来解决这个问题。


提前声明，本节涉及一些ATA/APAPI内容，我本人理解的不是十分透彻，在网上搜集了很多相关资料才调通了后面示例中的代码。如有不正确之处欢迎大家指教。
对于类似于“WDC WD1600AAJS-08B4A0”的磁盘型号描述，下文中称为model number，微软在VC/MFC环境中没有开放获取的方法。所以我们要用到ATA/APAPI的IDENTIFY
DEVICE指令。ATA/APAPI是国际组织T13起草和发布的IDE/EIDE/UDMA硬盘及其它可移动存储设备与主机接口的标准，至今已经到了ATA/APAPI-7版本。该接口标准规定了ATA/ATAPI设备的输入输出寄存器和指令集。
首先介绍几个新的DeviceIoControl的控制码和相关数据结构。
1.
控制码SMART_GET_VERSION
控制码SMART_GET_VERSION在MSDN中的描述如下，
Operation
Returns version information, a capabilities mask, and a bitmask for the device. This IOCTL must be handled by drivers that support Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology (SMART).
好，我们要的就是这个bitmask，它是我们后面完成任务的关键参数。
而这个bitmask是结构体GETVERSIONINPARAMS的成员，此结构体是作为控制码为SMART_GET_VERSION的DeviceIoControl()函数的输出参数的。定义如下：
typedef struct _GETVERSIONINPARAMS {

UCHAR bVersion;

UCHAR bRevision;

UCHAR bReserved;

UCHAR bIDEDeviceMap;

ULONG fCapabilities;

ULONG dwReserved[4];

} GETVERSIONINPARAMS, *PGETVERSIONINPARAMS, *LPGETVERSIONINPARAMS;
其中UCHAR bIDEDeviceMap就是我们所要的bitmask，具体定义为
bIDEDeviceMap
Contains the bitmap. The following table explains the meaning of the bitmap:

Bitmap Flags	Meaning
Bit 0 is set to 1.	The device is an IDE drive, and it is the master device on the primary channel.
Bit 1 is set to 1.	The device is an IDE drive, and it is the slave device on the primary channel.
Bit 2 is set to 1.	The device is an IDE drive, and it is the master device on the secondary channel.
Bit 3 is set to 1.	The device is an IDE drive, and it is the slave device on the secondary channel.
Bit 4 is set to 1.	The device is an ATAPI drive, and it is the master device on the primary channel.
Bit 5 is set to 1.	The device is an ATAPI drive, and it is the slave device on the primary channel.
Bit 6 is set to 1.	The device is an ATAPI drive, and it is the master device on the secondary channel.
Bit 7 is set to 1.	The device is an ATAPI drive, and it is the slave device on the secondary channel.

从这里可以看出，这个关键的参数事实上表明了驱动器类型和所在的channel。

2.
控制码SMART_RCV_DRIVE_DATA
使用控制码SMART_RCV_DRIVE_DATA的DeviceIoControl()函数的输入输出参数分别为SENDCMDINPARAMS和SENDCMDOUTPARAMS。我们在输入参数SENDCMDINPARAMS中填入合适的信息，包括刚才那个关键的bitmask，就能在输出参数SENDCMDOUTPARAMS中拿到我们需要的model
number。SENDCMDOUTPARAMS结构定义如下，
typedef struct _SENDCMDOUTPARAMS {

ULONG cBufferSize;

DRIVERSTATUS DriverStatus;

UCHAR bBuffer[1];

} SENDCMDOUTPARAMS, *PSENDCMDOUTPARAMS, *LPSENDCMDOUTPARAMS;
model number就存在于bBuffer中，bBuffer的格式需要依据ATA/ATAPI中的定义解析：
typedef struct _IDINFO

{

USHORT wGenConfig; // WORD 0: 基本信息字

USHORT wNumCyls; // WORD 1: 柱面数

USHORT wReserved2; // WORD 2: 保留

USHORT wNumHeads; // WORD 3: 磁头数

USHORT wReserved4; // WORD 4: 保留

USHORT wReserved5; // WORD 5: 保留

USHORT wNumSectorsPerTrack; // WORD 6: 每磁道扇区数

USHORT wVendorUnique[3]; // WORD 7-9: 厂家设定值

CHAR sSerialNumber[20]; // WORD 10-19:序列号

USHORT wBufferType; // WORD 20: 缓冲类型

USHORT wBufferSize; // WORD 21: 缓冲大小

USHORT wECCSize; // WORD 22: ECC校验大小

CHAR sFirmwareRev[8]; // WORD 23-26: 固件版本

CHAR sModelNumber[40]; // WORD 27-46: 内部型号

USHORT wMoreVendorUnique; // WORD 47: 厂家设定值

USHORT wReserved48; // WORD 48: 保留

struct {

USHORT reserved1:8;

USHORT DMA:1; // 1=支持DMA

USHORT LBA:1; // 1=支持LBA

USHORT DisIORDY:1; // 1=可不使用IORDY

USHORT IORDY:1; // 1=支持IORDY

USHORT SoftReset:1; // 1=需要ATA软启动

USHORT Overlap:1; // 1=支持重叠操作

USHORT Queue:1; // 1=支持命令队列

USHORT InlDMA:1; // 1=支持交叉存取DMA

} wCapabilities; // WORD 49: 一般能力

USHORT wReserved1; // WORD 50: 保留

USHORT wPIOTiming; // WORD 51: PIO时序

USHORT wDMATiming; // WORD 52: DMA时序

struct {

USHORT CHSNumber:1; // 1=WORD 54-58有效

USHORT CycleNumber:1; // 1=WORD 64-70有效

USHORT UnltraDMA:1; // 1=WORD 88有效

USHORT reserved:13;

} wFieldValidity; // WORD 53: 后续字段有效性标志

USHORT wNumCurCyls; // WORD 54: CHS可寻址的柱面数

USHORT wNumCurHeads; // WORD 55: CHS可寻址的磁头数

USHORT wNumCurSectorsPerTrack; // WORD 56: CHS可寻址每磁道扇区数

USHORT wCurSectorsLow; // WORD 57: CHS可寻址的扇区数低位字

USHORT wCurSectorsHigh; // WORD 58: CHS可寻址的扇区数高位字

struct {

USHORT CurNumber:8; // 当前一次性可读写扇区数

USHORT Multi:1; // 1=已选择多扇区读写

USHORT reserved1:7;

} wMultSectorStuff; // WORD 59: 多扇区读写设定

ULONG dwTotalSectors; // WORD 60-61: LBA可寻址的扇区数

USHORT wSingleWordDMA; // WORD 62: 单字节DMA支持能力

struct {

USHORT Mode0:1; // 1=支持模式0 (4.17Mb/s)

USHORT Mode1:1; // 1=支持模式1 (13.3Mb/s)

USHORT Mode2:1; // 1=支持模式2 (16.7Mb/s)

USHORT Reserved1:5;

USHORT Mode0Sel:1; // 1=已选择模式0

USHORT Mode1Sel:1; // 1=已选择模式1

USHORT Mode2Sel:1; // 1=已选择模式2

USHORT Reserved2:5;

} wMultiWordDMA; // WORD 63: 多字节DMA支持能力

struct {

USHORT AdvPOIModes:8; // 支持高级POI模式数

USHORT reserved:8;

} wPIOCapacity; // WORD 64: 高级PIO支持能力

USHORT wMinMultiWordDMACycle; // WORD 65: 多字节DMA传输周期的最小值

USHORT wRecMultiWordDMACycle; // WORD 66: 多字节DMA传输周期的建议值

USHORT wMinPIONoFlowCycle; // WORD 67: 无流控制时PIO传输周期的最小值

USHORT wMinPOIFlowCycle; // WORD 68: 有流控制时PIO传输周期的最小值

USHORT wReserved69[11]; // WORD 69-79: 保留

struct {

USHORT Reserved1:1;

USHORT ATA1:1; // 1=支持ATA-1

USHORT ATA2:1; // 1=支持ATA-2

USHORT ATA3:1; // 1=支持ATA-3

USHORT ATA4:1; // 1=支持ATA/ATAPI-4

USHORT ATA5:1; // 1=支持ATA/ATAPI-5

USHORT ATA6:1; // 1=支持ATA/ATAPI-6

USHORT ATA7:1; // 1=支持ATA/ATAPI-7

USHORT ATA8:1; // 1=支持ATA/ATAPI-8

USHORT ATA9:1; // 1=支持ATA/ATAPI-9

USHORT ATA10:1; // 1=支持ATA/ATAPI-10

USHORT ATA11:1; // 1=支持ATA/ATAPI-11

USHORT ATA12:1; // 1=支持ATA/ATAPI-12

USHORT ATA13:1; // 1=支持ATA/ATAPI-13

USHORT ATA14:1; // 1=支持ATA/ATAPI-14

USHORT Reserved2:1;

} wMajorVersion; // WORD 80: 主版本

USHORT wMinorVersion; // WORD 81: 副版本

USHORT wReserved82[6]; // WORD 82-87: 保留

struct {

USHORT Mode0:1; // 1=支持模式0 (16.7Mb/s)

USHORT Mode1:1; // 1=支持模式1 (25Mb/s)

USHORT Mode2:1; // 1=支持模式2 (33Mb/s)

USHORT Mode3:1; // 1=支持模式3 (44Mb/s)

USHORT Mode4:1; // 1=支持模式4 (66Mb/s)

USHORT Mode5:1; // 1=支持模式5 (100Mb/s)

USHORT Mode6:1; // 1=支持模式6 (133Mb/s)

USHORT Mode7:1; // 1=支持模式7 (166Mb/s) ???

USHORT Mode0Sel:1; // 1=已选择模式0

USHORT Mode1Sel:1; // 1=已选择模式1

USHORT Mode2Sel:1; // 1=已选择模式2

USHORT Mode3Sel:1; // 1=已选择模式3

USHORT Mode4Sel:1; // 1=已选择模式4

USHORT Mode5Sel:1; // 1=已选择模式5

USHORT Mode6Sel:1; // 1=已选择模式6

USHORT Mode7Sel:1; // 1=已选择模式7

} wUltraDMA; // WORD 88: Ultra DMA支持能力

USHORT wReserved89[167]; // WORD 89-255

} IDINFO, *PIDINFO;

由此可知，512字节的bBuffer中，27~46字节即为我们所需的model number。经过一定的字节序转换后大功告成。
实现代码如下：
const WORD IDE_ATAPI_IDENTIFY = 0xA1; //
读取ATAPI设备的命令
const WORD IDE_ATA_IDENTIFY = 0xEC; //
读取ATA设备的命令

DWORD GetDiskModelNumber(DWORD driver, CHAR *modelNumber)
{
CHAR sFilePath[DISK_PATH_LEN];
BOOL result; // results flag
DWORD readed; // discard results
HANDLE hDevice;
WORD i;

sprintf(sFilePath, "\\\\.\\PHYSICALDRIVE%d", driver);
hDevice = CreateFile(
sFilePath, // drive to open
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // access to the drive
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, //share mode
NULL, // default security attributes
OPEN_EXISTING, // disposition
0, // file attributes
NULL // do not copy file attribute
);
if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
fprintf(stderr, "CreateFile() Error: %ld\n", GetLastError());
return (DWORD)-1;
}

GETVERSIONINPARAMS gvopVersionParams;
result = DeviceIoControl(
hDevice,
SMART_GET_VERSION,
NULL,

0,

&gvopVersionParams,
sizeof(gvopVersionParams),
&readed,

NULL);
if (!result) //fail
{
fprintf(stderr, "SMART_GET_VERSION Error: %ld\n", GetLastError());
(void)CloseHandle(hDevice);
return (DWORD)-1;
}

if(0 == gvopVersionParams.bIDEDeviceMap)
{
return (DWORD)-1;
}

// IDE or ATAPI IDENTIFY cmd
BYTE btIDCmd;
SENDCMDINPARAMS inParams;
BYTE nDrive =0;
btIDCmd = (gvopVersionParams.bIDEDeviceMap >> nDrive & 0x10) ? IDE_ATAPI_IDENTIFY : IDE_ATA_IDENTIFY;

// output structure
BYTE outParams[sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) + IDENTIFY_BUFFER_SIZE - 1]; // + 512 - 1

//fill in the input buffer
inParams.cBufferSize = 0; //or IDENTIFY_BUFFER_SIZE ?
inParams.irDriveRegs.bFeaturesReg = READ_ATTRIBUTES;
inParams.irDriveRegs.bSectorCountReg = 1;
inParams.irDriveRegs.bSectorNumberReg = 1;
inParams.irDriveRegs.bCylLowReg = 0;
inParams.irDriveRegs.bCylHighReg = 0;

inParams.irDriveRegs.bDriveHeadReg = (nDrive & 1) ? 0xB0 : 0xA0;
inParams.irDriveRegs.bCommandReg = btIDCmd;
//inParams.bDriveNumber = nDrive;

//get the attributes
result = DeviceIoControl(
hDevice,
SMART_RCV_DRIVE_DATA,
&inParams,
sizeof(SENDCMDINPARAMS) - 1,
outParams,
sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) + IDENTIFY_BUFFER_SIZE - 1,
&readed,
NULL);
if (!result) //fail
{
fprintf(stderr, "SMART_RCV_DRIVE_DATA Error: %ld\n", GetLastError());
(void)CloseHandle(hDevice);
return (DWORD)-1;
}

(void)CloseHandle(hDevice);

DWORD dwDiskData[IDENTIFY_BUFFER_SIZE / 2];
WORD *pIDSector; // 对应结构IDSECTOR，见头文件
pIDSector = (WORD *)(((SENDCMDOUTPARAMS*)outParams)->bBuffer); //lint !e826
for(i = 0; i < IDENTIFY_BUFFER_SIZE / 2; i++)
{
dwDiskData[i] = pIDSector[i]; //lint !e662 !e661
}

// get model number
memset(modelNumber, 0, DISK_INFO_BUF_LEN);
strcpy(modelNumber, ConvertSENDCMDOUTPARAMSBufferToString(dwDiskData, 27, 46));

return 0;
}
代码分析：
1.
老套路，通过CreateFile()打开设备。
2.
调用控制码为SMART_GET_VERSION的DeviceIoControl()函数获得输出结构GETVERSIONINPARAMS gvopVersionParams。
3.
通过检测gvopVersionParams.bIDEDeviceMap来确定设备类型，并记录在btIDCmd中。
4.
填充SENDCMDINPARAMS inParams参数，注意将第3步得到的btIDCmd赋值给inParams.irDriveRegs.bCommandReg。
5.
调用控制码为SMART_RCV_DRIVE_DATA的DeviceIoControl()函数，其输入参数为第4步准备好的inParams，得到输出参数outParams。
6.
解析outParams->bBuffer的27~46字节，得到所需的model number。

解析outParams->bBuffer时，因为ATA/ATAPI中的WORD与Windows采用的字节顺序相反，所以需要将字符串中的字符两两颠倒，函数如下，
CHAR *ConvertSENDCMDOUTPARAMSBufferToString(const DWORD *dwDiskData, DWORD nFirstIndex, DWORD nLastIndex)
{
static CHAR szResBuf[IDENTIFY_BUFFER_SIZE]; //512
DWORD nIndex = 0;
DWORD nPosition = 0;

for (nIndex = nFirstIndex; nIndex <= nLastIndex; nIndex++)
{
// get high byte
szResBuf[nPosition] = (CHAR)(dwDiskData[nIndex] >> 8);
nPosition++;

// get low byte
szResBuf[nPosition] = (CHAR)(dwDiskData[nIndex] & 0xff);
nPosition++;
}

// End the string
szResBuf[nPosition] = '\0';

return szResBuf;
}






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