想多了解有關用程式讀取、控制PCI介面......請各位前輩幫忙 |
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尚未結案
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lee708
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taishyang
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lee708
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axsoft
版主  發表：681 回覆：1056 積分：969 註冊：2002-03-13 發送簡訊給我 |
實戰DeviceIoControl 之一：通過API訪問設備驅動程序作者:bhw98 資料來源:www.CSDN.net Q 在NT/2000/XP中，我想用VC編寫應用程序訪問硬件設備，如獲取磁盤參數、讀寫絕對扇區數據、測試光驅實際速度等，該從哪裡入手呢？ A 在NT/2000/XP中，應用程序可以通過API函數DeviceIoControl來實現對設備的訪問—獲取信息，發送命令，交換數據等。利用該接口函數向指定的設備驅動發送正確的控制碼及數據，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, // 設備句柄 DWORD dwIoControlCode, // 控制碼 LPVOID lpInBuffer, // 輸入數據緩衝區指針 DWORD nInBufferSize, // 輸入數據緩衝區長度 LPVOID lpOutBuffer, // 輸出數據緩衝區指針 DWORD nOutBufferSize, // 輸出數據緩衝區長度 LPDWORD lpBytesReturned, // 輸出數據實際長度單元長度 LPOVERLAPPED lpOverlapped // 重疊操作結構指針 ); 設備句柄用來標識你所訪問的設備。 發送不同的控制碼，可以調用設備驅動程序的不同類型的功能。在頭文件winioctl.h中，預定義的標準設備控制碼，都以IOCTL或FSCTL開頭。例如，IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY是對物理驅動器取結構參數（介質類型、柱面數、每柱面磁道數、每磁道扇區數等）的控制碼，FSCTL_LOCK_VOLUME是對邏輯驅動器的卷加鎖的控制碼。 輸入輸出數據緩衝區是否需要，是何種結構，以及佔多少字節空間，完全由不同設備的不同操作類型決定。在頭文件winioctl.h中，已經為標準設備預定義了一些輸入輸出數據結構。重疊操作結構指針設置為NULL，DeviceIoControl將進行阻塞調用；否則，應在編程時按異步操作設計。 Q 設備句柄是從哪裡獲得的？ A 設備句柄可以用API函數CreateFile獲得。它的原型為 HANDLE CreateFile( LPCTSTR lpFileName, // 文件名 DWORD dwDesiredAccess, // 訪問方式 DWORD dwShareMode, // 共享方式 LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, // 安全描述符指針 DWORD dwCreationDisposition, // 創建方式 DWORD dwFlagsAndAttributes, // 文件屬性及標誌 HANDLE hTemplateFile // 模板文件的句柄 ); CreateFile這個函數用處很多，這裡我們用它「打開」設備驅動程序，得到設備的句柄。操作完成後用CloseHandle關閉設備句柄。 與普通文件名有所不同，設備驅動的「文件名」形式固定為「\\.\DeviceName」(注意在C程序中該字符串寫法為「\\\\.\\DeviceName」)，DeviceName必須與設備驅動程序內規定的設備名稱一致。 一般地，調用CreateFile獲得設備句柄時，訪問方式參數設置為0或GENERIC_READ|GENERIC_WRITE，共享方式參數設置為FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE，創建方式參數設置為OPEN_EXISTING，其它參數設置為0或NULL。 Q 可是，我怎麼知道設備名稱是什麼呢？ A 一些存儲設備的名稱是微軟規定好的，不可能有什麼變化。大體列出如下 軟盤驅動器 A:, B: 邏輯驅動器 C:, D:, E:, …… 物理驅動器 PHYSICALDRIVEx CD-ROM, DVD/ROM CDROMx 磁帶機 TAPEx 其中，物理驅動器不包括軟驅和光驅。邏輯驅動器可以是IDE/SCSI/PCMCIA/USB接口的硬盤分區（卷）、光驅、MO、CF卡等，甚至是虛擬盤。x=0，1，2 …… 其它的設備名稱需通過驅動接口的GUID調用設備管理函數族取得，這裡暫不討論。 Q 請舉一個簡單的例子說明如何通過DeviceIoControl訪問設備驅動程序。 A 這裡有一個從MSDN上摘抄來的demo程序，演示在NT/2000/XP中如何通過DeviceIoControl獲取硬盤的基本參數。/* The code of interest is in the subroutine GetDriveGeometry. The code in main shows how to interpret the results of the IOCTL call. */ #includeQ 如果將設備名換成「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訪問設備驅動程序的「三步曲」：首先用CreateFile取得設備句柄，然後用DeviceIoControl與設備進行I/O，最後別忘記用CloseHandle關閉設備句柄。 網路志工聯盟----Visita網站http://www.vista.org.tw ---[ 發問前請先找找舊文章 ]--- 發表人 - axsoft 於 2003/03/19 12:10:48 |
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axsoft
版主 發表：681 回覆：1056 積分：969 註冊：2002-03-13 發送簡訊給我 |
實戰DeviceIoControl 之二：獲取軟盤/硬盤/光盤的參數作者:bhw98 資料來源:www.CSDN.net Q 在MSDN的那個demo中，將設備名換成「A:」取A盤參數，先用資源管理器讀一下盤，再運行這個程序可以成功，但換一張盤後就失敗；換成「CDROM0」取CDROM參數，無論如何都不行。這個問題如何解決呢？ A 取軟盤參數是從軟盤上讀取格式化後的信息，也就是必須執行讀操作，這一點與硬盤不同。將CreateFile中的訪問方式改為GENERIC_READ就行了。 IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY這個I/O控制碼，對軟盤和硬盤有效，但對一些可移動媒介如CD/DVD-ROM、TAPE等就不管用了。要取CDROM參數，還得另闢蹊徑。IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX能夠幫我們解決問題。 Q 使用這些I/O控制碼，需要什麼樣的輸入輸出數據格式呢？
A DeviceIoControl使用這兩個控制碼時，都不需要輸入數據。
IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY直接輸出一個DISK_GEOMETRY結構： typedef struct _DISK_GEOMETRY {
LARGE_INTEGER Cylinders; // 柱面數
MEDIA_TYPE MediaType; // 介質類型
DWORD TracksPerCylinder; // 每柱面的磁道數
DWORD SectorsPerTrack; // 每磁道的扇區數
DWORD BytesPerSector; // 每扇區的字節數
} DISK_GEOMETRY; IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX輸出一個GET_MEDIA_TYPES結構： typedef struct _GET_MEDIA_TYPES {
DWORD DeviceType; // 設備類型
DWORD MediaInfoCount; // 介質信息條數
DEVICE_MEDIA_INFO MediaInfo[1]; // 介質信息
} GET_MEDIA_TYPES; 讓我們來看一下DEVICE_MEDIA_INFO結構的定義： typedef struct _DEVICE_MEDIA_INFO {
union {
struct {
LARGE_INTEGER Cylinders; // 柱面數
STORAGE_MEDIA_TYPE MediaType; // 介質類型
DWORD TracksPerCylinder; // 每柱面的磁道數
DWORD SectorsPerTrack; // 每磁道的扇區數
DWORD BytesPerSector; // 每扇區的字節數
DWORD NumberMediaSides; // 介質面數
DWORD MediaCharacteristics; // 介質特性
} DiskInfo; // 硬盤信息
struct {
LARGE_INTEGER Cylinders; // 柱面數
STORAGE_MEDIA_TYPE MediaType; // 介質類型
DWORD TracksPerCylinder; // 每柱面的磁道數
DWORD SectorsPerTrack; // 每磁道的扇區數
DWORD BytesPerSector; // 每扇區的字節數
DWORD NumberMediaSides; // 介質面數
DWORD MediaCharacteristics; // 介質特性
} RemovableDiskInfo; // 「可移動盤」信息
struct {
STORAGE_MEDIA_TYPE MediaType; // 介質類型
DWORD MediaCharacteristics; // 介質特性
DWORD CurrentBlockSize; // 塊的大小
} TapeInfo; // 磁帶信息
} DeviceSpecific;
} DEVICE_MEDIA_INFO;
其中CD-ROM屬於「可移動盤」的範圍。請注意，GET_MEDIA_TYPES結構本身只定義了一條DEVICE_MEDIA_INFO，額外的DEVICE_MEDIA_INFO需要緊接此結構的另外的空間。 Q 調用方法我瞭解了，請用VC舉個例子來實現我所期待已久的功能吧？ A 好，現在就演示一下如何取軟盤/硬盤/光盤的參數。測試時，記得要有軟盤/光盤插在驅動器裡喔！
首先，用MFC AppWizard生成一個單文檔的應用程序，取名為DiskGeometry，讓它的View基於CEditView。
然後，添加以下的.h和.cpp文件。 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// GetDiskGeometry.h
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #if !defined(GET_DISK_GEOMETRY_H__)
#define GET_DISK_GEOMETRY_H__ #if _MSC_VER > 1000
#pragma once
#endif // _MSC_VER > 1000 #include < winioctl.h > BOOL GetDriveGeometry(const char* filename, DISK_GEOMETRY *pdg); #endif // !defined(GET_DISK_GEOMETRY_H__) //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// GetDiskGeometry.cpp
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #include "stdafx.h"
#include "GetDiskGeometry.h" // IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX可能返回不止一條DEVICE_MEDIA_INFO，故定義足夠的空間
#define MEDIA_INFO_SIZE sizeof(GET_MEDIA_TYPES) 15*sizeof(DEVICE_MEDIA_INFO) // filename -- 用於設備的文件名
// pdg -- 參數緩衝區指針
BOOL GetDriveGeometry(const char* filename, DISK_GEOMETRY *pdg)
{
HANDLE hDevice; // 設備句柄
BOOL bResult; // DeviceIoControl的返回結果
GET_MEDIA_TYPES *pmt; // 內部用的輸出緩衝區
DWORD dwOutBytes; // 輸出數據長度 // 打開設備
hDevice = ::CreateFile(filename, // 文件名
GENERIC_READ, // 軟驅需要讀盤
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 if(hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
// 設備無法打開...
return FALSE;
} // 用IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY取磁盤參數
bResult = ::DeviceIoControl(hDevice, // 設備句柄
IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY, // 取磁盤參數
NULL, 0, // 不需要輸入數據
pdg, sizeof(DISK_GEOMETRY), // 輸出數據緩衝區
&dwOutBytes, // 輸出數據長度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O // 如果失敗，再用IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX取介質類型參數
if(!bResult)
{
pmt = (GET_MEDIA_TYPES *)new BYTE[MEDIA_INFO_SIZE]; bResult = ::DeviceIoControl(hDevice, // 設備句柄
IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX, // 取介質類型參數
NULL, 0, // 不需要輸入數據
pmt, MEDIA_INFO_SIZE, // 輸出數據緩衝區
&dwOutBytes, // 輸出數據長度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O if(bResult)
{
// 注意到結構DEVICE_MEDIA_INFO是在結構DISK_GEOMETRY的基礎上擴充的
// 為簡化程序，用memcpy代替如下多條賦值語句：
// pdg->MediaType = (MEDIA_TYPE)pmt->MediaInfo[0].DeviceSpecific.DiskInfo.MediaType;
// pdg->Cylinders = pmt->MediaInfo[0].DeviceSpecific.DiskInfo.Cylinders;
// pdg->TracksPerCylinder = pmt->MediaInfo[0].DeviceSpecific.DiskInfo.TracksPerCylinder;
// ... ...
::memcpy(pdg, pmt->MediaInfo, sizeof(DISK_GEOMETRY));
} delete pmt;
} // 關閉設備句柄
::CloseHandle(hDevice); return (bResult);
} 然後，在Toolbar的IDR_MAINFRAME上添加一個按鈕，ID為ID_GET_DISK_GEOMETRY。打開ClassWizard，在DiskGeometryView中 添加ID_GET_DISK_GEOMETRY的映射函數OnGetDiskGeometry。打開DiskGeometryView.cpp，包含頭文件GetDiskGeometry.h。 在OnGetDiskGeometry中，添加以下代碼 const char *szDevName[]=
{
"\\\\.\\A:",
"\\\\.\\B:",
"\\\\.\\PhysicalDrive0",
"\\\\.\\PhysicalDrive1",
"\\\\.\\PhysicalDrive2",
"\\\\.\\PhysicalDrive3",
"\\\\.\\Cdrom0",
"\\\\.\\Cdrom1",
};
DISK_GEOMETRY dg;
ULONGLONG DiskSize;
BOOL bResult;
CString strMsg;
CString strTmp; for(int i=0; i |
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實戰DeviceIoControl 之三：製作磁盤鏡像文件作者:bhw98 資料來源:www.CSDN.net 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。這裡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為：
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為文件頭。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為：
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，只是因為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。
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實戰DeviceIoControl 之四：獲取硬盤的詳細信息作者:bhw98 資料來源:www.CSDN.net Q 用IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY或IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX只能得到很少的磁盤參數，我想獲得包括硬盤序列號在內的更加詳細的信息，有什麼辦法呀？ A 確實，用你所說的I/O控制碼，只能得到最基本的磁盤參數。獲取磁盤出廠信息的I/O控制碼，微軟在VC/MFC環境中沒有開放，在DDK中可以發現一些線索。早先，Lynn McGuire寫了一個很出名的獲取IDE硬盤詳細信息的程序DiskID32，下面的例子是在其基礎上經過增刪和改進而成的。 本例中，我們要用到ATA/APAPI的IDENTIFY DEVICE指令。ATA/APAPI是國際組織T13起草和發佈的IDE/EIDE/UDMA硬盤及其它可移動存儲設備與主機接口的標準，至今已經到了ATA/APAPI-7版本。該接口標準規定了ATA/ATAPI設備的輸入輸出寄存器和指令集。欲瞭解更詳細的ATA/ATAPI技術資料，可訪問T13的站點。 用到的常量及數據結構有以下一些：
// IOCTL控制碼
// #define DFP_SEND_DRIVE_COMMAND 0x0007c084
#define DFP_SEND_DRIVE_COMMAND CTL_CODE(IOCTL_DISK_BASE, 0x0021, METHOD_BUFFERED, FILE_READ_ACCESS | FILE_WRITE_ACCESS)
// #define DFP_RECEIVE_DRIVE_DATA 0x0007c088
#define DFP_RECEIVE_DRIVE_DATA CTL_CODE(IOCTL_DISK_BASE, 0x0022, METHOD_BUFFERED, FILE_READ_ACCESS | FILE_WRITE_ACCESS) #define FILE_DEVICE_SCSI 0x0000001b
#define IOCTL_SCSI_MINIPORT_IDENTIFY ((FILE_DEVICE_SCSI << 16) 0x0501)
#define IOCTL_SCSI_MINIPORT 0x0004D008 // see NTDDSCSI.H for definition // ATA/ATAPI指令
#define IDE_ATA_IDENTIFY 0xEC // ATA的ID指令(IDENTIFY DEVICE) // IDE命令寄存器
typedef struct _IDEREGS
{
BYTE bFeaturesReg; // 特徵寄存器(用於SMART命令)
BYTE bSectorCountReg; // 扇區數目寄存器
BYTE bSectorNumberReg; // 開始扇區寄存器
BYTE bCylLowReg; // 開始柱面低字節寄存器
BYTE bCylHighReg; // 開始柱面高字節寄存器
BYTE bDriveHeadReg; // 驅動器/磁頭寄存器
BYTE bCommandReg; // 指令寄存器
BYTE bReserved; // 保留
} IDEREGS, *PIDEREGS, *LPIDEREGS; // 從驅動程序返回的狀態
typedef struct _DRIVERSTATUS
{
BYTE bDriverError; // 錯誤碼
BYTE bIDEStatus; // IDE狀態寄存器
BYTE bReserved[2]; // 保留
DWORD dwReserved[2]; // 保留
} DRIVERSTATUS, *PDRIVERSTATUS, *LPDRIVERSTATUS; // IDE設備IOCTL輸入數據結構
typedef struct _SENDCMDINPARAMS
{
DWORD cBufferSize; // 緩衝區字節數
IDEREGS irDriveRegs; // IDE寄存器組
BYTE bDriveNumber; // 驅動器號
BYTE bReserved[3]; // 保留
DWORD dwReserved[4]; // 保留
BYTE bBuffer[1]; // 輸入緩衝區(此處象徵性地包含1字節)
} SENDCMDINPARAMS, *PSENDCMDINPARAMS, *LPSENDCMDINPARAMS; // IDE設備IOCTL輸出數據結構
typedef struct _SENDCMDOUTPARAMS
{
DWORD cBufferSize; // 緩衝區字節數
DRIVERSTATUS DriverStatus; // 驅動程序返回狀態
BYTE bBuffer[1]; // 輸入緩衝區(此處象徵性地包含1字節)
} SENDCMDOUTPARAMS, *PSENDCMDOUTPARAMS, *LPSENDCMDOUTPARAMS; // IDE的ID命令返回的數據
// 共512字節(256個WORD)，這裡僅定義了一些感興趣的項(基本上依據ATA/ATAPI-4)
typedef struct _IDINFO
{
USHORT wGenConfig; // WORD 0: 基本信息字
USHORT wNumCyls; // WORD 1: 柱面數
USHORT wReserved2; // WORD 2: 保留
USHORT wNumHeads; // WORD 3: 磁頭數
USHORT wReserved4; // WORD 4: 保留
USHORT wReserved5; // WORD 5: 保留
USHORT wNumSectorsPerTrack; // WORD 6: 每磁道扇區數
USHORT wVendorUnique[3]; // WORD 7-9: 廠家設定值
CHAR sSerialNumber[20]; // WORD 10-19:序列號
USHORT wBufferType; // WORD 20: 緩衝類型
USHORT wBufferSize; // WORD 21: 緩衝大小
USHORT wECCSize; // WORD 22: ECC校驗大小
CHAR sFirmwareRev[8]; // WORD 23-26: 固件版本
CHAR sModelNumber[40]; // WORD 27-46: 內部型號
USHORT wMoreVendorUnique; // WORD 47: 廠家設定值
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軟啟動
USHORT Overlap:1; // 1=支持重疊操作
USHORT Queue:1; // 1=支持命令隊列
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時序
USHORT wDMATiming; // WORD 52: DMA時序
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: 後續字段有效性標誌
USHORT wNumCurCyls; // WORD 54: CHS可尋址的柱面數
USHORT wNumCurHeads; // WORD 55: CHS可尋址的磁頭數
USHORT wNumCurSectorsPerTrack; // WORD 56: CHS可尋址每磁道扇區數
USHORT wCurSectorsLow; // WORD 57: CHS可尋址的扇區數低位字
USHORT wCurSectorsHigh; // WORD 58: CHS可尋址的扇區數高位字
struct {
USHORT CurNumber:8; // 當前一次性可讀寫扇區數
USHORT Multi:1; // 1=已選擇多扇區讀寫
USHORT reserved1:7;
} wMultSectorStuff; // WORD 59: 多扇區讀寫設定
ULONG dwTotalSectors; // WORD 60-61: LBA可尋址的扇區數
USHORT wSingleWordDMA; // WORD 62: 單字節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=已選擇模式0
USHORT Mode1Sel:1; // 1=已選擇模式1
USHORT Mode2Sel:1; // 1=已選擇模式2
USHORT Reserved2:5;
} wMultiWordDMA; // WORD 63: 多字節DMA支持能力
struct {
USHORT AdvPOIModes:8; // 支持高級POI模式數
USHORT reserved:8;
} wPIOCapacity; // WORD 64: 高級PIO支持能力
USHORT wMinMultiWordDMACycle; // WORD 65: 多字節DMA傳輸週期的最小值
USHORT wRecMultiWordDMACycle; // WORD 66: 多字節DMA傳輸週期的建議值
USHORT wMinPIONoFlowCycle; // WORD 67: 無流控制時PIO傳輸週期的最小值
USHORT wMinPOIFlowCycle; // WORD 68: 有流控制時PIO傳輸週期的最小值
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=已選擇模式0
USHORT Mode1Sel:1; // 1=已選擇模式1
USHORT Mode2Sel:1; // 1=已選擇模式2
USHORT Mode3Sel:1; // 1=已選擇模式3
USHORT Mode4Sel:1; // 1=已選擇模式4
USHORT Mode5Sel:1; // 1=已選擇模式5
USHORT Mode6Sel:1; // 1=已選擇模式6
USHORT Mode7Sel:1; // 1=已選擇模式7
} wUltraDMA; // WORD 88: Ultra DMA支持能力
USHORT wReserved89[167]; // WORD 89-255
} IDINFO, *PIDINFO; // SCSI驅動所需的輸入輸出共用的結構
typedef struct _SRB_IO_CONTROL
{
ULONG HeaderLength; // 頭長度
UCHAR Signature[8]; // 特徵名稱
ULONG Timeout; // 超時時間
ULONG ControlCode; // 控制碼
ULONG ReturnCode; // 返回碼
ULONG Length; // 緩衝區長度
} SRB_IO_CONTROL, *PSRB_IO_CONTROL; 需要引起注意的是IDINFO第57-58 WORD (CHS可尋址的扇區數)，因為不滿足32位對齊的要求，不可定義為一個ULONG字段。Lynn McGuire的程序裡正是由於定義為一個ULONG字段，導致該結構不可用。 以下是核心代碼： // 打開設備
// filename: 設備的「文件名」
HANDLE OpenDevice(LPCTSTR filename)
{
HANDLE hDevice; // 打開設備
hDevice= ::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 hDevice;
} // 向驅動發「IDENTIFY DEVICE」命令，獲得設備信息
// hDevice: 設備句柄
// pIdInfo: 設備信息結構指針
BOOL IdentifyDevice(HANDLE hDevice, PIDINFO pIdInfo)
{
PSENDCMDINPARAMS pSCIP; // 輸入數據結構指針
PSENDCMDOUTPARAMS pSCOP; // 輸出數據結構指針
DWORD dwOutBytes; // IOCTL輸出數據長度
BOOL bResult; // IOCTL返回值 // 申請輸入/輸出數據結構空間
pSCIP = (PSENDCMDINPARAMS)::GlobalAlloc(LMEM_ZEROINIT, sizeof(SENDCMDINPARAMS)-1);
pSCOP = (PSENDCMDOUTPARAMS)::GlobalAlloc(LMEM_ZEROINIT, sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) sizeof(IDINFO)-1); // 指定ATA/ATAPI命令的寄存器值
// pSCIP->irDriveRegs.bFeaturesReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bSectorCountReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bSectorNumberReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bCylLowReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bCylHighReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bDriveHeadReg = 0;
pSCIP->irDriveRegs.bCommandReg = IDE_ATA_IDENTIFY; // 指定輸入/輸出數據緩衝區大小
pSCIP->cBufferSize = 0;
pSCOP->cBufferSize = sizeof(IDINFO); // IDENTIFY DEVICE
bResult = ::DeviceIoControl(hDevice, // 設備句柄
DFP_RECEIVE_DRIVE_DATA, // 指定IOCTL
pSCIP, sizeof(SENDCMDINPARAMS) - 1, // 輸入數據緩衝區
pSCOP, sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) sizeof(IDINFO) - 1, // 輸出數據緩衝區
&dwOutBytes, // 輸出數據長度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O // 複製設備參數結構
::memcpy(pIdInfo, pSCOP->bBuffer, sizeof(IDINFO)); // 釋放輸入/輸出數據空間
::GlobalFree(pSCOP);
::GlobalFree(pSCIP); return bResult;
} // 向SCSI MINI-PORT驅動發「IDENTIFY DEVICE」命令，獲得設備信息
// hDevice: 設備句柄
// pIdInfo: 設備信息結構指針
BOOL IdentifyDeviceAsScsi(HANDLE hDevice, int nDrive, PIDINFO pIdInfo)
{
PSENDCMDINPARAMS pSCIP; // 輸入數據結構指針
PSENDCMDOUTPARAMS pSCOP; // 輸出數據結構指針
PSRB_IO_CONTROL pSRBIO; // SCSI輸入輸出數據結構指針
DWORD dwOutBytes; // IOCTL輸出數據長度
BOOL bResult; // IOCTL返回值 // 申請輸入/輸出數據結構空間
pSRBIO = (PSRB_IO_CONTROL)::GlobalAlloc(LMEM_ZEROINIT, sizeof(SRB_IO_CONTROL) sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) sizeof(IDINFO)-1);
pSCIP = (PSENDCMDINPARAMS)((char *)pSRBIO sizeof(SRB_IO_CONTROL));
pSCOP = (PSENDCMDOUTPARAMS)((char *)pSRBIO sizeof(SRB_IO_CONTROL)); // 填充輸入/輸出數據
pSRBIO->HeaderLength = sizeof(SRB_IO_CONTROL);
pSRBIO->Timeout = 10000;
pSRBIO->Length = sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) sizeof(IDINFO)-1;
pSRBIO->ControlCode = IOCTL_SCSI_MINIPORT_IDENTIFY;
::strncpy ((char *)pSRBIO->Signature, "SCSIDISK", 8); // 指定ATA/ATAPI命令的寄存器值
// pSCIP->irDriveRegs.bFeaturesReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bSectorCountReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bSectorNumberReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bCylLowReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bCylHighReg = 0;
// pSCIP->irDriveRegs.bDriveHeadReg = 0;
pSCIP->irDriveRegs.bCommandReg = IDE_ATA_IDENTIFY;
pSCIP->bDriveNumber = nDrive; // IDENTIFY DEVICE
bResult = ::DeviceIoControl(hDevice, // 設備句柄
IOCTL_SCSI_MINIPORT, // 指定IOCTL
pSRBIO, sizeof(SRB_IO_CONTROL) sizeof(SENDCMDINPARAMS) - 1, // 輸入數據緩衝區
pSRBIO, sizeof(SRB_IO_CONTROL) sizeof(SENDCMDOUTPARAMS) sizeof(IDINFO) - 1, // 輸出數據緩衝區
&dwOutBytes, // 輸出數據長度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
// 複製設備參數結構
::memcpy(pIdInfo, pSCOP->bBuffer, sizeof(IDINFO)); // 釋放輸入/輸出數據空間
::GlobalFree(pSRBIO); return bResult;
} // 將串中的字符兩兩顛倒
// 原因是ATA/ATAPI中的WORD，與Windows採用的字節順序相反
// 驅動程序中已經將收到的數據全部反過來，我們來個負負得正
void AdjustString(char* str, int len)
{
char ch;
int i; // 兩兩顛倒
for(i=0;i Q 我注意到ATA/ATAPI裡，以及DiskID32里，有一個「IDENTIFY PACKET DEVICE」指令，與「IDENTIFY DEVICE」有什麼區別？ A IDENTIFY DEVICE專門用於固定硬盤，而IDENTIFY PACKET DEVICE用於可移動存儲設備如CDROM、CF、MO、ZIP、TAPE等。因為驅動程序的原因，實際上用本例的方法，不管是IDENTIFY DEVICE也好，IDENTIFY PACKET DEVICE也好，獲取可移動存儲設備的詳細信息，一般是做不到的。而且除了IDE硬盤，對SCSI、USB等接口的硬盤也不起作用。除非廠商提供的驅動支持這樣的功能。 Q ATA/ATAPI有很多指令，如READ SECTORS, WRITE SECTORS, SECURITY, SLEEP, STANDBY等，利用上述方法，是否可進行相應操作？ A 應該沒問題。但切記，要慎重慎重再慎重！ Q 關於權限問題，請解釋一下好嗎？ A 在NT/2000/XP下，administrator可以管理設備，上述兩種訪問驅動的方法都行。但在user身份下，或者登錄到域後，用戶無法訪問PhysicalDrive驅動的核心層，但SCSI MINI-PORT驅動卻可以。目前是可以，不知道Windows以後的版本是否支持。因為這肯定是一個安全隱患。
另外，我們著重討論NT/2000/XP中DeviceIoControl的應用，如果需要在98/ME中得到包括硬盤序列號在內的更加詳細的信息，請參考DiskID32。 源碼：IdeDiskInfo.zip (25KB) Lynn McGuire的DiskID32.zip(30KB) T13官方網站 http://www.t13.org 網路志工聯盟----Visita網站http://www.vista.org.tw
---[ 發問前請先找找舊文章 ]--- 發表人 - axsoft 於 2003/03/19 12:42:42
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實戰DeviceIoControl 之五：列舉已安裝的存儲設備作者:bhw98 資料來源:www.CSDN.net Q 前幾次我們討論的都是設備名比較清楚的情況，有了設備名(路徑)，就可以直接調用CreateFile打開設備，進行它所支持的I/O操作了。如果事先並不能確切知道設備名，如何去訪問設備呢？ A 訪問設備必須用設備句柄，而得到設備句柄必須知道設備路徑，這個套路以你我之力是改變不了的。每個設備都有它所屬類型的GUID，我們順著這個GUID就能獲得設備路徑。 GUID是同類或同種設備的全球唯一識別碼，它是一個128 bit(16字節)的整形數，真實面目為
typedef struct _GUID
{
unsigned long Data1;
unsigned short Data2;
unsigned short Data3;
unsigned char Data4[8];
} GUID, *PGUID;
例如，Disk類的GUID為「53f56307-b6bf-11d0-94f2-00a0c91efb8b」，在我們的程序裡可以定義為
const GUID DiskClassGuid = {0x53f56307L, 0xb6bf, 0x11d0, {0x94, 0xf2, 0x00, 0xa0, 0xc9, 0x1e, 0xfb, 0x8b)};
或者用一個宏來定義
DEFINE_GUID(DiskClassGuid, 0x53f56307L, 0xb6bf, 0x11d0, 0x94, 0xf2, 0x00, 0xa0, 0xc9, 0x1e, 0xfb, 0x8b); 通過GUID找出設備路徑，需要用到一組設備管理的API函數
SetupDiGetClassDevs, SetupDiEnumDeviceInterfaces, SetupDiGetInterfaceDeviceDetail, SetupDiDestroyDeviceInfoList,
以及結構SP_DEVICE_INTERFACE_DATA, SP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA。
有關信息請查閱MSDN，這裡就不詳細介紹了。 實現GUID到設備路徑的代碼如下：
// SetupDiGetInterfaceDeviceDetail所需要的輸出長度，定義足夠大
#define INTERFACE_DETAIL_SIZE (1024) // 根據GUID獲得設備路徑
// lpGuid: GUID指針
// pszDevicePath: 設備路徑指針的指針
// 返回: 成功得到的設備路徑個數，可能不止1個
int GetDevicePath(LPGUID lpGuid, LPTSTR* pszDevicePath)
{
HDEVINFO hDevInfoSet;
SP_DEVICE_INTERFACE_DATA ifdata;
PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA pDetail;
int nCount;
BOOL bResult; // 取得一個該GUID相關的設備信息集句柄
hDevInfoSet = ::SetupDiGetClassDevs(lpGuid, // class GUID
NULL, // 無關鍵字
NULL, // 不指定父窗口句柄
DIGCF_PRESENT | DIGCF_DEVICEINTERFACE); // 目前存在的設備 // 失敗...
if(hDevInfoSet == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return 0;
} // 申請設備接口數據空間
pDetail = (PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA)::GlobalAlloc(LMEM_ZEROINIT, INTERFACE_DETAIL_SIZE);
pDetail->cbSize = sizeof(SP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA); nCount = 0;
bResult = TRUE;
// 設備序號=0,1,2... 逐一測試設備接口，到失敗為止
while (bResult)
{
ifdata.cbSize=sizeof(ifdata);
// 枚舉符合該GUID的設備接口
bResult = ::SetupDiEnumDeviceInterfaces(
hDevInfoSet, // 設備信息集句柄
NULL, // 不需額外的設備描述
lpGuid, // GUID
(ULONG)nCount, // 設備信息集裡的設備序號
&ifdata); // 設備接口信息 if(bResult)
{
// 取得該設備接口的細節(設備路徑)
bResult = SetupDiGetInterfaceDeviceDetail(
hDevInfoSet, // 設備信息集句柄
&ifdata, // 設備接口信息
pDetail, // 設備接口細節(設備路徑)
INTERFACE_DETAIL_SIZE, // 輸出緩衝區大小
NULL, // 不需計算輸出緩衝區大小(直接用設定值)
NULL); // 不需額外的設備描述 if(bResult)
{
// 複製設備路徑到輸出緩衝區
::strcpy(pszDevicePath[nCount], pDetail->DevicePath); // 調整計數值
nCount ;
}
}
} // 釋放設備接口數據空間
::GlobalFree(pDetail); // 關閉設備信息集句柄
::SetupDiDestroyDeviceInfoList(hDevInfoSet); return nCount;
} 調用GetDevicePath函數時要注意，pszDevicePath是個指向字符串指針的指針，例如可以這樣 int i;
char* szDevicePath[MAX_DEVICE]; // 設備路徑 // 分配需要的空間
for(i=0; i Q 我用這個方法從IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY返回的數據中，沒有得到CDROM和USB接口的外置硬盤的序列號、產品ID等信息。但從設備路徑上看，明明是有這些信息的，為什麼它沒有填充到STORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR中呢？再就是為什麼硬盤序列號本是「D22P7KHE 」，為什麼它填充的是「3146563447534558202020202020202020202020」這種形式呢？ A 對這兩個問題我也是心存疑惑，但又不敢妄加猜測，正琢磨著向微軟請教呢。 源碼：StorageEnum.zip (23KB) 網路志工聯盟----Visita網站http://www.vista.org.tw
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實戰DeviceIoControl 之六：訪問物理端口關鍵字:DeviceIoControl,物理端口,設備驅動程序,IOPM,CMOS,speaker 作者:bhw98 資料來源:www.CSDN.net Q 在NT/2000/XP中，如何讀取CMOS數據？ Q 在NT/2000/XP中，如何控制speaker發聲？ Q 在NT/2000/XP中，如何直接訪問物理端口？ A 看似小小問題，難倒多少好漢！ NT/2000/XP從安全性、可靠性、穩定性上考慮，應用程序和操作系統是分開的，操作系統代碼運行在核心態，有權訪問系統數據和硬件，能執行特權指令；應用程序運行在用戶態，能夠使用的接口和訪問系統數據的權限都受到嚴格限制。當用戶程序調用系統服務時，處理器捕獲該調用，然後把調用的線程切換到核心態。當系統服務完成後，操作系統將線程描述表切換回用戶態，調用者繼續運行。 想在用戶態應用程序中實現I/O讀寫，直接存取硬件，可以通過編寫驅動程序，實現CreateFile、CloseHandle、 DeviceIOControl、ReadFile、WriteFile等功能。從Windows 2000開始，引入WDM核心態驅動程序的概念。 下面是我寫的一個非常簡單的驅動程序，可實現字節型端口I/O。
#include < ntddk.h > // 設備類型定義
// 0-32767被Microsoft佔用，用戶自定義可用32768-65535
#define FILE_DEVICE_MYPORT 0x0000f000 // I/O控制碼定義
// 0-2047被Microsoft佔用，用戶自定義可用2048-4095
#define MYPORT_IOCTL_BASE 0xf00 #define IOCTL_MYPORT_READ_BYTE CTL_CODE(FILE_DEVICE_MYPORT, MYPORT_IOCTL_BASE, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_MYPORT_WRITE_BYTE CTL_CODE(FILE_DEVICE_MYPORT, MYPORT_IOCTL_BASE 1, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS) // IOPM是65536個端口的位屏蔽矩陣，包含8192字節(8192 x 8 = 65536)
// 0 bit: 允許應用程序訪問對應端口
// 1 bit: 禁止應用程序訪問對應端口 #define IOPM_SIZE 8192 typedef UCHAR IOPM[IOPM_SIZE]; IOPM *pIOPM = NULL; // 設備名(要求以UNICODE表示)
const WCHAR NameBuffer[] = L"\\Device\\MyPort";
const WCHAR DOSNameBuffer[] = L"\\DosDevices\\MyPort"; // 這是兩個在ntoskrnl.exe中的未見文檔的服務例程
// 沒有現成的已經說明它們原型的頭文件，我們自己聲明
void Ke386SetIoAccessMap(int, IOPM *);
void Ke386IoSetAccessProcess(PEPROCESS, int); // 函數原型預先說明
NTSTATUS MyPortDispatch(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);
void MyPortUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject); // 驅動程序入口，由系統自動調用，就像WIN32應用程序的WinMain
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
PDEVICE_OBJECT deviceObject;
NTSTATUS status;
UNICODE_STRING uniNameString, uniDOSString; // 為IOPM分配內存
pIOPM = MmAllocateNonCachedMemory(sizeof(IOPM));
if(pIOPM == 0)
{
return STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;
} // IOPM全部初始化為0(允許訪問所有端口)
RtlZeroMemory(pIOPM, sizeof(IOPM));
// 將IOPM加載到當前進程
Ke386IoSetAccessProcess(PsGetCurrentProcess(), 1);
Ke386SetIoAccessMap(1, pIOPM); // 指定驅動名字
RtlInitUnicodeString(&uniNameString, NameBuffer);
RtlInitUnicodeString(&uniDOSString, DOSNameBuffer); // 創建設備
status = IoCreateDevice(DriverObject, 0,
&uniNameString,
FILE_DEVICE_MYPORT,
0, FALSE, &deviceObject); if(!NT_SUCCESS(status))
{
return status;
} // 創建WIN32應用程序需要的符號連接
status = IoCreateSymbolicLink (&uniDOSString, &uniNameString); if (!NT_SUCCESS(status))
{
return status;
} // 指定驅動程序有關操作的模塊入口(函數指針)
// 涉及以下兩個模塊：MyPortDispatch和MyPortUnload
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] =
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] =
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL] = MyPortDispatch;
DriverObject->DriverUnload = MyPortUnload; return STATUS_SUCCESS;
} // IRP處理模塊
NTSTATUS MyPortDispatch(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp)
{
PIO_STACK_LOCATION IrpStack;
ULONG dwInputBufferLength;
ULONG dwOutputBufferLength;
ULONG dwIoControlCode;
PULONG pvIOBuffer;
NTSTATUS ntStatus; // 填充幾個默認值
Irp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS; // 返回狀態
Irp->IoStatus.Information = 0; // 輸出長度
IrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(Irp); // Get the pointer to the input/output buffer and it's length // 輸入輸出共用的緩衝區
// 因為我們在IOCTL中指定了METHOD_BUFFERED，
pvIOBuffer = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer; switch (IrpStack->MajorFunction)
{
case IRP_MJ_CREATE: // 與WIN32應用程序中的CreateFile對應
break;
case IRP_MJ_CLOSE: // 與WIN32應用程序中的CloseHandle對應
break;
case IRP_MJ_DEVICE_CONTROL: // 與WIN32應用程序中的DeviceIoControl對應
dwIoControlCode = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode;
switch (dwIoControlCode)
{
// 我們約定，緩衝區共兩個DWORD，第一個DWORD為端口，第二個DWORD為數據
// 一般做法是專門定義一個結構，此處簡單化處理了
case IOCTL_MYPORT_READ_BYTE: // 從端口讀字節
pvIOBuffer[1] = _inp(pvIOBuffer[0]);
Irp->IoStatus.Information = 8; // 輸出長度為8
break;
case IOCTL_MYPORT_WRITE_BYTE: // 寫字節到端口
_outp(pvIOBuffer[0], pvIOBuffer[1]);
break;
default: // 不支持的IOCTL
Irp->IoStatus.Status = STATUS_INVALID_PARAMETER;
}
} ntStatus = Irp->IoStatus.Status; IoCompleteRequest (Irp, IO_NO_INCREMENT); return ntStatus;
} // 刪除驅動
void MyPortUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
UNICODE_STRING uniDOSString; if(pIOPM)
{
// 釋放IOPM佔用的空間
MmFreeNonCachedMemory(pIOPM, sizeof(IOPM));
} RtlInitUnicodeString(&uniDOSString, DOSNameBuffer); // 刪除符號連接和設備
IoDeleteSymbolicLink (&uniDOSString);
IoDeleteDevice(DriverObject->DeviceObject);
} 下面給出實現設備驅動程序的動態加載的源碼。動態加載的好處是，你不用做任何添加新硬件的操作，也不用編輯註冊表，更不用重新啟動計算機。 // 安裝驅動並啟動服務
// lpszDriverPath: 驅動程序路徑
// lpszServiceName: 服務名
BOOL StartDriver(LPCTSTR lpszDriverPath, LPCTSTR lpszServiceName)
{
SC_HANDLE hSCManager; // 服務控制管理器句柄
SC_HANDLE hService; // 服務句柄
BOOL bResult = FALSE; // 返回值 // 打開服務控制管理器
hSCManager = OpenSCManager(NULL, NULL, SC_MANAGER_ALL_ACCESS); // 打開失敗...
if(hSCManager)
{
// 創建服務
hService = CreateService(hSCManager,
lpszServiceName,
lpszServiceName,
SERVICE_ALL_ACCESS,
SERVICE_KERNEL_DRIVER,
SERVICE_DEMAND_START,
SERVICE_ERROR_NORMAL,
lpszDriverPath,
NULL,
NULL,
NULL,
NULL,
NULL); if(hService)
{
// 啟動服務
bResult = StartService(hService, 0, NULL);
// 關閉服務句柄
CloseServiceHandle(hService);
}
// 關閉服務控制管理器句柄
CloseServiceHandle(hSCManager);
} return bResult;
} // 停止服務並卸下驅動
// lpszServiceName: 服務名
BOOL StopDriver(LPCTSTR lpszServiceName)
{
SC_HANDLE hSCManager; // 服務控制管理器句柄
SC_HANDLE hService; // 服務句柄
BOOL bResult = FALSE; // 返回值
SERVICE_STATUS ServiceStatus; // 打開服務控制管理器
hSCManager = OpenSCManager(NULL, NULL, SC_MANAGER_ALL_ACCESS); // 打開失敗...
if(hSCManager)
{
// 打開服務
hService = OpenService(hSCManager, lpszServiceName, SERVICE_ALL_ACCESS); if(hService)
{
// 停止服務
bResult = ControlService(hService, SERVICE_CONTROL_STOP, &ServiceStatus); // 刪除服務
bResult = bResult && DeleteService(hService); // 關閉服務句柄
CloseServiceHandle(hService);
} // 關閉服務控制管理器句柄
CloseServiceHandle(hSCManager);
} return bResult;
} 應用程序實現端口I/O的接口如下： // 全局的設備句柄
HANDLE hMyPort; // 打開設備
// lpszDevicePath: 設備的路徑
HANDLE OpenDevice(LPCTSTR lpszDevicePath)
{
HANDLE hDevice; // 打開設備
hDevice= ::CreateFile(lpszDevicePath, // 設備路徑
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 hDevice;
} // 打開端口驅動
BOOL OpenMyPort()
{
BOOL bResult; // 設備名為"MyPort"，驅動程序位於Windows的"system32\drivers"目錄中
bResult = StartDriver("system32\\drivers\\MyPort.sys", "MyPort"); // 設備路徑為"\\.\MyPort"
if(bResult) hMyPort=OpenDevice("\\\\.\\MyPort"); return (bResult && hMyPort!=INVALID_HANDLE_VALUE);
} // 關閉端口驅動
BOOL CloseMyPort()
{
return (CloseHandle(hMyPort) && StopDriver("MyPort"));
} // 從指定端口讀一個字節
// port: 端口
BYTE ReadPortByte(WORD port)
{
DWORD buf[2]; // 輸入輸出緩衝區
DWORD dwOutBytes; // IOCTL輸出數據長度 buf[0] = port; // 第一個DWORD是端口
// buf[1] = 0; // 第二個DWORD是數據 // 用IOCTL_MYPORT_READ_BYTE讀端口
::DeviceIoControl(hMyPort, // 設備句柄
IOCTL_MYPORT_READ_BYTE, // 取設備屬性信息
buf, sizeof(buf), // 輸入數據緩衝區
buf, sizeof(buf), // 輸出數據緩衝區
&dwOutBytes, // 輸出數據長度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O return (BYTE)buf[1];
} // 將一個字節寫到指定端口
// port: 端口
// data: 字節數據
void WritePortByte(WORD port, BYTE data)
{
DWORD buf[2]; // 輸入輸出緩衝區
DWORD dwOutBytes; // IOCTL輸出數據長度 buf[0] = port; // 第一個DWORD是端口
buf[1] = data; // 第二個DWORD是數據 // 用IOCTL_MYPORT_WRITE_BYTE寫端口
::DeviceIoControl(hMyPort, // 設備句柄
IOCTL_MYPORT_WRITE_BYTE, // 取設備屬性信息
buf, sizeof(buf), // 輸入數據緩衝區
buf, sizeof(buf), // 輸出數據緩衝區
&dwOutBytes, // 輸出數據長度
(LPOVERLAPPED)NULL); // 用同步I/O
} 有了ReadPortByte和WritePortByte這兩個函數，我們就能很容易地操縱CMOS和speaker了(關於CMOS值的含義以及定時器寄存器定義，請參考相應的硬件資料)： // 0x70是CMOS索引端口(只寫)
// 0x71是CMOS數據端口
BYTE ReadCmos(BYTE index)
{
BYTE data; ::WritePortByte(0x70, index);
data = ::ReadPortByte(0x71); return data;
} // 0x61是speaker控制端口
// 0x43是8253/8254定時器控制端口
// 0x42是8253/8254定時器通道2的端口
void Sound(DWORD freq )
{
BYTE data; if(freq>=20 && freq<=20000)
{
freq = 1193181 / freq; data = ::ReadPortByte(0x61); if((data & 3) == 0)
{
::WritePortByte(0x61, data | 3);
::WritePortByte(0x43, 0xb6);
} ::WritePortByte(0x42, (BYTE)(freq%6));
::WritePortByte(0x42, (BYTE)(freq/256));
}
} void NoSound( void )
{
BYTE data; data = ::ReadPortByte(0x61); ::WritePortByte(0x61, data & 0xfc);
} // 讀出CMOS 128個字節
for(int i=0;i<128;i )
{
BYTE data = ::ReadCmos(i);
... ...
} // 用C調演奏「多-來-米」 // 1 = 262 Hz
::Sound(262);
::Sleep(200);
::NoSound(); // 2 = 288 Hz
::Sound(288);
::Sleep(200);
::NoSound(); // 3 = 320 Hz
::Sound(320);
::Sleep(200);
::NoSound();
Q 就是個簡單的端口I/O，這麼麻煩才能實現，搞得俺頭腦稀昏，有沒有簡潔明瞭的辦法啊？ A 上面的例子，之所以從編寫驅動程序，到安裝驅動，到啟動服務，到打開設備，到訪問設備，一直到讀寫端口，這樣一路下來，是為了揭示在NT/2000/XP中硬件訪問技術的本質。假如將所有過程封裝起來，只提供OpenMyPort, CloseMyPort, ReadPortByte, WritePortByte甚至更高層的ReadCmos、WriteCmos、Sound、NoSound給你調用，是不是會感覺清爽許多？
實際上，我們平常做的基於一定硬件的二次開發，一般會先安裝驅動程序(DRV)和用戶接口的運行庫(DLL)，然後在此基礎上開發出我們的應用程序(APP)。DRV、DLL、APP三者分別運行在核心態、核心態/用戶態聯絡帶、用戶態。比如買了一塊圖像採集卡，要先安裝核心驅動，它的「Development Tool Kit」，提供類似於PCV_Initialize, PCV_Capture等的API，就是扮演核心態和用戶態聯絡員的角色。我們根本不需要CreateFile、CloseHandle、 DeviceIOControl、ReadFile、WriteFile等較低層次的直接調用。
Yariv Kaplan寫過一個WinIO的例子，能實現對物理端口和內存的訪問，提供了DRV、DLL、APP三方面的源碼，有興趣的話可以深入研究一下。 驅動程序源碼：MyPort.zip (3KB, 編譯環境: VC6 2000DDK)
演示程序源碼：MyPortIo.zip (22KB, 含MyPort.sys, 該文件需複製到windows的system32\drivers目錄中)
Yariv Kaplan的主頁：http://www.internals.com [作者後記]
「實戰DeviceIoControl系列」，到此告一段落了。
所謂「實戰DeviceIoControl」，其實名不副實，並不是一步一步地介紹一個大型應用的開發，限於篇幅，只是列舉一些用到DeviceIoControl的場合的例子而已。對涉及硬件的開發人員，DeviceIoControl是一個非常重要的API，其基本用處是聯絡設備驅動和應用程序，像本例中編寫設備的用戶接口時用到的情形比較多。如果只是限於開發應用程序，可能永遠都用不到，也可能被迫使用（如獲取硬盤序列號）。 網路志工聯盟----Visita網站http://www.vista.org.tw
---[ 發問前請先找找舊文章 ]--- 發表人 - axsoft 於 2003/03/19 12:55:31
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發表時間：2003-03-13 18:02:41
IP:210.202.xxx.xxx 未訂閱
系統時間：2024-11-22 20:38:19
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