实战DeviceIoControl之五：列举已安装的存储设备

Q 前几次我们讨论的都是设备名比较清楚的情况，有了设备名(路径)，就可以直接调用CreateFile打开设备，进行它所支持的I/O操作了。如果事先并不能确切知道设备名，如何去访问设备呢？

A 访问设备必须用设备句柄，而得到设备句柄必须知道设备路径，这个套路以你我之力是改变不了的。每个设备都有它所属类型的GUID，我们顺着这个GUID就能获得设备路径。
GUID是同类或同种设备的全球唯一识别码，它是一个128 bit(16字节)的整形数，真实面目为

typedef struct _GUID
{
    unsigned long  Data1;
    unsigned short Data2;
    unsigned short Data3;
    unsigned char  Data4[8];
} GUID, *PGUID;

例如，Disk类的GUID为“53f56307-b6bf-11d0-94f2-00a0c91efb8b”，在我们的程序里可以定义为
const GUID DiskClassGuid = {0x53f56307L, 0xb6bf, 0x11d0, {0x94, 0xf2, 0x00, 0xa0, 0xc9, 0x1e, 0xfb, 0x8b)};
或者用一个宏来定义
DEFINE_GUID(DiskClassGuid, 0x53f56307L, 0xb6bf, 0x11d0, 0x94, 0xf2, 0x00, 0xa0, 0xc9, 0x1e, 0xfb, 0x8b);

通过GUID找出设备路径，需要用到一组设备管理的API函数
SetupDiGetClassDevs, SetupDiEnumDeviceInterfaces, SetupDiGetInterfaceDeviceDetail, SetupDiDestroyDeviceInfoList,
以及结构SP_DEVICE_INTERFACE_DATA, SP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA。
有关信息请查阅MSDN，这里就不详细介绍了。

实现GUID到设备路径的代码如下：

// SetupDiGetInterfaceDeviceDetail所需要的输出长度，定义足够大
#define INTERFACE_DETAIL_SIZE (1024)

// 根据GUID获得设备路径
// lpGuid: GUID指针
// pszDevicePath: 设备路径指针的指针
// 返回: 成功得到的设备路径个数，可能不止1个
int GetDevicePath(LPGUID lpGuid, LPTSTR* pszDevicePath)
{
 HDEVINFO hDevInfoSet;
 SP_DEVICE_INTERFACE_DATA ifdata;
 PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA pDetail;
 int nCount;
 BOOL bResult;

 // 取得一个该GUID相关的设备信息集句柄
 hDevInfoSet = ::SetupDiGetClassDevs(lpGuid,  // class GUID
  NULL,     // 无关键字
  NULL,     // 不指定父窗口句柄
  DIGCF_PRESENT | DIGCF_DEVICEINTERFACE); // 目前存在的设备

 // 失败...
 if(hDevInfoSet == INVALID_HANDLE_VALUE)
 {
  return 0;
 }

 // 申请设备接口数据空间
 pDetail = (PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA)::GlobalAlloc(LMEM_ZEROINIT, INTERFACE_DETAIL_SIZE);
 
 pDetail->cbSize = sizeof(SP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA);

 nCount = 0;
 bResult = TRUE;
 
 // 设备序号=0,1,2... 逐一测试设备接口，到失败为止
 while (bResult)
 {
  ifdata.cbSize=sizeof(ifdata);
 
  // 枚举符合该GUID的设备接口
  bResult = ::SetupDiEnumDeviceInterfaces(
   hDevInfoSet,  // 设备信息集句柄
   NULL,   // 不需额外的设备描述
   lpGuid,   // GUID
   (ULONG)nCount,  // 设备信息集里的设备序号
   &ifdata);  // 设备接口信息

  if(bResult)
  {
   // 取得该设备接口的细节(设备路径)
   bResult = SetupDiGetInterfaceDeviceDetail(
    hDevInfoSet,  // 设备信息集句柄
    &ifdata,  // 设备接口信息
    pDetail,  // 设备接口细节(设备路径)
    INTERFACE_DETAIL_SIZE, // 输出缓冲区大小
    NULL,   // 不需计算输出缓冲区大小(直接用设定值)
    NULL);   // 不需额外的设备描述

   if(bResult)
   {
    // 复制设备路径到输出缓冲区
    ::strcpy(pszDevicePath[nCount], pDetail->DevicePath);

    // 调整计数值
    nCount++;
   }
  }
 }

 // 释放设备接口数据空间
 ::GlobalFree(pDetail);

 // 关闭设备信息集句柄
 ::SetupDiDestroyDeviceInfoList(hDevInfoSet);

 return nCount;
}

调用GetDevicePath函数时要注意，pszDevicePath是个指向字符串指针的指针，例如可以这样

 int i;
 char* szDevicePath[MAX_DEVICE];  // 设备路径

 // 分配需要的空间
 for(i=0; i<MAX_DEVICE; i++) szDevicePath[i] = new char[256];

 // 取设备路径
 nDevice = ::GetDevicePath((LPGUID)&DiskClassGuid, szDevicePath);

 // 逐一获取设备信息
 for(i=0; i<nDevice; i++)
 {
  // 打开设备
  hDevice = ::OpenDevice(szDevicePath[i]);

  if(hDevice != INVALID_HANDLE_VALUE)
  {
   ... ...  // I/O操作

  ::CloseHandle(hDevice);
  }
 }

 // 释放空间
 for(i=0;i<MAX_DEVICE;i++) delete []szDevicePath[i];

本例的Project中除了要包含winioctl.h外，还要包含initguid.h，setupapi.h，以及连接setupapi.lib。

Q 得到设备路径后，就可以到下一步，用CreateFile打开设备，然后用DeviceIoControl进行读写了吧？

A 是的。尽管该设备路径与以前我们接触的那些不太一样。本是“//./PhysicalDrive0”，现在鸟枪换炮，变成了类似这样的一副尊容：
“//?/ide#diskmaxtor_2f040j0__________________________vam51jj0#3146563447534558202020202020202020202020#{53f56307-b6bf-11d0-94f2-00a0c91efb8b}”。
其实这个设备名在注册表的某处可以找到，例如在Win2000中这个名字位于
HKEY_LOCAL_MACHINE/System/CurrentControlSet/Services/Disk/Enum/0，
只不过“#”换成了“/”。分析一下这样的设备路径，你会发现很有趣的东西，它们是由接口类型、产品型号、固件版本、序列号、计算机名、GUID等信息组合而成的。当然，它是没有规范的，不能指望从这里面得到你希望知道的东西。
用CreateFile打开设备后，对于存储设备，IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY，IOCTL_STORAGE_GET_MEDIA_TYPES_EX等I/O控制码照常使用。
今天我们讨论一个新的控制码：IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY，获取设备属性信息，希望得到系统中所安装的各种固定的和可移动的硬盘、优盘和CD/DVD-ROM/R/W的接口类型、序列号、产品ID等信息。

// IOCTL控制码
#define IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY   CTL_CODE(IOCTL_STORAGE_BASE, 0x0500, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)

// 存储设备的总线类型
typedef enum _STORAGE_BUS_TYPE {
    BusTypeUnknown = 0x00,
    BusTypeScsi,
    BusTypeAtapi,
    BusTypeAta,
    BusType1394,
    BusTypeSsa,
    BusTypeFibre,
    BusTypeUsb,
    BusTypeRAID,
    BusTypeMaxReserved = 0x7F
} STORAGE_BUS_TYPE, *PSTORAGE_BUS_TYPE;

// 查询存储设备属性的类型
typedef enum _STORAGE_QUERY_TYPE {
    PropertyStandardQuery = 0,          // 读取描述
    PropertyExistsQuery,                // 测试是否支持
    PropertyMaskQuery,                  // 读取指定的描述
    PropertyQueryMaxDefined  // 验证数据
} STORAGE_QUERY_TYPE, *PSTORAGE_QUERY_TYPE;

// 查询存储设备还是适配器属性
typedef enum _STORAGE_PROPERTY_ID {
    StorageDeviceProperty = 0,   // 查询设备属性
    StorageAdapterProperty   // 查询适配器属性
} STORAGE_PROPERTY_ID, *PSTORAGE_PROPERTY_ID;

// 查询属性输入的数据结构
typedef struct _STORAGE_PROPERTY_QUERY {
 STORAGE_PROPERTY_ID PropertyId;  // 设备/适配器
 STORAGE_QUERY_TYPE QueryType;  // 查询类型
    UCHAR AdditionalParameters[1];  // 额外的数据(仅定义了象征性的1个字节)
} STORAGE_PROPERTY_QUERY, *PSTORAGE_PROPERTY_QUERY;

// 查询属性输出的数据结构
typedef struct _STORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR {
    ULONG Version;  // 版本
    ULONG Size;   // 结构大小
    UCHAR DeviceType;  // 设备类型
    UCHAR DeviceTypeModifier; // SCSI-2额外的设备类型
    BOOLEAN RemovableMedia; // 是否可移动
    BOOLEAN CommandQueueing; // 是否支持命令队列
    ULONG VendorIdOffset;  // 厂家设定值的偏移
    ULONG ProductIdOffset;  // 产品ID的偏移
    ULONG ProductRevisionOffset; // 产品版本的偏移
    ULONG SerialNumberOffset;  // 序列号的偏移
    STORAGE_BUS_TYPE BusType;  // 总线类型
    ULONG RawPropertiesLength;  // 额外的属性数据长度
    UCHAR RawDeviceProperties[1]; // 额外的属性数据(仅定义了象征性的1个字节)
} STORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR, *PSTORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR;

// 取设备属性信息
// hDevice -- 设备句柄
// pDevDesc -- 输出的设备描述和属性信息缓冲区指针(包含连接在一起的两部分)
BOOL GetDriveProperty(HANDLE hDevice, PSTORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR pDevDesc)
{
 STORAGE_PROPERTY_QUERY Query; // 查询输入参数
 DWORD dwOutBytes;    // IOCTL输出数据长度
 BOOL bResult;     // IOCTL返回值

 // 指定查询方式
 Query.PropertyId = StorageDeviceProperty;
 Query.QueryType = PropertyStandardQuery;

 // 用IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY取设备属性信息
 bResult = ::DeviceIoControl(hDevice,  // 设备句柄
  IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY,  // 取设备属性信息
  &Query, sizeof(STORAGE_PROPERTY_QUERY), // 输入数据缓冲区
  pDevDesc, pDevDesc->Size,  // 输出数据缓冲区
  &dwOutBytes,    // 输出数据长度
  (LPOVERLAPPED)NULL);   // 用同步I/O 

 return bResult;
}

Q 我用这个方法从IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY返回的数据中，没有得到CDROM和USB接口的外置硬盘的序列号、产品ID等信息。但从设备路径上看，明明是有这些信息的，为什么它没有填充到STORAGE_DEVICE_DESCRIPTOR中呢？再就是为什么硬盘序列号本是“D22P7KHE            ”，为什么它填充的是“3146563447534558202020202020202020202020”这种形式呢？

A 对这两个问题我也是心存疑惑，但又不敢妄加猜测，正琢磨着向微软请教呢。