Windows C++如何直接写分区表？
好的，咱们聊聊在 Windows 上用 C++ 直接操作分区表这事儿。说实话，这事儿挺硬核的，一般用不上，但你要是想深入了解磁盘底层是怎么回事儿，或者做些系统级别的工具，那确实得接触到。
首先得明确一点：直接写分区表，意味着你要绕过操作系统提供的文件系统接口，直接和磁盘的二进制数据打交道。 这就像是你要修汽车发动机，不是去换个螺丝那么简单，而是要拆开引擎盖，自己动手拧那些最核心的部件。风险很高，一旦弄错，整个硬盘数据可能就全毁了。所以，请务必在虚拟机或者一块不重要的测试硬盘上操作，并且做好数据备份！
为什么要直接写分区表？
一般情况下，我们都是用磁盘管理工具（比如 Windows 自带的“磁盘管理”或者第三方工具如 DiskGenius）来创建、删除、修改分区。这些工具都封装好了底层的复杂性。
但如果你想实现以下功能，就可能需要直接操作分区表了：
自定义分区方案： 比如创建一些非常规大小或类型的分区。
数据恢复工具： 查找、重建丢失的分区。
引导加载程序（Bootloader）： 修改或创建用于启动操作系统的引导信息。
磁盘加密或管理软件的底层实现： 对分区进行特殊处理。
深入学习磁盘结构： 了解 MBR 和 GPT 的工作原理。
分区表的两种主要类型
在 Windows 上，我们主要会遇到两种分区表格式：
1. MBR (Master Boot Record)： 这是比较老的一种格式，最多支持四个主分区，或者三个主分区加一个扩展分区（扩展分区内可以包含多个逻辑分区）。MBR 的信息就存储在磁盘的第一个扇区（512 字节）中。
2. GPT (GUID Partition Table)： 这是新一代的分区表格式，支持非常多数量的分区，并且有更强的容错能力。GPT 信息分布在磁盘的开头和结尾，并且有备份。GPT 信息主要包括 Protective MBR、GPT Header、Partition Entry Array 等。
Windows 对 MBR 的支持非常广泛，而对 GPT 的支持也越来越普遍，尤其是在 UEFI 启动模式下。
如何用 C++ 直接操作？
要直接操作分区表，你需要用到 Windows 提供的一些低级 I/O 接口。最核心的就是通过 `CreateFile` 打开磁盘设备，然后使用 `DeviceIoControl` 发送各种控制码来读写磁盘扇区。
1. 打开磁盘设备
你需要以管理员权限运行你的程序。使用 `CreateFile` 打开磁盘设备，通常设备路径是 `\.PhysicalDriveN`，其中 `N` 是磁盘的编号（0, 1, 2...）。
```cpp
include
include
int main() {
HANDLE hDevice = CreateFile(
L"\\.\PhysicalDrive0", // 目标磁盘，这里以第一个物理磁盘为例
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 需要读写权限
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // 允许其他进程共享读写
NULL, // 安全属性
OPEN_EXISTING, // 只打开已存在的设备
0, // 异步模式，0 表示同步
NULL // 模板文件句柄
);
if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE) {
std::cerr << "Error opening disk device. Error code: " << GetLastError() << std::endl;
return 1;
}
std::cout << "Successfully opened disk device." << std::endl;
// ... 后续操作 ...
CloseHandle(hDevice); // 操作完成后关闭句柄
return 0;
}
```
注意：
管理员权限： 操作磁盘设备必须以管理员权限运行。
设备路径： `\.PhysicalDrive0` 是指向物理磁盘的路径。你可以通过“磁盘管理”工具查看哪个是你想操作的磁盘。
访问模式： `GENERIC_READ | GENERIC_WRITE` 是必须的，因为你要读写分区表。
共享模式： `FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE` 是为了防止其他程序在你的操作过程中修改磁盘。
2. 读取和写入扇区
有了磁盘句柄后，你可以使用 `ReadFile` 和 `WriteFile` 来读写特定的扇区。但更常用的是 `DeviceIoControl` 函数，它允许你发送更底层的控制请求。
重要概念：扇区 (Sector)
磁盘被划分为一个个固定大小的块，称为扇区。传统上，一个扇区是 512 字节。现在很多新硬盘支持 4KB 扇区（高级格式化），但为了兼容性，操作系统通常会模拟 512 字节扇区。我们直接操作时，一般都按照 512 字节来处理，尤其是在 MBR 层面。
2.1. 读取扇区
要读取一个扇区，你可以使用 `DeviceIoControl` 结合 `IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY` 来获取磁盘信息（例如扇区大小），然后自己构建一个读取请求，或者直接使用 `ReadFile` 指定偏移量。
更直接的方式是使用 `ReadFile` 函数：
```cpp
// ... (在打开 hDevice 后) ...
BYTE sectorBuffer[512]; // 假设扇区大小为 512 字节
DWORD bytesRead;
LARGE_INTEGER offset;
// 设置读取偏移量到磁盘的第一个扇区 (MBR 位置)
offset.QuadPart = 0; // 扇区偏移量为 0
// 将偏移量指针传给 SetFilePointerEx
if (!SetFilePointerEx(hDevice, offset, NULL, FILE_BEGIN)) {
std::cerr << "Error setting file pointer. Error code: " << GetLastError() << std::endl;
// 处理错误
}
// 读取一个扇区的数据
if (!ReadFile(hDevice, sectorBuffer, sizeof(sectorBuffer), &bytesRead, NULL)) {
std::cerr << "Error reading sector. Error code: " << GetLastError() << std::endl;
// 处理错误
}
if (bytesRead != sizeof(sectorBuffer)) {
std::cerr << "Read incomplete sector data." << std::endl;
// 处理错误
}
// 现在 sectorBuffer 就包含了 MBR 的数据
// 你可以解析 sectorBuffer 了
std::cout << "Successfully read the first sector." << std::endl;
// ... 后续解析 sectorBuffer ...
```
2.2. 写入扇区
写入扇区和读取类似，只是使用 `WriteFile`：
```cpp
// ... (在打开 hDevice 后，并且 sectorBuffer 已经准备好要写入的数据) ...
DWORD bytesWritten;
LARGE_INTEGER offset;
// 设置写入偏移量到磁盘的第一个扇区 (MBR 位置)
offset.QuadPart = 0; // 扇区偏移量为 0
if (!SetFilePointerEx(hDevice, offset, NULL, FILE_BEGIN)) {
std::cerr << "Error setting file pointer for write. Error code: " << GetLastError() << std::endl;
// 处理错误
}
// 写入一个扇区的数据
if (!WriteFile(hDevice, sectorBuffer, sizeof(sectorBuffer), &bytesWritten, NULL)) {
std::cerr << "Error writing sector. Error code: " << GetLastError() << std::endl;
// 处理错误
}
if (bytesWritten != sizeof(sectorBuffer)) {
std::cerr << "Write incomplete sector data." << std::endl;
// 处理错误
}
std::cout << "Successfully wrote to the first sector." << std::endl;
```
3. 解析 MBR 结构
MBR 是存储在磁盘第一个扇区（512 字节）的头部信息。它包含了：
引导加载程序（Boot Code）： 前 446 字节，负责加载操作系统。
分区表（Partition Table）： 接下来的 64 字节，包含四个分区项。每个分区项是 16 字节。
签名（Boot Signature）： 最后 2 字节，必须是 `0x55AA`，表示这是一个有效的 MBR。
MBR 分区表项结构 (16 字节)：
```c++
struct MBRPartitionEntry {
BYTE bootIndicator; // 启动标志 (0x00: not bootable, 0x80: bootable)
BYTE startHead; // 起始磁头号 (高 2 位是起始柱面，低 6 位是起始磁头)
BYTE startSectorClump; // 起始扇区和柱面信息 (bit 76: 柱面高 2 位, bit 05: 扇区号)
BYTE startCylinder; // 起始柱面号 (低 8 位)
BYTE partitionType; // 分区类型 (e.g., 0x07: NTFS, 0x06: FAT16, 0x83: Linux)
BYTE endHead; // 结束磁头号
BYTE endSectorClump; // 结束扇区和柱面信息
BYTE endCylinder; // 结束柱面号
DWORD startLBA; // 起始逻辑块地址 (LBA) 分区在磁盘上的起始位置
DWORD sizeLBA; // 分区大小 (以逻辑块为单位)
};
```
解析 MBR 的代码示例（读取第一个扇区后）：
```cpp
// ... (在成功读取 sectorBuffer 后) ...
// 检查 MBR 签名
if (sectorBuffer[510] != 0x55 || sectorBuffer[511] != 0xAA) {
std::cerr << "MBR signature not found. Not a valid MBR." << std::endl;
// 处理错误
} else {
std::cout << "MBR signature found: 0x55AA" << std::endl;
// 解析分区表部分 (偏移量 446 字节，共 64 字节)
MBRPartitionEntry partitions[4];
memcpy(partitions, sectorBuffer + 446, sizeof(partitions));
std::cout << " MBR Partition Table " << std::endl;
for (int i = 0; i < 4; ++i) {
std::cout << "Partition " << i + 1 << ":" << std::endl;
std::cout << " Boot Indicator: 0x" << std::hex << (int)partitions[i].bootIndicator << std::endl;
std::cout << " Partition Type: 0x" << std::hex << (int)partitions[i].partitionType << std::endl;
std::cout << " Start LBA: " << std::dec << partitions[i].startLBA << std::endl;
std::cout << " Size LBA: " << std::dec << partitions[i].sizeLBA << std::endl;
// 更多字段的解析可以根据需要进行
}
std::cout << "" << std::endl;
}
// ...
```
4. 解析 GPT 结构
GPT 相比 MBR 要复杂得多。它的主要结构包括：
Protective MBR： 磁盘的第一个扇区（0 扇区），仍然是一个兼容 MBR，但通常将整个磁盘标记为一个 GPT 保护分区（类型 `0xEE`），以防止不支持 GPT 的老工具误操作。
GPT Header： 存储在磁盘的第二个扇区（1 扇区），包含 GPT 的描述信息，如扇区大小、分区数量、GPT 本身的位置等。它也有一个备份，存储在磁盘的最后一个扇区。
Partition Entry Array (PEA)： 紧跟在 GPT Header 后面的区域，包含所有分区的描述信息。每个分区项的大小（通常是 128 字节）和数量由 GPT Header 指定。PEA 也有一个备份，位于磁盘的倒数第二个扇区。
重要概念：
LBA (Logical Block Addressing)： GPT 完全使用 LBA 来定位扇区，不再使用陈旧的柱面/磁头/扇区（CHS）地址。LBA 0 通常是 Protective MBR 的位置。
GUID (Globally Unique Identifier)： GPT 使用 128 位 GUID 来唯一标识磁盘、分区类型和分区。
CRC32 校验： MBR 和 GPT 都使用校验和来确保数据的完整性。
读取和解析 GPT 需要几个步骤：
1. 读取 Protective MBR： 验证第一个扇区是否是兼容 MBR，并查找 GPT 保护分区的起始 LBA。
2. 读取主 GPT Header： 通常在 LBA 1 处。
3. 验证 GPT Header： 检查 GPT Header 的魔数、大小、CRC32 校验。
4. 定位 Partition Entry Array： 根据 GPT Header 中的信息，找到 PEA 的起始 LBA 和大小。
5. 读取 Partition Entry Array： 将 PEA 的所有分区项读入内存。
6. 解析分区项： 每个分区项包含分区的 GUID、类型 GUID、起始/结束 LBA、属性等。
这部分的代码会比 MBR 复杂很多，需要定义更多的结构体来对应 GPT Header 和 Partition Entry 的格式，并进行 CRC32 校验。
GPT Header 结构示例 (部分字段)：
```c++
struct GPTHeader {
char signature[8]; // "EFI PART"
BYTE reserved1[4];
uint32_t headerSize; // GPT Header 本身的大小 (通常 92 字节)
uint32_t headerCRC32; // GPT Header 的 CRC32校验和
uint32_t reserved2;
uint64_t currentLBA; // 当前 GPT Header 所在的 LBA
uint64_t backupLBA; // GPT Header 的备份所在的 LBA (磁盘末尾)
uint64_t firstUsableLBA; // 用户可用的第一个 LBA (通常是 PEA 的起始)
uint64_t lastUsableLBA; // 用户可用的最后一个 LBA
// ... 更多字段，包括磁盘 GUID、分区表起始 LBA、分区数量等 ...
uint64_t partitionEntryArrayStartLBA; // 分区项数组的起始 LBA
uint32_t numberOfPartitionEntries; // 分区项数组中的分区项数量
uint32_t partitionEntrySize; // 每个分区项的大小 (通常是 128 字节)
uint32_t partitionEntryArrayCRC32; // 分区项数组的 CRC32校验和
// ...
};
```
Partition Entry 结构示例 (部分字段)：
```c++
struct GPTPartitionEntry {
GUID partitionTypeGUID; // 分区类型GUID (e.g., EFI System Partition, Microsoft Basic Data)
GUID uniquePartitionGUID; // 此分区的唯一GUID
uint64_t startLBA; // 分区起始LBA
uint64_t endLBA; // 分区结束LBA
uint64_t attributes; // 分区属性 (e.g., Readonly, Hidden)
// ...
};
```
要实现 GPT 的读写，你需要：
包含 `` 和 `` (用于 `__readgsqword` 或其他编译器提供的对齐内存访问方法，尽管直接偏移访问也可能可用，但需要谨慎）。
实现 CRC32 校验函数。
小心处理字节序问题（虽然 Windows 内部通常是小端，但 GUID 和其他一些字段的表示可能需要注意）。
根据 GPT Header 中的信息，精确计算 PEA 的位置和大小来读取。
5. 修改分区表时的注意事项
同步和锁定： 在操作过程中，最好能锁定整个磁盘，防止操作系统或其他服务访问。然而，Windows 并不直接提供对整个物理磁盘的简单锁定机制，你只能通过打开设备的独占访问权限（`CreateFile` 时不指定 `FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE`，但这可能会阻止其他进程访问，需要权衡）或在安全模式下进行。
文件系统上下文： 分区表只是磁盘的布局信息。一旦你修改了分区表，操作系统可能需要重新扫描磁盘才能识别新的分区。如果你修改了一个现有分区的边界，那么该分区内的文件系统结构很可能就会损坏，除非你同时以某种方式更新文件系统元数据（这通常是文件系统驱动程序的工作，也是为什么直接写分区表如此危险）。
备份和恢复： 在进行任何写入操作前，务必备份你要覆盖的扇区（MBR 或 GPT Header 和 PEA），这样如果出现问题，至少还有机会恢复。
UEFI vs. BIOS： MBR 主要用于 BIOS 引导，而 GPT 主要用于 UEFI 引导。如果你是在一个 UEFI 系统上，修改 MBR 可能不会影响系统的启动，反之亦然。操作前要了解目标系统的启动方式。
错误处理： 底层 I/O 操作随时可能失败，例如权限不足、设备被锁定、设备发生错误等。一定要做好详细的错误检查和日志记录。
6. 推荐的库和工具
虽然你可以从头开始编写所有代码，但有些库可以简化这个过程：
libparted (Linux)： 这是一个非常强大的分区管理库，虽然它是 Linux 的，但在 Windows 上也可以交叉编译或找到相关的移植。它提供了对各种分区表格式（MBR, GPT, APM, BSD）的抽象。
Windows SDK 的低级 I/O API： `windows.h` 中提供的函数是基础。
第三方库： 搜索一些开源的磁盘管理或分区工具的源代码，它们可能会用到一些你需要的底层操作封装。
总结
用 C++ 直接写分区表是一个涉及磁盘底层操作的复杂任务。它需要你理解 MBR 和 GPT 的结构，熟悉 Windows 的低级 I/O API（特别是 `CreateFile`, `ReadFile`, `WriteFile`, `DeviceIoControl`），并能小心地处理数据读写和错误。
风险极高！请务必谨慎行事，并在隔离的环境中进行测试。
如果你只是想管理分区，强烈建议使用操作系统自带的工具或成熟的第三方工具。只有当你确实需要绕过这些工具，或者在开发系统级工具时，才考虑直接操作分区表。
这篇文章尽量详细地介绍了基本思路和关键点，希望能帮助你理解这个过程。如果你有更具体的问题，比如如何解析 GPT 的某个特定字段，或者如何实现 CRC32 校验，都可以进一步探讨。
首先得明确一点：直接写分区表，意味着你要绕过操作系统提供的文件系统接口，直接和磁盘的二进制数据打交道。 这就像是你要修汽车发动机，不是去换个螺丝那么简单，而是要拆开引擎盖，自己动手拧那些最核心的部件。风险很高，一旦弄错，整个硬盘数据可能就全毁了。所以，请务必在虚拟机或者一块不重要的测试硬盘上操作，并且做好数据备份！
为什么要直接写分区表？
一般情况下，我们都是用磁盘管理工具（比如 Windows 自带的“磁盘管理”或者第三方工具如 DiskGenius）来创建、删除、修改分区。这些工具都封装好了底层的复杂性。
但如果你想实现以下功能，就可能需要直接操作分区表了：
自定义分区方案： 比如创建一些非常规大小或类型的分区。
数据恢复工具： 查找、重建丢失的分区。
引导加载程序（Bootloader）： 修改或创建用于启动操作系统的引导信息。
磁盘加密或管理软件的底层实现： 对分区进行特殊处理。
深入学习磁盘结构： 了解 MBR 和 GPT 的工作原理。
分区表的两种主要类型
在 Windows 上，我们主要会遇到两种分区表格式：
1. MBR (Master Boot Record)： 这是比较老的一种格式，最多支持四个主分区，或者三个主分区加一个扩展分区（扩展分区内可以包含多个逻辑分区）。MBR 的信息就存储在磁盘的第一个扇区（512 字节）中。
2. GPT (GUID Partition Table)： 这是新一代的分区表格式，支持非常多数量的分区，并且有更强的容错能力。GPT 信息分布在磁盘的开头和结尾，并且有备份。GPT 信息主要包括 Protective MBR、GPT Header、Partition Entry Array 等。
Windows 对 MBR 的支持非常广泛，而对 GPT 的支持也越来越普遍，尤其是在 UEFI 启动模式下。
如何用 C++ 直接操作？
要直接操作分区表，你需要用到 Windows 提供的一些低级 I/O 接口。最核心的就是通过 `CreateFile` 打开磁盘设备，然后使用 `DeviceIoControl` 发送各种控制码来读写磁盘扇区。
1. 打开磁盘设备
你需要以管理员权限运行你的程序。使用 `CreateFile` 打开磁盘设备，通常设备路径是 `\.PhysicalDriveN`，其中 `N` 是磁盘的编号（0, 1, 2...）。
```cpp
include
include
int main() {
HANDLE hDevice = CreateFile(
L"\\.\PhysicalDrive0", // 目标磁盘，这里以第一个物理磁盘为例
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, // 需要读写权限
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, // 允许其他进程共享读写
NULL, // 安全属性
OPEN_EXISTING, // 只打开已存在的设备
0, // 异步模式，0 表示同步
NULL // 模板文件句柄
);
if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE) {
std::cerr << "Error opening disk device. Error code: " << GetLastError() << std::endl;
return 1;
}
std::cout << "Successfully opened disk device." << std::endl;
// ... 后续操作 ...
CloseHandle(hDevice); // 操作完成后关闭句柄
return 0;
}
```
注意：
管理员权限： 操作磁盘设备必须以管理员权限运行。
设备路径： `\.PhysicalDrive0` 是指向物理磁盘的路径。你可以通过“磁盘管理”工具查看哪个是你想操作的磁盘。
访问模式： `GENERIC_READ | GENERIC_WRITE` 是必须的，因为你要读写分区表。
共享模式： `FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE` 是为了防止其他程序在你的操作过程中修改磁盘。
2. 读取和写入扇区
有了磁盘句柄后，你可以使用 `ReadFile` 和 `WriteFile` 来读写特定的扇区。但更常用的是 `DeviceIoControl` 函数，它允许你发送更底层的控制请求。
重要概念：扇区 (Sector)
磁盘被划分为一个个固定大小的块，称为扇区。传统上，一个扇区是 512 字节。现在很多新硬盘支持 4KB 扇区（高级格式化），但为了兼容性，操作系统通常会模拟 512 字节扇区。我们直接操作时，一般都按照 512 字节来处理，尤其是在 MBR 层面。
2.1. 读取扇区
要读取一个扇区，你可以使用 `DeviceIoControl` 结合 `IOCTL_DISK_GET_DRIVE_GEOMETRY` 来获取磁盘信息（例如扇区大小），然后自己构建一个读取请求，或者直接使用 `ReadFile` 指定偏移量。
更直接的方式是使用 `ReadFile` 函数：
```cpp
// ... (在打开 hDevice 后) ...
BYTE sectorBuffer[512]; // 假设扇区大小为 512 字节
DWORD bytesRead;
LARGE_INTEGER offset;
// 设置读取偏移量到磁盘的第一个扇区 (MBR 位置)
offset.QuadPart = 0; // 扇区偏移量为 0
// 将偏移量指针传给 SetFilePointerEx
if (!SetFilePointerEx(hDevice, offset, NULL, FILE_BEGIN)) {
std::cerr << "Error setting file pointer. Error code: " << GetLastError() << std::endl;
// 处理错误
}
// 读取一个扇区的数据
if (!ReadFile(hDevice, sectorBuffer, sizeof(sectorBuffer), &bytesRead, NULL)) {
std::cerr << "Error reading sector. Error code: " << GetLastError() << std::endl;
// 处理错误
}
if (bytesRead != sizeof(sectorBuffer)) {
std::cerr << "Read incomplete sector data." << std::endl;
// 处理错误
}
// 现在 sectorBuffer 就包含了 MBR 的数据
// 你可以解析 sectorBuffer 了
std::cout << "Successfully read the first sector." << std::endl;
// ... 后续解析 sectorBuffer ...
```
2.2. 写入扇区
写入扇区和读取类似，只是使用 `WriteFile`：
```cpp
// ... (在打开 hDevice 后，并且 sectorBuffer 已经准备好要写入的数据) ...
DWORD bytesWritten;
LARGE_INTEGER offset;
// 设置写入偏移量到磁盘的第一个扇区 (MBR 位置)
offset.QuadPart = 0; // 扇区偏移量为 0
if (!SetFilePointerEx(hDevice, offset, NULL, FILE_BEGIN)) {
std::cerr << "Error setting file pointer for write. Error code: " << GetLastError() << std::endl;
// 处理错误
}
// 写入一个扇区的数据
if (!WriteFile(hDevice, sectorBuffer, sizeof(sectorBuffer), &bytesWritten, NULL)) {
std::cerr << "Error writing sector. Error code: " << GetLastError() << std::endl;
// 处理错误
}
if (bytesWritten != sizeof(sectorBuffer)) {
std::cerr << "Write incomplete sector data." << std::endl;
// 处理错误
}
std::cout << "Successfully wrote to the first sector." << std::endl;
```
3. 解析 MBR 结构
MBR 是存储在磁盘第一个扇区（512 字节）的头部信息。它包含了：
引导加载程序（Boot Code）： 前 446 字节，负责加载操作系统。
分区表（Partition Table）： 接下来的 64 字节，包含四个分区项。每个分区项是 16 字节。
签名（Boot Signature）： 最后 2 字节，必须是 `0x55AA`，表示这是一个有效的 MBR。
MBR 分区表项结构 (16 字节)：
```c++
struct MBRPartitionEntry {
BYTE bootIndicator; // 启动标志 (0x00: not bootable, 0x80: bootable)
BYTE startHead; // 起始磁头号 (高 2 位是起始柱面，低 6 位是起始磁头)
BYTE startSectorClump; // 起始扇区和柱面信息 (bit 76: 柱面高 2 位, bit 05: 扇区号)
BYTE startCylinder; // 起始柱面号 (低 8 位)
BYTE partitionType; // 分区类型 (e.g., 0x07: NTFS, 0x06: FAT16, 0x83: Linux)
BYTE endHead; // 结束磁头号
BYTE endSectorClump; // 结束扇区和柱面信息
BYTE endCylinder; // 结束柱面号
DWORD startLBA; // 起始逻辑块地址 (LBA) 分区在磁盘上的起始位置
DWORD sizeLBA; // 分区大小 (以逻辑块为单位)
};
```
解析 MBR 的代码示例（读取第一个扇区后）：
```cpp
// ... (在成功读取 sectorBuffer 后) ...
// 检查 MBR 签名
if (sectorBuffer[510] != 0x55 || sectorBuffer[511] != 0xAA) {
std::cerr << "MBR signature not found. Not a valid MBR." << std::endl;
// 处理错误
} else {
std::cout << "MBR signature found: 0x55AA" << std::endl;
// 解析分区表部分 (偏移量 446 字节，共 64 字节)
MBRPartitionEntry partitions[4];
memcpy(partitions, sectorBuffer + 446, sizeof(partitions));
std::cout << " MBR Partition Table " << std::endl;
for (int i = 0; i < 4; ++i) {
std::cout << "Partition " << i + 1 << ":" << std::endl;
std::cout << " Boot Indicator: 0x" << std::hex << (int)partitions[i].bootIndicator << std::endl;
std::cout << " Partition Type: 0x" << std::hex << (int)partitions[i].partitionType << std::endl;
std::cout << " Start LBA: " << std::dec << partitions[i].startLBA << std::endl;
std::cout << " Size LBA: " << std::dec << partitions[i].sizeLBA << std::endl;
// 更多字段的解析可以根据需要进行
}
std::cout << "" << std::endl;
}
// ...
```
4. 解析 GPT 结构
GPT 相比 MBR 要复杂得多。它的主要结构包括：
Protective MBR： 磁盘的第一个扇区（0 扇区），仍然是一个兼容 MBR，但通常将整个磁盘标记为一个 GPT 保护分区（类型 `0xEE`），以防止不支持 GPT 的老工具误操作。
GPT Header： 存储在磁盘的第二个扇区（1 扇区），包含 GPT 的描述信息，如扇区大小、分区数量、GPT 本身的位置等。它也有一个备份，存储在磁盘的最后一个扇区。
Partition Entry Array (PEA)： 紧跟在 GPT Header 后面的区域，包含所有分区的描述信息。每个分区项的大小（通常是 128 字节）和数量由 GPT Header 指定。PEA 也有一个备份，位于磁盘的倒数第二个扇区。
重要概念：
LBA (Logical Block Addressing)： GPT 完全使用 LBA 来定位扇区，不再使用陈旧的柱面/磁头/扇区（CHS）地址。LBA 0 通常是 Protective MBR 的位置。
GUID (Globally Unique Identifier)： GPT 使用 128 位 GUID 来唯一标识磁盘、分区类型和分区。
CRC32 校验： MBR 和 GPT 都使用校验和来确保数据的完整性。
读取和解析 GPT 需要几个步骤：
1. 读取 Protective MBR： 验证第一个扇区是否是兼容 MBR，并查找 GPT 保护分区的起始 LBA。
2. 读取主 GPT Header： 通常在 LBA 1 处。
3. 验证 GPT Header： 检查 GPT Header 的魔数、大小、CRC32 校验。
4. 定位 Partition Entry Array： 根据 GPT Header 中的信息，找到 PEA 的起始 LBA 和大小。
5. 读取 Partition Entry Array： 将 PEA 的所有分区项读入内存。
6. 解析分区项： 每个分区项包含分区的 GUID、类型 GUID、起始/结束 LBA、属性等。
这部分的代码会比 MBR 复杂很多，需要定义更多的结构体来对应 GPT Header 和 Partition Entry 的格式，并进行 CRC32 校验。
GPT Header 结构示例 (部分字段)：
```c++
struct GPTHeader {
char signature[8]; // "EFI PART"
BYTE reserved1[4];
uint32_t headerSize; // GPT Header 本身的大小 (通常 92 字节)
uint32_t headerCRC32; // GPT Header 的 CRC32校验和
uint32_t reserved2;
uint64_t currentLBA; // 当前 GPT Header 所在的 LBA
uint64_t backupLBA; // GPT Header 的备份所在的 LBA (磁盘末尾)
uint64_t firstUsableLBA; // 用户可用的第一个 LBA (通常是 PEA 的起始)
uint64_t lastUsableLBA; // 用户可用的最后一个 LBA
// ... 更多字段，包括磁盘 GUID、分区表起始 LBA、分区数量等 ...
uint64_t partitionEntryArrayStartLBA; // 分区项数组的起始 LBA
uint32_t numberOfPartitionEntries; // 分区项数组中的分区项数量
uint32_t partitionEntrySize; // 每个分区项的大小 (通常是 128 字节)
uint32_t partitionEntryArrayCRC32; // 分区项数组的 CRC32校验和
// ...
};
```
Partition Entry 结构示例 (部分字段)：
```c++
struct GPTPartitionEntry {
GUID partitionTypeGUID; // 分区类型GUID (e.g., EFI System Partition, Microsoft Basic Data)
GUID uniquePartitionGUID; // 此分区的唯一GUID
uint64_t startLBA; // 分区起始LBA
uint64_t endLBA; // 分区结束LBA
uint64_t attributes; // 分区属性 (e.g., Readonly, Hidden)
// ...
};
```
要实现 GPT 的读写，你需要：
包含 `
实现 CRC32 校验函数。
小心处理字节序问题（虽然 Windows 内部通常是小端，但 GUID 和其他一些字段的表示可能需要注意）。
根据 GPT Header 中的信息，精确计算 PEA 的位置和大小来读取。
5. 修改分区表时的注意事项
同步和锁定： 在操作过程中，最好能锁定整个磁盘，防止操作系统或其他服务访问。然而，Windows 并不直接提供对整个物理磁盘的简单锁定机制，你只能通过打开设备的独占访问权限（`CreateFile` 时不指定 `FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE`，但这可能会阻止其他进程访问，需要权衡）或在安全模式下进行。
文件系统上下文： 分区表只是磁盘的布局信息。一旦你修改了分区表，操作系统可能需要重新扫描磁盘才能识别新的分区。如果你修改了一个现有分区的边界，那么该分区内的文件系统结构很可能就会损坏，除非你同时以某种方式更新文件系统元数据（这通常是文件系统驱动程序的工作，也是为什么直接写分区表如此危险）。
备份和恢复： 在进行任何写入操作前，务必备份你要覆盖的扇区（MBR 或 GPT Header 和 PEA），这样如果出现问题，至少还有机会恢复。
UEFI vs. BIOS： MBR 主要用于 BIOS 引导，而 GPT 主要用于 UEFI 引导。如果你是在一个 UEFI 系统上，修改 MBR 可能不会影响系统的启动，反之亦然。操作前要了解目标系统的启动方式。
错误处理： 底层 I/O 操作随时可能失败，例如权限不足、设备被锁定、设备发生错误等。一定要做好详细的错误检查和日志记录。
6. 推荐的库和工具
虽然你可以从头开始编写所有代码，但有些库可以简化这个过程：
libparted (Linux)： 这是一个非常强大的分区管理库，虽然它是 Linux 的，但在 Windows 上也可以交叉编译或找到相关的移植。它提供了对各种分区表格式（MBR, GPT, APM, BSD）的抽象。
Windows SDK 的低级 I/O API： `windows.h` 中提供的函数是基础。
第三方库： 搜索一些开源的磁盘管理或分区工具的源代码，它们可能会用到一些你需要的底层操作封装。
总结
用 C++ 直接写分区表是一个涉及磁盘底层操作的复杂任务。它需要你理解 MBR 和 GPT 的结构，熟悉 Windows 的低级 I/O API（特别是 `CreateFile`, `ReadFile`, `WriteFile`, `DeviceIoControl`），并能小心地处理数据读写和错误。
风险极高！请务必谨慎行事，并在隔离的环境中进行测试。
如果你只是想管理分区，强烈建议使用操作系统自带的工具或成熟的第三方工具。只有当你确实需要绕过这些工具，或者在开发系统级工具时，才考虑直接操作分区表。
这篇文章尽量详细地介绍了基本思路和关键点，希望能帮助你理解这个过程。如果你有更具体的问题，比如如何解析 GPT 的某个特定字段，或者如何实现 CRC32 校验，都可以进一步探讨。
网友意见
随便说几个点吧。
分区相关的API在此。
几个点要注意一下：
1. 权限的问题，要搞定。
2. 直接写盘的话，正常是写不到分区之外的，要用内核里的符号链接去写，就是\.PhsicalDrive0类似的名字。你可以使用WinObj查看内核对象的名字，WinOBJ可以从微软官网下载：
打开以后，global??的名字都是可以在用户态访问到的。
下面的一段代码就是读MBR的代码，写操作也是类似的：
#include <windows.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <stdio.h> int main() { HANDLE hFile; char b[512]; DWORD nr; hFile = CreateFile("\\?\PhysicalDrive2", GENERIC_READ, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL); if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE) { printf("%d
", GetLastError()); return -1; } if (ReadFile(hFile, b, sizeof(b), &nr, NULL) == TRUE) { int i; for (i = 0; i < 512; i++) { if (i % 16 == 0) { printf("
"); } printf("%02X ", (unsigned char)b[i]); } } CloseHandle(hFile); return 0; } 3. GPT分区问题
这个问题比较复杂，微软没有官方的文档放出来，我自己遇到过一次，就是在WIN10上，当一个盘有一个合法的MBR+PMBR+GPT的时候，在Linux或者其他OS上把MBR里的PMBR删掉，重新做MBR分区，此时GPT数据还在，这个时候把盘接到Windows上，Windows仍然会继续识别GPT分区，哪怕PMBR已经没有了。
解决的思路就是每次要把MBR后面的很大一片数据（直到第一个分区起点）都清零。通过注册表观察发现，Windows会缓存一部分GPT分区，但具体的检测机制并不清楚，这方面微软没有公开的文档。
如果题主只是想在用户态分区，那么研究一下DISKPART.EXE是怎么实现的更好，理论上说Windows提供了用户态的API直接创建/删除分区，不需要裸写分区表。
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