[Win32] 直接读写磁盘扇区（磁盘绝对读写）

Posted 2020-09-22 ljbguanli

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正讲着驱动开发呢，这里突然插一篇Win32的博文。事实上。还是做引子，上一篇博文“IRP与派遣函数”中，我们知道了驱动程序须要处理I/O请求。我们先来看看怎么发出一个I/O请求。

一般的程序不会直接去訪问磁盘，毕竟有文件系统（FileSystem）帮助我们轻松地组织文件，可是有时候必须訪问磁盘，由于文件系统隐藏了低层次的实现，linux人喜欢把文件系统叫做“虚拟文件系统（VFS）”，事实上原因就在这里。比方我们把一个文件从一个分区拷贝到还有一个分区（事实上就是从一个分区中读取文件再向还有一个分区写入文件，当然通常是分段读取写入的，或者是用虚拟内存（线性地址空间）映射文件），我们不须要关心磁盘上分区的组织方法。比方MBR格式或GPT格式，也不须要关心分区对数据的组织方式，无论是FAT32。NTFS，exFAT，ext2/3/4格式等等，这就是文件系统的魅力所在。咳咳，扯的有点远哈，回归正题，我们的目的是绕过文件系统，直接訪问磁盘上的扇区，就像市面上的PE盘制作器一样。能够把引导程序写人U盘的主引导扇区（第一个扇区。通常是512字节）。

演示一下将第一块磁盘的主引导扇区读出来。写的话把ReadFile换成WriteFile，再略微改下代码就能够了。这些API函数在我之前的一篇博客中有详解（參见：http://blog.csdn.net/zuishikonghuan/article/details/46926787）。对了。用BIOS引导系统的看官千万别乱写啊，写坏了MBR就引导不了系统了，修复非常麻烦的，用UEFI引导系统的随便写，不怕，由于UEFI不从MBR载入引导程序，这也是UEFI天生免疫鬼影病毒的原因之中的一个。

代码例如以下：

#include "stdafx.h"
#include<Windows.h>

//參数：输出的字符串指针，開始位置，长度
//返回值：读取的大小
DWORD ReadDisk(unsigned char* &out,DWORD start,DWORD size)
{
	OVERLAPPED over = { 0 };
	over.Offset = start;
	HANDLE handle = CreateFile(TEXT("\\\\.\\PHYSICALDRIVE0"), GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);
	if (handle == INVALID_HANDLE_VALUE)return 0;
	unsigned char* buffer = new unsigned char[size + 1];
	DWORD readsize;
	if (ReadFile(handle, buffer, size, &readsize, &over) == 0)
	{
		CloseHandle(handle);
		return 0;
	}
	buffer[size] = 0;
	out = buffer;
	//delete [] buffer;
	//注意这里须要自己释放内存
	CloseHandle(handle);
	return size;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	unsigned char* a;
	DWORD len=ReadDisk(a, 0, 512);
	if (len){
		for (int i = 0; i < len; i++){
			printf("%02X ", a[i]);
		}
	}
		getchar();
	return 0;
}

效果图：

代码中须要注意的几个地方：

1。"\\.\PhysicalDrive0"表示第一个物理磁盘。"\\.\PhysicalDrive1"表示第二个物理磁盘。不区分大写和小写，以此类推。另外别忘了C/C++字符串转义应该写成\\\\.\\
2。dwCreationDisposition參数必须具有OPEN_EXISTING标志。不要问我为什么，微软就是这么说的，不信查MSDN。
3。MSDN上说假设读写的是卷设备，dwShareMode必需要有FILE_SHARE_WRITE标志。可是在w10系统上读写磁盘设备假设不加这个标志CreateFile也会失败，但在w8.1上不会。至于说为什么别问我。问微软吧。

4。假设你用的uefi引导。那么你的mbr前400多个字节可能是空白，博主由于一些特殊原因（方便载入u盘的mbr引导），专门改成了Bios引导。所以mbr中的引导程序不是空的，所以假设你执行代码发现前400多字节都是0，不要以为出错了。

特别提醒：读写物理磁盘须要管理员权限，怎样获取管理员权限看这里，别由于没注意这个导致执行失败而折腾。

另外，不准学会了后拿去做病毒啊。做病毒后果自负！

我们就好像读写一个文件一样读写了“磁盘”这个设备。事实上上就是把读写操作的I/O请求发送到了“磁盘”这个设备所在驱动程序注冊的派遣函数中。

对了。Microsoft为Windows提供了基础的硬件驱动程序。无论磁盘的类型是什么，是IDE磁盘，SCSI磁盘，SATA磁盘，还是从USB上挂的磁盘，都抽象成统一接口的磁盘设备。所以，仅仅要你用的磁盘是Microsoft支持的类型。或者硬件厂商提供了驱动程序，那么上面的代码均可用！

回归正题，我们通过打开“\\.\PhysicalDrive0”。打开了磁盘设备。假设接着我前几篇的博文看。你就会发现，这不就是符号连接吗，没错。这就是磁盘设备的符号连接。

同一时候。“卷”也是设备，卷就是Windows对磁盘上的分区创建的设备，就是“此电脑”（文件资源管理器）中列出的a盘。b盘，c盘……。没错。卷仅仅是一个逻辑上的概念。我们的电脑上也没有“卷”这样的设备，但Windows为其创建了设备（严格意义上并不是是操作系统创建的，创建设备不是操作系统的任务，应该说是Microsoft为Windows提供的基础设备驱动程序创建的）。比方c盘的设备名通常是“\Device\HarddiskVolume1”。符号连接名是“\??\C:”（R0下）和“\\.\C:”（R3下），事实上，我们看到的*盘就是驱动开发中的符号连接！

用设备管理器改动盘符，事实上就是通知卷驱动程序删除并又一次创建符号连接。

结合上一篇“IRP与派遣函数”和上上篇“NT驱动的基本结构”，想必你已经大致有眉目了吧。下一篇和下下篇就会具体介绍怎样在驱动程序中处理I/O请求了。

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