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windows的磁盘操作之二——初始化磁盘

2011-7-27 11:58 955 0

摘要:   上一节中我们介绍了一些基本概念和主要的API,本节开始我们将列举并分析一些实例。本文中的所有代码我都在vs2008下测试过,读者只需要替换少量的宏定义即可编译执行。  面对一块新的磁盘,我们首先要...
关键词: nbsp disk INFORMATION PartitionEntry partition 分区表 DWORD LAYOUT drive hDevice

  上一节中我们介绍了一些基本概念和主要的API,本节开始我们将列举并分析一些实例。本文中的所有代码我都在vs2008下测试过,读者只需要替换少量的宏定义即可编译执行。  面对一块新的磁盘,我们首先要做的就是对其初始化。在系统中通过windows的磁盘管理完成这一点非常容易,但在程序中实现略微复杂。本节的示例代码对一块新硬盘初始化,并在上面创建分区。  代码如下:  /******************************************************************************  * Function: initialize the disk and create partitions  * input: disk, disk name  *        parNum, partition number  * output: N/A  * return: Succeed, 0  *         Fail, -1  ******************************************************************************/  DWORD CreateDisk(DWORD disk, WORD partNum)  {  HANDLE hDevice;               // handle to the drive to be examined  BOOL result;                  // results flag  DWORD readed;                 // discard results  DWORD ret;  WORD i;  CHAR diskPath[DISK_PATH_LEN];  DISK_GEOMETRY pdg;  DWORD sectorSize;  DWORD signature;  LARGE_INTEGER diskSize;  LARGE_INTEGER partSize;  BYTE actualPartNum;  DWORD layoutStructSize;  DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX *dl;  CREATE_DISK newDisk;  sprintf(diskPath, "\\\\.\\PhysicalDrive%d", disk);  actualPartNum = 4;  if (partNum > actualPartNum)  {  return (WORD)-1;  }  hDevice = CreateFile(  diskPath,  GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,  FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,  NULL,           //default security attributes  OPEN_EXISTING, // disposition  0,              // file attributes  NULL  );  if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE) // cannot open the drive  {  fprintf(stderr, "CreateFile() Error: %ld ", GetLastError());  return DWORD(-1);  }  // Create primary partition MBR  newDisk.PartitionStyle = PARTITION_STYLE_MBR;  signature = (DWORD)time(NULL);     //get signature from current time  newDisk.Mbr.Signature = signature;  result = DeviceIoControl(  hDevice,  IOCTL_DISK_CREATE_DISK,  &newDisk,  sizeof(CREATE_DISK),  NULL,  0,  &readed,  NULL  );  if (!result)  {  fprintf(stderr, "IOCTL_DISK_CREATE_DISK Error: %ld ", GetLastError());  (void)CloseHandle(hDevice);  return DWORD(-1);  }  //fresh the partition table  result = DeviceIoControl(  hDevice,  IOCTL_DISK_UPDATE_PROPERTIES,  NULL,  0,  NULL,  0,  &readed,  NULL  );  if (!result)  {  fprintf(stderr, "IOCTL_DISK_UPDATE_PROPERTIES Error: %ld ", GetLastError());  (void)CloseHandle(hDevice);  return DWORD(-1);  }  //Now create the partitions  ret = GetDriveGeometry(diskPath, &pdg);  if ((DWORD)-1 == ret)  {  return ret;  }  sectorSize = pdg.BytesPerSector;  diskSize.QuadPart = pdg.Cylinders.QuadPart * pdg.TracksPerCylinder *  pdg.SectorsPerTrack * pdg.BytesPerSector;       //calculate the disk size;  partSize.QuadPart = diskSize.QuadPart / partNum;  layoutStructSize = sizeof(DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX) + (actualPartNum - 1) * sizeof(PARTITION_INFORMATION_EX);  dl = (DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX*)malloc(layoutStructSize);  if (NULL == dl)  {  (void)CloseHandle(hDevice);  return (WORD)-1;  }  dl->PartitionStyle = (DWORD)PARTITION_STYLE_MBR;  dl->PartitionCount = actualPartNum;  dl->Mbr.Signature = signature;  //clear the unused partitions  for (i = 0; i < actualPartNum; i++){  dl->PartitionEntry[i].RewritePartition = 1;  dl->PartitionEntry[i].Mbr.PartitionType = PARTITION_ENTRY_UNUSED;  }  //set the profile of the partitions  for (i = 0; i < partNum; i++){  dl->PartitionEntry[i].PartitionStyle = PARTITION_STYLE_MBR;  dl->PartitionEntry[i].StartingOffset.QuadPart =  (partSize.QuadPart * i) + ((LONGLONG)(pdg.SectorsPerTrack) * (LONGLONG)(pdg.BytesPerSector));   //32256  dl->PartitionEntry[i].PartitionLength.QuadPart = partSize.QuadPart;  dl->PartitionEntry[i].PartitionNumber = i + 1;  dl->PartitionEntry[i].RewritePartition = TRUE;  dl->PartitionEntry[i].Mbr.PartitionType = PARTITION_IFS;  dl->PartitionEntry[i].Mbr.BootIndicator = FALSE;  dl->PartitionEntry[i].Mbr.RecognizedPartition = TRUE;  dl->PartitionEntry[i].Mbr.HiddenSectors =  pdg.SectorsPerTrack + (DWORD)((partSize.QuadPart / sectorSize) * i);  }  //execute the layout  result = DeviceIoControl(  hDevice,  IOCTL_DISK_SET_DRIVE_LAYOUT_EX,  dl,  layoutStructSize,  NULL,  0,  &readed,  NULL  );  if (!result)  {  fprintf(stderr, "IOCTL_DISK_SET_DRIVE_LAYOUT_EX Error: %ld ", GetLastError());  free(dl);  (void)CloseHandle(hDevice);  return DWORD(-1);  }  //fresh the partition table  result = DeviceIoControl(  hDevice,  IOCTL_DISK_UPDATE_PROPERTIES,  NULL,  0,  NULL,  0,  &readed,  NULL  );  if (!result)  {  fprintf(stderr, "IOCTL_DISK_UPDATE_PROPERTIES Error: %ld ", GetLastError());  free(dl);  (void)CloseHandle(hDevice);  return DWORD(-1);  }  free(dl);  (void)CloseHandle(hDevice);  Sleep(3000);            //wait the operations take effect  return 0;  }  函数CreateDisk包含两个参数,  DWORD disk 填入物理驱动器号,参见第一节。  WORD partNum 表示需要创建的分区数,partNum <= 4。  函数的执行流程解释如下:  /***************初始化磁盘*****************/  1. 根据disk创建设备名称,\\\\.\\PhysicalDriveX,这里由于要转义,所以”\”都写为”\\”。  2. 调用CreateFile打开设备文件,并获得句柄。  3. 用操作码IOCTL_DISK_CREATE_DISK调用DeviceIoControl函数,初始化磁盘并创建分区表。  使用IOCTL_DISK_CREATE_DISK操作码时,lpInBuffer要填入一个CREATE_DISK结构参数,其中包括分区表类型和磁盘签名等参数,详见MSDN。本例中创建MBR分区表,签名由当前时间产生。  4. 刷新分区表。注意,程序中任何时候对磁盘的分区信息进行了修改都需要调用操作码为IOCTL_DISK_UPDATE_PROPERTIES的DeviceIoControl函数来刷新分区表,是操作切实生效。  /****************创建分区*******************/  5. 调用GetDriveGeometry获取磁盘信息(GetDriveGeometry参见上一节)。由于创建分区时要填入分区大小信息,我们此处先计算磁盘总大小,然后除以partNum将字节数平均分配到各个分区。  6. 分配DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX结构体空间。我们通过在这个结构体中填入数据来指定如何对硬盘进行分区。结构体定义如下  typedef struct _DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX {  DWORD PartitionStyle;  DWORD PartitionCount;  union {  DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_MBR Mbr;  DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_GPT Gpt;  };  PARTITION_INFORMATION_EX PartitionEntry[1];  } DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX,  *PDRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX;  其中PartitionCount为4的倍数,为简化处理,我们这里定死为4。  另外还要注意PARTITION_INFORMATION_EX型的数组PartitionEntry[1]。虽然结构体中只定义了一个元素,但事实上必须在其后补足PartitionCount – 1个元素。所以代码中为DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX *dl分配空间的时候加上了(actualPartNum - 1) * sizeof(PARTITION_INFORMATION_EX)。  7. 在DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX结构体空间dl中填入数据。  先将所有分区都设为PARTITION_ENTRY_UNUSED,后面具体分配多少个分区再设置回来。  然后再循环体内对每个分区的PartitionEntry赋值,其中  StartingOffset除了跳过前面的分区已占据的空间外,还要加上63个扇区空间(32256字节)。  PartitionNumber从1开始。  Mbr.PartitionType = PARTITION_IFS表示NTFS格式。  Mbr.HiddenSectors MSDN上说The number of hidden sectors to be allocated when the partition table is created. 我理解得不是很深刻,欢迎补充。  8. 调用操作码为IOCTL_DISK_SET_DRIVE_LAYOUT_EX的DeviceIoControl函数执行分区,参数需要填入刚才准备好的DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX结构体和大小。  9. 刷新分区表,原理同4。  另外,我在函数末尾加上了Sleep(3000)。这是因为我发现创建分区操作需要一定的执行时间,如果后续紧跟着其它相关操作(例如格式化该分区)可能会产生分区不存在的错误,所以此处等待3秒确保其执行完毕。  本节涉及的类型较多,但各类型具有很强的关联性,读者可随时查阅MSDN获得更详细的说明。
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