ハードディスク情報の抽出 2:IDE認識情報(Identify)の抽出

前回、Setup API関数、WMIを使用することによりハードディスクの型名を知ることが出来ました。今回はこの型名を取得するためのコマンドである「identify」コマンドをハードディスクに直接発行し、その結果を出力するプログラムを作成します。

完成図

はじめに

対象読者

必要な環境

IDENTIFY DEVICE (Identify) コマンドについて

Identifyコマンドは、ATA/SATAの仕様で定義されているハードディスクの詳細情報を返却するためのコマンドです。OSやBIOSは、ハードディスクに対してIdentifyコマンドを発行し、ハードディスクから詳細情報(容量、型名、性能等)を取得します。

Identifyコマンドは、ANSI(アメリカ規格協会)が ATA(AT Attachment)の一部として標準化しており、ATA/SATAの仕様に沿ったハードディスクならば必ず対応していなければなりません。Identifyコマンドで返却されたデータは、標準化の影響でベンダー独自の拡張は多くなく、どのハードディスクでも統一されたデータとして扱うことが出来ます。

とはいったものの実際、規格化より前にハードディスクベンダーが先走って、実装してしまった規格も多々有り、後から標準化された規格と異なることが結構あります。どちらかというと業界標準に標準規格が追従していると言った方が適切かもしれません。

正式なATAの仕様書は、一般的にはANSIから購入することが出来ます(ANSIのウェブサイトからでも仕様書を購入できるようです)。ドラフト段階の仕様書で良ければT13(ATAの規格化を担当しているANSI内の部門)のサイトにて公開されています。正式な仕様書が必要なければ、ドラフト資料で事足りることが多いですので活用しましょう。また、大手のハードディスクベンダーの多くは、ウェブにOEM向けの仕様書が公開されています。これらの仕様書にはidentifyコマンドの詳細情報が記載されていますのでこちらも活用するとよいでしょう。最近のハードディスクならSyncHackに各社OEM仕様書のリンクを極力記載するようにしています。こちらも活用してください。

Identifyのデータ構造

データの全体長は512(256*2)バイト固定で、ワード型(リトルエンディアン)として扱います。個々のデータについて記載すると膨大な量になりますのでSyncHackに纏めておきました。参考にしてください。

identifyの活用例を挙げます。 私の使用しているハードディスク「+++++++++++++」のidenfity取得データは以下の通り。

===================== 以下作業中 =====================

例1:キャッシュバッファの容量 キャッシュバッファの容量は「21ブロック目」に記載されています。上記の例では「」です。 上記のデータでは「」とありますので、このハードディスクが搭載している内蔵キャッシュは「」ということが分かります。

例2:型名・バージョン・シリアル番号の抽出 型名は「27-46ブロック目」、ファームウェアバージョン「23-26ブロック目」、シリアル番号「10-19ブロック目」に記載されています。 ただし、ワード型(リトルエンディアン)で格納されている関係上、通常の文字列として扱う場合は一度、ビックエンディアンに変換 する必要があります。 上記の例では型名「」、ファームウェアバージョン「」、シリアル番号「」であることが分かります。

例3:ディスク容量 昔のハードディスクなら [CHS(Cylinder/Head/Sector)[http://e-words.jp/w/CHS.html]]から容量を計算していたのですが、 この計算方法だと BIOS との互換性の関係上、137GB以上の容量を算出することが出来ません。現在は137GBの容量の壁を超えるための仕様 である「48bit LBA拡張」より容量を導き出すのが一般的です。アルゴリズムとしては以下の通り。

  • Word 83の設定が有効であるか確認
     Word 83のbit 15が「0」、bit 14が「1」であることを確認します。このチェック方法は Word 83 が定義される前のハードディスクが「0x0」もしくは「0xFFFF」を
     返却していたからではないかと考えています。昔はよもやこの領域が使用されることは考慮されていなかったのでしょうね。
  • Word 83のbit 10が「1」であることを確認
     48bit LBA が有効であることが確認できます。
  • Word 100-103の値から容量を求めます

上記の例では 48bit LBA は「」です。よって以下の容量と算出できます。

??? * 512(Byte) / 1,000,000,000(GB) = ???

一応、注を入れておきますが、ハードディスク業界では 1KB = 1000(Byte) で表されます。本来なら 1KB = 2~10 = 1024(Byte) が正しい値なのですが、 そうするとハードディスク容量が減ってしまうことを気にしてか改善される見込みは無いようです。ki(キビ)という単位も考えられていますが あまり普及していません。

idenfityコマンドのデータ取得方法 ================================

物理ハードディスクのハンドル取得方法 ====================================

identifyを取得するには、物理ハードディスクを操作するハンドルが必要になります。 一般的には以下の2通りの方法が有名です。

1. 論理ドライブ名から取得する方法

例えばC:ドライブのハンドルを取得する場合には「"\\.\C:"」というファイル名でハンドルを取得します。C言語で記述すると以下の通り。

hDrive = CreateFile(

	"\\\\.\\C:",
	GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
	FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,
	NULL,
	OPEN_EXISTING,
	FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
	NULL );

この手法を用いた場合、以下のケースで正しく物理ドライブが取得できない可能性があり、今回の用途ではお勧め出来ません。

  • 論理ドライブが設定されていない場合
  • 複数のハードディスクで一つの論理ドライブを構成している場合(ダイナミックドライブ)
  • 前もって論理ドライブの属性を確認する必要がある 例えばネットワークドライブやフロッピードライブも一律同じ方法でハンドルが取得できることより、誤動作を防ぐ意味でも 前もってドライブの属性を調べる必要があります。

2. 物理デバイス名から取得する方法

例えば物理デバイス0のハンドルを取得する場合には「\\.\PhysicalDrive0」というファイル名でハンドルを取得します。C言語で記述すると以下の通り。

hDrive = CreateFile(

	"\\\\.\\PhysicalDrive0",
	GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
	FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,
	NULL,
	OPEN_EXISTING,
	FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
	NULL );

物理デバイスを全て取得するには、0から順番にCreateFileしていき、ハンドルがINVALID_HANDLE_VALUEで返却されるまで続けます。 「PhysicalDrive?」の外にもSCSIデバイスなら「SCSI?」、テープデバイスなら「TAPE?」としてハンドルを取得することが出来ます。

上記の方法は Windows NT 時代から受け継がれている伝統的な手法ですが、Windows 2000からサポートされているUSB等のPnPデバイス に対して同様の手法を用いるというのは、いささか時代遅れではないかと考えます。

3. Setup API関数から取得する方法

Setup API関数を用いてハードディスクのハンドルを取得する方法があります。この方法は「不定なデバイス名に対してCreateFileを実行する というリスクを回避することが出来る」、「CreateFileする前にデバイスのプロパティを調べることが出来る」、 「PnPへの対応がスムーズ(PhysicalDriveは固定ディスクのみを対象としている)」等の利点があります。

ただしこの手法は、多くの利点がありながらあまり有名ではないようです。理由として、一般的な開発環境や最新のSDKに無くDDKにしか 設定されていないヘッダ「ntddstor.h」を必要としているからでは無いかと考えています。

今回必要なのはntddstor.hに設定されているGUID「GUID_DEVINTERFACE_DISK」の値のみですのでプログラム内に組み込むことで対応 しました。

DDKのヘッダはハードウェアを操作するのに必要不可欠な情報が満載されています。DDKは持っていないがDDKのヘッダの中身を見てみたい 場合、[MinGW Project[http://www.mingw.org/]]で公開されているw32apiというヘッダ群を利用してみると良いかもしれません。 DDKにあるヘッダとほぼ同じ内容でしかも殆どがパブリックドメインで公開されています。

取得手順としては以下の通り。

SetupDiGetClassDevs

SetupDiEnumDeviceInterfaces

GetDeviceInterfaceDetail

SetupDiGetDeviceRegistryProperty

大昔、40-100MB辺りの初期のATAにはこのコマンドが定義されていないハードディスク があり、この場合、ユーザーが直接ハードディスク情報をBIOSに設定する必要がありました。 ハードディスクの設定が記載されいるペラを無くしてしまい、設定方法が分からずとても苦労した 記憶があります。

まとめ

参考資料

インテル

AMD

マイクロソフト

関連書籍



Last-modified: 2006.05.16 (火) 08:00:32 (4451d)