11.9 实现磁盘相关操作

11.9.1 遍历磁盘容量

如下代码实现了在Windows系统中获取所有磁盘驱动器的信息。具体包括两个函数，一个用于获取驱动器类型，另一个用于获取驱动器空间信息。主函数则调用这两个函数来遍历所有逻辑驱动器并输出相应的信息。在输出驱动器空间信息时，会输出该驱动器的总大小、已用空间以及可用空间。

#include <stdio.h>
#include <Windows.h>

void GetDrivesType(const char* lpRootPathName)
{
  UINT uDriverType = GetDriveType(lpRootPathName);
  switch (uDriverType)
  {
    case DRIVE_UNKNOWN:puts("未知磁盘"); break;
    case DRIVE_NO_ROOT_DIR: puts("路径无效"); break;
    case DRIVE_REMOVABLE: puts("可移动磁盘"); break;
    case DRIVE_FIXED: puts("固定磁盘"); break;
    case DRIVE_REMOTE: puts("网络磁盘"); break;
    case DRIVE_CDROM: puts("光驱"); break;
    case DRIVE_RAMDISK: puts("内存映射盘"); break;
    default: break;
  }
}

void GetDrivesFreeSpace(const char* lpRootPathName)
{
  unsigned long long available, total, free;
  if (GetDiskFreeSpaceEx(lpRootPathName, (ULARGE_INTEGER*)&available, 
    (ULARGE_INTEGER*)&total, (ULARGE_INTEGER*)&free))
  {
    printf("磁盘: %s | 总计: %lld MB 已用: %lld MB 剩余: %lld MB \n",
      lpRootPathName, total >> 20, available >> 20, free >> 20);
  }
}

int main(int argc,char *argv[])
{
  DWORD dwSize = MAX_PATH;
    char szLogicalDrives[MAX_PATH] = {0};

    // 获取逻辑驱动器号字符串
  DWORD dwResult = GetLogicalDriveStringsA(dwSize, szLogicalDrives);
  
  if (dwResult > 0 && dwResult <= MAX_PATH)
  {
      // 从缓冲区起始地址开始
    char* szSingleDrive = szLogicalDrives;
    while (*szSingleDrive) {
      //printf("Drive: %s\n", szSingleDrive);      // 输出单个驱动器的驱动器号
      // GetDrivesType(szSingleDrive);
      GetDrivesFreeSpace(szSingleDrive);
      // 获取下一个驱动器地址
      szSingleDrive += strlen(szSingleDrive) + 1;
    }
  }

  system("pause");
  return 0;
}

11.9.2 遍历盘符并存储

循环遍历盘符分区,并将所有盘符结构存储到std::vector<MyDriver>定义的容器中.

#include <windows.h>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

// 将字节转换为GB单位显示的宏定义
#define ToGB(x) (x.HighPart << 2) + (x.LowPart >> 20) / 1024.0

// 定义基础结构
typedef struct
{
    double available_space;
    double free_space;
    double total_space;
}DriverInfo;

// 定义完整结构
typedef struct
{
    char driver_name[128];
    char driver_type[128];
    double available_space;
    double free_space;
    double total_space;
}MyDriver;

using namespace std;

// 获取驱动器数量
int GutDrivesCount()
{
    DWORD drivers;
    int count = 0;

    //获取驱动器数
    drivers = GetLogicalDrives();
    while (drivers != 0)
    {
        if (drivers & 1 != 0)
        {
            count++;
        }
        drivers >>= 1;
    }
    return count;
}

// 获取驱动器类型
std::string GetDrivesType(const char* lpRootPathName)
{
    UINT uDriverType = GetDriveType(lpRootPathName);
    switch (uDriverType)
    {
    case DRIVE_UNKNOWN:
        return "未知类型"; break;
    case DRIVE_NO_ROOT_DIR:
        return "路径无效"; break;
    case DRIVE_REMOVABLE:
        return "可移动磁盘"; break;
    case DRIVE_FIXED:
        return "固定磁盘"; break;

    case DRIVE_REMOTE:
        return "网络磁盘"; break;
    case DRIVE_CDROM:
        return "光驱设备"; break;
    case DRIVE_RAMDISK:
        return "内存映射盘"; break;
    default:
        break;
    }
    return "错误参数";
}

// 获取盘符容量
DriverInfo GetDrivesFreeSpace(const char* lpRootPathName)
{
    // ULARGE_INTEGER 64位无符号整型值
    ULARGE_INTEGER available, total, free;
    DriverInfo ref;

    // 获取分区数据并返回DriversInfo结构体
    if (GetDiskFreeSpaceEx(lpRootPathName, (ULARGE_INTEGER*)&available, (ULARGE_INTEGER*)&total, (ULARGE_INTEGER*)&free))
    {
        ref.total_space = ToGB(total);
        ref.free_space = ToGB(available);
        ref.available_space = ref.total_space - ref.free_space;
    }
    return ref;
}

std::vector<MyDriver> GetDriveForVector()
{
    DWORD count = GutDrivesCount();
    std::cout << "驱动器个数: " << count << std::endl;

    DWORD dwSize = MAX_PATH;
    char szLogicalDrives[MAX_PATH] = { 0 };

    // 获取逻辑驱动器号字符串
    DWORD dwResult = GetLogicalDriveStrings(dwSize, szLogicalDrives);

    // 处理获取到的结果
    if (dwResult > 0 && dwResult <= MAX_PATH)
    {
        // 定义两个结构, MyDriver 临时存储单个结构,ref存储所有磁盘的容器
        MyDriver my_driver_ptr;
        std::vector<MyDriver> ref;

        // 从缓冲区起始地址开始
        char* szSingleDrive = szLogicalDrives;

        while (*szSingleDrive)
        {
            // 逻辑驱动器类型
            std::string type = GetDrivesType(szSingleDrive);

            // 获取磁盘空间信息并存入 DriverInfo 结构
            DriverInfo ptr;
            ptr = GetDrivesFreeSpace(szSingleDrive);

            // 填充结构数据
            strcpy(my_driver_ptr.driver_name, szSingleDrive);
            strcpy(my_driver_ptr.driver_type, type.c_str());
            my_driver_ptr.total_space = ptr.total_space;
            my_driver_ptr.free_space = ptr.free_space;
            my_driver_ptr.available_space = ptr.available_space;

            // 加入到容器中
            ref.push_back(my_driver_ptr);
            /*
            std::cout
                << "盘符: " << szSingleDrive
                << " 类型: " << type
                << " 总容量: " << ptr.total_space
                << " 可用空间: " << ptr.free_space
                << " 已使用: " << ptr.available_space
                << std::endl;
            */
            // 获取下一个驱动器号起始地址
            szSingleDrive += strlen(szSingleDrive) + 1;
        }
        return ref;
    }
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    std::vector<MyDriver> ptr = GetDriveForVector();

    // 循环输出vector容器
    for (int x = 0; x < ptr.size(); x++)
    {
        std::cout
            << "盘符: " << ptr[x].driver_name
            << " 类型: " << ptr[x].driver_type
            << " 总容量: " << ptr[x].total_space
            << " 可用空间: " << ptr[x].free_space
            << " 已使用: " << ptr[x].available_space
            << std::endl;
    }

    std::system("pause");
    return 0;
}

11.9.3 实现磁盘格式化

如下代码定义了一个函数FormatDisk，用于格式化由指定为字符串的驱动器号标识的磁盘。该函数使用Shell2.dll模块中的SHFormatDrive()这个未导出函数实现对特定磁盘的格式化。

FormatDisk函数采用std:：string参数strDisk，该参数指定要格式化的磁盘的驱动器号。该函数首先使用LoadLibraryA加载Shell32.dll库，然后使用GetProcAddress检索SHFormatDrive函数的地址。使用控制台应用程序的窗口句柄、要格式化的磁盘的驱动器ID（根据驱动器号计算）以及指定格式选项的标志来调用SHFormatDrive函数。

#include <iostream>
#include <string>
#include <Windows.h>
#include <ShlObj.h>

#pragma comment(lib, "Shell32.lib")

// 格式化磁盘
void FormatDisk(std::string strDisk)
{
  HINSTANCE hInstance = ::LoadLibraryA("Shell32.dll");
  if (NULL == hInstance)
  {
    return;
  }
  typedef DWORD(*PSHFORMATDRIVE)(HWND, UINT, UINT, UINT);
  PSHFORMATDRIVE SHFormatDrive = (PSHFORMATDRIVE)::GetProcAddress(hInstance, "SHFormatDrive");
  if (NULL == SHFormatDrive)
  {
    return;
  }
  UINT uiID = strDisk[0] - 'A';

  // 获取控制台程序窗口句柄
  HWND hWnd = ::GetConsoleWindow();

  SHFormatDrive((HWND)hWnd, uiID, 0xFFFF, 0x0001);
  ::FreeLibrary(hInstance);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  // 传入磁盘
  FormatDisk("D");

  return 0;
}

11.9.4 移除指定磁盘

如下代码演示了如何通过 Windows API 移除指定的磁盘驱动器，包括移除盘符和卸载卷加载点。代码首先定义了一个 DeleteVolume 函数，接收一个指向字符串的指针，表示要删除的磁盘驱动器的盘符。然后，函数将盘符转换为设备名称，使用 DefineDosDeviceA 函数将其从系统中移除。接着，函数使用 DeleteVolumeMountPointA 函数删除卷加载点。最后，main 函数调用 DeleteVolume 函数四次，移除了 C:、D:、E:、F: 四个磁盘驱动器。

#include <iostream>
#include <Windows.h>

// 移除指定盘符
BOOL DeleteVolume(char* lpszDriver)
{
  // 将盘符和Dos设备路径移除
  char szDeviceName[MAX_PATH] = { 0 };
  strcpy(szDeviceName, lpszDriver);
  szDeviceName[2] = '\0';
  if (!DefineDosDeviceA(DDD_REMOVE_DEFINITION, szDeviceName, NULL))
  {
    return FALSE;
  }

  // 卸载卷加载点
  if (!DeleteVolumeMountPointA(lpszDriver))
  {
    return FALSE;
  }
  return TRUE;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  DeleteVolume((char*)"C:");
  DeleteVolume((char *)"D:");
  DeleteVolume((char*)"E:");
  DeleteVolume((char*)"F:");

    return 0;
}

11.9.5 输出磁盘分区表

如下代码，用于读取和分析Windows系统上第一个物理硬盘的主引导记录MBR。代码中定义了几个数据结构来表示MBR及其组件，包括引导记录、磁盘分区表和磁盘签名，ShowMbr使用ReadFile函数从硬盘读取MBR数据，然后以十六进制格式逐字节打印MBR数据。AnalysMbr函数提取并分析MBR数据，打印出引导记录、磁盘签名和分区表信息。

主函数中使用CreateFileA打开第一个物理硬盘，使用ShowMbr函数读取MBR数据，使用AnalystMbr函数分析MBR数据，然后使用CloseHandle函数关闭文件句柄，此段代码读者在编译时需采用64位模式编译。

#include <iostream>
#include <Windows.h>

// 定义数据结构体
#define BOOTRECORDSIZE 440
typedef struct _BOOTRECORD
{
  unsigned char BootRecore[BOOTRECORDSIZE];
}BOOTRECORD, * PBOOTRECORD;

#define DPTSIZE 64
typedef struct _DPT
{
  unsigned char Dpt[DPTSIZE];
}DPT, * PDPT;

#define DPTNUMBER 4
typedef struct _DP
{
  unsigned char BootSign;     // 引导标志
  unsigned char StartHsc[3];
  unsigned char PatitionType;   // 分区类型
  unsigned char EndHsc[3];
  ULONG SectorsPreceding;     // 本分去之前使用的扇区数
  ULONG SectorsInPatition;    // 分区的总扇区数
}DP, * PDP;

typedef struct _MBR
{
  BOOTRECORD BootRecord;      // 引导程序
  unsigned char ulSigned[4];    // windows磁盘签名
  unsigned char sReserve[2];    // 保留位
  DPT Dpt;            // 分区表
  unsigned char EndSign[2];   // 结束标志
}MBR, * PMBR;

void ShowMbr(HANDLE hFile, PMBR pMbr)
{
  DWORD dwTemp = 0;
  ::ReadFile(hFile, (LPVOID)pMbr, sizeof(MBR), &dwTemp, NULL);
  for (int i = 0; i < 512; i++)
  {
    printf("%2x ", ((BYTE*)pMbr)[i]);
    if (0 == ((i + 1) % 16))
    {
      printf("\r\n");
    }
    else if (0 == ((i + 1) % 8))
    {
      printf("   ");
    }
  }
}

void AnalysMbr(MBR Mbr)
{
  printf("\r\n引导记录:\r\n");

  for (int i = 0; i < BOOTRECORDSIZE; i++)
  {
    printf("%2x ", Mbr.BootRecord.BootRecore[i]);
    if (0 == ((i + 1) % 16))
    {
      printf("\r\n");
    }
    else if (0 == ((i + 1) % 8))
    {
      printf("   ");
    }
  }

  printf("\r\n磁盘签名:\r\n");
  for (int i = 0; i < 4; i++)
  {
    printf("%02x ", Mbr.ulSigned[i]);
  }

  printf("\r\n解析分区表:\r\n");
  for (int i = 0; i < DPTSIZE; i++)
  {
    printf("%02x ", Mbr.Dpt.Dpt[i]);
    if (0 == ((i + 1) % 16))
    {
      printf("\r\n");
    }
    else if (0 == ((i + 1) % 8))
    {
      printf("   ");
    }
  }

  printf("\r\n");

  PDP pDp = (PDP) & (Mbr.Dpt.Dpt);
  for (int i = 0; i < DPTNUMBER; i++)
  {
    printf("引导标识:%02x ", pDp[i].BootSign);
    printf("分区类型:%02x ", pDp[i].PatitionType);
    printf("\r\n");
    printf("本分区之前扇区数:%d ", pDp[i].SectorsPreceding);
    printf("本分区的总扇区数:%d", pDp[i].SectorsInPatition);
    printf("\r\n");
    printf("该分区的大小:%f\r\n", (double)pDp[i].SectorsInPatition / 1024 / 1024 * 512 / 1024 / 1024);
    printf("\r\n");
  }

  printf("结束标志:\r\n");
  for (int i = 0; i < 2; i++)
  {
    printf("%02x ", Mbr.EndSign[i]);
  }
  printf("\r\n");
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  // 打开物理硬盘设备
  HANDLE hFile = ::CreateFileA("\\\\.\\PhysicalDrive0",
    GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,
    NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE,NULL);
  if (INVALID_HANDLE_VALUE == hFile)
  {
    return -1;
  }

  MBR Mbr = { 0 };
  ShowMbr(hFile, &Mbr);
  AnalysMbr(Mbr);
  CloseHandle(hFile);
  return 0;
}