Как сделать Редактор диска своими руками?

Delphi , ОС и Железо , Диски

Редактор диска своими руками (v1.05)

Многие помнят легендарный Norton DiskEditor - утилиту, дающую огромный простор для исследовательской и прочей деятельности. И сейчас есть множество аналогов. WinHex, например.

В этой статье я расскажу как написать свой простой редактор диска. Нужную функциональность каждый сможет добавить сам, я покажу основы.

Для начала разберемся как происходит само чтение диска. Проще всего это делать в Windows 2000/XP (с правами администратора, конечно). Работа с жестким диском в этих операционных системах производится путем открытия диска как файла с помощью функции CreateFile и указания диска или раздела по схеме Device Namespace (открывается физический диск - '\\.\PHYSICALDRIVE<n>'), полученный хэндл в дальнейшем используется для работы с диском с помощью функций ReadFile, WriteFile и DeviceIoControl.

Code:

// Drive - номер диска (нумерация с нуля).

         

        hFile :=  CreateFile(PChar('\\.\PhysicalDrive'+IntToStr(Drive)),

            GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ or FILE_SHARE_WRITE,nil,OPEN_EXISTING,0,0);

        if hFile = INVALID_HANDLE_VALUE then  Exit;

Таким образом, мы можем воспринимать физический диск как единый файл. Второе важное, что стоит сделать - это получить информацию о геометрии диска.

Code:

const

            IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY = $70000;

         

        type

            TDiskGeometry = packed record

              Cylinders: Int64;           // количество цилиндров

              MediaType: DWORD;           // тип носителя

              TracksPerCylinder: DWORD;   // дорожек на цилиндре

              SectorsPerTrack: DWORD;     // секторов на дорожке

              BytesPerSector: DWORD;      // байт в секторе

            end;

         

        Result  := DeviceIoControl(hFile,IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY,nil,0,

            @DiskGeometry,SizeOf(TDiskGeometry),junk,nil) and (junk =  SizeOf(TDiskGeometry));

Функция возвращает True, если операция прошла успешно, и False в противном случае.

Теперь уже можно приступить к определению местоположения логических дисков на винчестере. Начать это нужно с чтения нулевого сектора физического диска. Он содержит MBR (Master Boot Record), а также Partition Table. Кстати, думаю, будет интересно сохранить содержимое MBR в файл и посмотреть программу загрузки каким-нибудь дизасмом. Но в данный момент нас интересует только Partition Table.

Эта таблица располагается в секторе по смещению $1be и состоит из четырех одинаковых элементов, каждый из которых описывает один раздел:

Code:

TPartitionTableEntry = packed record

            BootIndicator: Byte;          // $80, если активный (загрузочный) раздел

            StartingHead: Byte;

            StartingCylAndSect: Word;

            SystemIndicator: Byte;

            EndingHead: Byte;

            EndingCylAndSect: Word;

            StartingSector: DWORD;        // начальный сектор

            NumberOfSects: DWORD;         // количество секторов

        end;

Соответственно, саму Partition Table можно представить как массив:

TPartitionTable = packed array [0..3] of TPartitionTableEntry;

Подробнее остановлюсь на этой структуре. Как видно из описания структур, Partition Table может содержать только четыре раздела. А так как, возможно, пользователю необходимо большее количество, было введено понятие "Extended Partition" (таким образом, разделы бывают Primary и Extended). Extended Partition - это раздел, который имеет свою собственную Partition Table (и, соответственно может содержать в себе еще четыре раздела). Extended Partition содержит логические диски. Тип раздела определяется полем SystemIndicator. Оно содержит информацию о файловой системе логического диска, либо 5 (или $f), если это Extended Partition.

Примеры значений поля SystemIndicator:

01  - FAT12

04  - FAT16

05  - EXTENDED    

06  - FAT16    

07  - NTFS

0B  - FAT32

0F  - EXTENDED

Теперь можно приступить к разбору структуры логических дисков. Сейчас уже нам пригодится функция ReadSectors.

Code:

// так как диск для нас - это единый файл, то для  перемещения по нему

        // с помощью SetFilePointer понадобится 64хразрядная  арифметика

         

        function __Mul(a,b: DWORD; var HiDWORD: DWORD): DWORD; // Result = LoDWORD

        asm

           mul  edx

           mov  [ecx],edx

        end;

         

        function ReadSectors(DriveNumber: Byte;  StartingSector, SectorCount: DWORD;

            Buffer: Pointer; BytesPerSector: DWORD = 512): DWORD;

        var

            hFile: THandle;

            br,TmpLo,TmpHi: DWORD;

        begin

            Result := 0;

           hFile  := CreateFile(PChar('\\.\PhysicalDrive'+IntToStr(DriveNumber)),

              GENERIC_READ,FILE_SHARE_READ,nil,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,0);

            if hFile = INVALID_HANDLE_VALUE then Exit;

           TmpLo  := __Mul(StartingSector,BytesPerSector,TmpHi);

            if SetFilePointer(hFile,TmpLo,@TmpHi,FILE_BEGIN) = TmpLo then

            begin

              SectorCount := SectorCount*BytesPerSector;

              if ReadFile(hFile,Buffer^,SectorCount,br,nil) then Result := br;

            end;

            CloseHandle(hFile);

        end;

И, заодно, функция для записи:

Code:

function WriteSectors(DriveNumber: Byte;  StartingSector, SectorCount: DWORD;

            Buffer: Pointer; BytesPerSector: DWORD = 512): DWORD;

        var

            hFile: THandle;

            bw,TmpLo,TmpHi: DWORD;

        begin

            Result := 0;

           hFile  := CreateFile(PChar('\\.\PhysicalDrive'+IntToStr(DriveNumber)),

              GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_READ,nil,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,0);

            if hFile = INVALID_HANDLE_VALUE then Exit;

           TmpLo  := __Mul(StartingSector,BytesPerSector,TmpHi);

            if SetFilePointer(hFile,TmpLo,@TmpHi,FILE_BEGIN) = TmpLo then

            begin

              SectorCount := SectorCount*BytesPerSector;

              if WriteFile(hFile,Buffer^,SectorCount,bw,nil) then Result := bw;

            end;

            CloseHandle(hFile);

        end;

Функции возвращает количество прочитаных (или записаных) байт. Для хранения информации о разделах объявим дополнительную структуру:

Code:

PDriveInfo = ^TDriveInfo;

        TDriveInfo = record

            PartitionTable: TPartitionTable;

            LogicalDrives: array [0..3] of PDriveInfo;

        end;

Ну а теперь сам код разбора структуры диска:

Code:

const

            PartitionTableOffset = $1be;

            ExtendedPartitions = [5,$f];

         

        var

            MainExPartOffset: DWORD = 0;

         

        function GetDriveInfo(DriveNumber: Byte;  DriveInfo: PDriveInfo;

            StartingSector: DWORD; BytesPerSector: DWORD = 512): Boolean;

        var

           buf:  array of Byte;

            CurExPartOffset: DWORD;

           i:  Integer;

        begin

            SetLength(buf,BytesPerSector);

            // читаем сектор в  буфер

            if  ReadSectors(DriveNumber,MainExPartOffset+StartingSector,1,@buf[0]) = 0  then

            begin

              Result := False;

              Exit;

            end;

            // заполняем структуру  DriveInfo.PartitionTable

            Move(buf[PartitionTableOffset],DriveInfo.PartitionTable,SizeOf(TPartitionTable));

            Finalize(buf); // буфер  больше не нужен

         

            Result := True;

            for i := 0  to 3  do // для каждой записи в Partition Table

              if DriveInfo.PartitionTable[i].SystemIndicator in ExtendedPartitions then

              begin

                New(DriveInfo.LogicalDrives[I]);

                if MainExPartOffset = 0  then

                begin

                  MainExPartOffset := DriveInfo.PartitionTable[I].StartingSector;

                  CurExPartOffset := 0;

                end else CurExPartOffset :=  DriveInfo.PartitionTable[I].StartingSector;

                Result := Result and  GetDriveInfo(DriveNumber,DriveInfo.LogicalDrives[I],

                  CurExPartOffset);

              end else DriveInfo.LogicalDrives[I] := nil;

        end;

Функция заполняет структуру DriveInfo и возвращает True, если операция прошла успешно, или False в противном случае.

Теперь у нас есть такая полезная информация о разделах как начальный сектор, общее количество секторов, а также файловая система.

В нулевом секторе каждого основного раздела находится BIOS Parameter Block, содержаший такую информацию как название файловой системы, количество секторов в кластере и т.д. А также программа-загрузчик (сохраняем сектор в файл и смотрим дизасмом).

Теперь, когда мы закончили с теоретической частью, можно приступить к реализации редактора.

С чтением и записью информации мы уже разобрались. Теперь займемся ее отображением. Отображать содержимое выбранного сектора удобнее всего в компоненте TStringGrid.

Так как TStringGrid отображает в своих ячейках текст, а мы имеем в буфере двоичные данные, нам понадобятся функции для преобразования.

К счастью, в Delphi они уже есть (IntToHex и StrToInt) и остается их только правильно использовать. StrToInt можно использовать для преобразования строки, содержащей шестнадцатиричное число в Integer, если дописать впереди символ $.

Например, StrToInt('$FF');

Полный код программы, демонстирующей описанное в статье прилагается. Программа умеет показывать структуру логических дисков, выводить на экран содержимое указанного сектора, а также позволяет сохранять дамп выделенного сектора в файл. Реализация возможности редактирования диска в программе особого труда не составит.

P.S.

Для получения доступа к физическому диску мы открывали устройство \\.\PHYSICALDRIVE<n>, далее разбирали его структуру. Можно было поступить проще - открывать сразу логические диски (\\.\C:,\\.\D: и т.д.), но при таком варианте мы бы упустили из виду некоторые области диска, такие как, MBR и неразмеченные области. Какой вариант предпочтительнее, зависит от задачи.

(с) 2005, Kerk
При перепечаке ссылка на сайт http://kladovka.net.ru обязательна.

Как создать редактор диска своими руками: написание программы для чтения и редактирования информации на физическом диске.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

Материалы статей собраны из открытых источников, владелец сайта не претендует на авторство. Там где авторство установить не удалось, материал подаётся без имени автора. В случае если Вы считаете, что Ваши права нарушены, пожалуйста, свяжитесь с владельцем сайта.

:: Главная :: Диски ::

Время компиляции файла: 2024-08-19 13:29:56
2024-11-21 11:56:29/0.0066637992858887/1