以随机访问模式访问原始磁盘 C++

Question

现在，我已经熟悉了 DeviceIoControl (ioctl) 进程并且可以从磁盘顺序读取，一次 512 字节。

我从 \.\PhysicalDrive(s) 列表中创建一个句柄并通过 IOCTL_STORAGE_QUERY_PROPERTY 命令识别它。然后处理数据需要的设备。

此时，我可以通过创建一个循环来逐步读取它，每次使用此代码（Qt C++环境）读取区域1个扇区

#include <minwindef.h>

#include <devioctl.h>
#include <ntdddisk.h>
#include <ntddscsi.h>

#include <ioapiset.h>
#include <fileapi.h>
#include <handleapi.h>
#include <winbase.h>

...

HANDLE devHandle = NULL;
devHandle = CreateFile(charArray, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, 0, OPEN_EXISTING, 0 ,NULL);

unsigned long secCount = 0;
while(true)
{
        bSuccess = ReadFile(devHandle, lpSecBuf, 512, &dwRead, NULL);

        if (bSuccess & (dwRead < 512))
        {
            qDebug()<<"EOF";
            break;
        }

        if(!bSuccess)
        {
            qDebug()<<"No data could be read from the device.";
            break;
        }

        if(bSuccess && dwRead>0)
        {
            qDebug()<<"Sector "<<secCount<<" data : "<<lpSecBuf;
        }

        secCount++;
}

按顺序执行此操作意味着我必须逐个扇区进行计数，直到到达我想要访问的扇区号。这在性能上不是很理想。

如果我想直接访问特定区域怎么办，比如"go to sector 45535 and read 512 bytes"？ IOCTL 操作甚至允许这样的随机访问吗？我知道 CreateFile 调用有随机访问标志，但之后呢？据我所知，读取函数仍然不允许我将任何参数作为 "destination" 或类似的东西传递。

例如HxD，十六进制编辑器可以立即统计磁盘中的总扇区数，并可以随时转到某个扇区。我需要的功能和这个能力差不多

我已经收集了关于如何完成的各种技巧，但我实际上陷入了僵局。

欢迎提出任何想法。

Answer 1

The read function still doesn't allow me to pass any arguments as "destination" or something like that, as far as I can see.

这不是真的 - 再读一遍 ReadFile

lpOverlapped [in, out, optional]

For an hFile that supports byte offsets, if you use this parameter you must specify a byte offset at which to start reading from the file or device. This offset is specified by setting the Offset and OffsetHigh members of the OVERLAPPED structure.

还有这个：

Considerations for working with file handles:

•If lpOverlapped is not NULL, the read operation starts at the offset that is specified in the OVERLAPPED structure ...

I/O 管理器维护当前文件位置。（寻找 FILE_OBJECT 的 LARGE_INTEGER CurrentByteOffset 成员）。 ReadFile 和 WriteFile 通过添加完成操作时读取或写入的字节数来更新当前文件位置。我们也可以通过调用 SetFilePointer[Ex]

来设置这个位置

如果我们以同步模式打开文件（没有 FILE_FLAG_OVERLAPPED 标志），所有对文件的操作都是顺序的 - 任何新操作都不会开始执行，直到上一个操作未完成。

在这种情况下，我们有两个选择：

我们可以指定使用当前文件位置偏移量。这个可以通过传递 NULL 指针来进行规范 lpOverlapped
我们可以通过显式传递 lpOverlapped 来重置此位置值为 ReadFile 或 WriteFile。这样做会自动改变当前文件位置到 (Offset, OffsetHigh) 值，执行读（写）操作，然后更新位置根据实际读取（写入）的字节数。这个技术为调用者提供原子查找和读取（写入）服务。

所以根据代码我们有 2 个变体：

BOOL _ReadFile(HANDLE hFile, LARGE_INTEGER ByteOffset, PVOID lpBuffer, DWORD nNumberOfBytesToRead, LPDWORD lpNumberOfBytesRead)
{
#if 1
    OVERLAPPED ov = {};
    ov.Offset = ByteOffset.LowPart;
    ov.OffsetHigh = ByteOffset.HighPart;

    return ReadFile(hFile, lpBuffer, nNumberOfBytesToRead, lpNumberOfBytesRead, &ov);
#else
    if (SetFilePointerEx(hFile, ByteOffset, 0, FILE_BEGIN))
    {
        return ReadFile(hFile, lpBuffer, nNumberOfBytesToRead, lpNumberOfBytesRead, 0);
    }
    return FALSE;
#endif
}

当然，与使用 SetFilePointer[Ex]（对内核的额外 API 调用）相比，原子查找和读取（写入）更有效。

如果我们以异步模式打开文件（使用 FILE_FLAG_OVERLAPPED 标志）- 可以同时执行对文件的多个 read/write 操作。在这种情况下 I/O 管理器不能使用 FILE_OBJECT 中的文件位置 - 因为这里有未定义的行为。

所以我们必须始终显式传递具有有效偏移量的 lpOverlapped。如果我们为 lpOverlapped 传递一个 NULL 指针 - 我们得到 ERROR_INVALID_PARAMETER 错误

最后但很重要。来自 MSDN（在 ReadFile and WriteFile 页）

The system updates the OVERLAPPED offset before ReadFile (WriteFile) returns.

这不是真的，文档中有错误 - 您可以自己检查 OVERLAPPED 偏移量是否在操作后未更新。可能意味着当前文件位置（FILE_OBJECT 中的CurrentByteOffset）已更新。但再次 OVERLAPPED 偏移量在操作后 未更新

以随机访问模式访问原始磁盘 C++

Access a raw disk in Random Access mode C++

c++

winapi

ioctl