Редактор диска своими руками

Редактор диска своими руками

Содержание материала

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)  Kerk
При перепечаке ссылка на сайт https://kladovka.net.ru обязательна.

Ранние статьи

Случайные статьи

Популярные статьи

Подробности
Родительская категория: Работа с железом
Категория: Диски

Добавить комментарий

Не использовать не нормативную лексику.

Просьба писать ваши замечания, наблюдения и все остальное,
что поможет улучшить предоставляемую информацию на этом сайте.

ВСЕ КОММЕНТАРИИ МОДЕРИРУЮТСЯ ВРУЧНУЮ, ТАК ЧТО СПАМИТЬ БЕСПОЛЕЗНО!

Защитный код
Обновить