windows的磁盤操作之二——初始化磁盤

　　上一節(jié)中我們介紹了一些基本概念和主要的API，本節(jié)開始我們將列舉并分析一些實(shí)例。本文中的所有代碼我都在vs2008下測試過，讀者只需要替換少量的宏定義即可編譯執(zhí)行。
　　面對一塊新的磁盤，我們首先要做的就是對其初始化。在系統(tǒng)中通過windows的磁盤管理完成這一點(diǎn)非常容易，但在程序中實(shí)現(xiàn)略微復(fù)雜。本節(jié)的示例代碼對一塊新硬盤初始化，并在上面創(chuàng)建分區(qū)。
　　代碼如下：
　　/******************************************************************************
　　* 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;
　　}
　　函數(shù)CreateDisk包含兩個參數(shù)，
　　DWORD disk 填入物理驅(qū)動器號，參見第一節(jié)。
　　WORD partNum 表示需要創(chuàng)建的分區(qū)數(shù)，partNum <= 4。
　　函數(shù)的執(zhí)行流程解釋如下：
　　/***************初始化磁盤*****************/
　　1. 根據(jù)disk創(chuàng)建設(shè)備名稱，\\\\.\\PhysicalDriveX，這里由于要轉(zhuǎn)義，所以”\”都寫為”\\”。
　　2. 調(diào)用CreateFile打開設(shè)備文件，并獲得句柄。
　　3. 用操作碼IOCTL_DISK_CREATE_DISK調(diào)用DeviceIoControl函數(shù)，初始化磁盤并創(chuàng)建分區(qū)表。
　　使用IOCTL_DISK_CREATE_DISK操作碼時(shí)，lpInBuffer要填入一個CREATE_DISK結(jié)構(gòu)參數(shù)，其中包括分區(qū)表類型和磁盤簽名等參數(shù)，詳見MSDN。本例中創(chuàng)建MBR分區(qū)表，簽名由當(dāng)前時(shí)間產(chǎn)生。
　　4. 刷新分區(qū)表。注意，程序中任何時(shí)候?qū)Υ疟P的分區(qū)信息進(jìn)行了修改都需要調(diào)用操作碼為IOCTL_DISK_UPDATE_PROPERTIES的DeviceIoControl函數(shù)來刷新分區(qū)表，是操作切實(shí)生效。
　　/****************創(chuàng)建分區(qū)*******************/
　　5. 調(diào)用GetDriveGeometry獲取磁盤信息（GetDriveGeometry參見上一節(jié)）。由于創(chuàng)建分區(qū)時(shí)要填入分區(qū)大小信息，我們此處先計(jì)算磁盤總大小，然后除以partNum將字節(jié)數(shù)平均分配到各個分區(qū)。
　　6. 分配DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX結(jié)構(gòu)體空間。我們通過在這個結(jié)構(gòu)體中填入數(shù)據(jù)來指定如何對硬盤進(jìn)行分區(qū)。結(jié)構(gòu)體定義如下
　　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為4的倍數(shù)，為簡化處理，我們這里定死為4。
　　另外還要注意PARTITION_INFORMATION_EX型的數(shù)組PartitionEntry[1]。雖然結(jié)構(gòu)體中只定義了一個元素，但事實(shí)上必須在其后補(bǔ)足PartitionCount – 1個元素。所以代碼中為DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX *dl分配空間的時(shí)候加上了（actualPartNum - 1） * sizeof（PARTITION_INFORMATION_EX）。
　　7. 在DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX結(jié)構(gòu)體空間dl中填入數(shù)據(jù)。
　　先將所有分區(qū)都設(shè)為PARTITION_ENTRY_UNUSED，后面具體分配多少個分區(qū)再設(shè)置回來。
　　然后再循環(huán)體內(nèi)對每個分區(qū)的PartitionEntry賦值，其中
　　StartingOffset除了跳過前面的分區(qū)已占據(jù)的空間外，還要加上63個扇區(qū)空間（32256字節(jié)）。
　　PartitionNumber從1開始。
　　Mbr.PartitionType = PARTITION_IFS表示NTFS格式。
　　Mbr.HiddenSectors MSDN上說The number of hidden sectors to be allocated when the partition table is created. 我理解得不是很深刻，歡迎補(bǔ)充。
　　8. 調(diào)用操作碼為IOCTL_DISK_SET_DRIVE_LAYOUT_EX的DeviceIoControl函數(shù)執(zhí)行分區(qū)，參數(shù)需要填入剛才準(zhǔn)備好的DRIVE_LAYOUT_INFORMATION_EX結(jié)構(gòu)體和大小。
　　9. 刷新分區(qū)表，原理同4。
　　另外，我在函數(shù)末尾加上了Sleep（3000）。這是因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)創(chuàng)建分區(qū)操作需要一定的執(zhí)行時(shí)間，如果后續(xù)緊跟著其它相關(guān)操作（例如格式化該分區(qū)）可能會產(chǎn)生分區(qū)不存在的錯誤，所以此處等待3秒確保其執(zhí)行完畢。

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