codeproject:http://www.codeproject.com/KB/system/HwDetect.aspx
簡介
現在對于IT的安全來說,熱插撥設備是個很大的威脅。在這篇文章中,我將試著開發一個用戶應用程序來檢測本機系統上的設備改變。例如:插入一個USB設備、Ipod、USB無線網卡等等。這個程序同樣也可以停用任何支持插拔的設備。在文章的后面,我會簡述一下程序的工作原理和它的局限性。
怎么來檢測硬件設備的改變?
事實上,Windows操作系統會對上層程序發送WM_DEVICECHANGE消息來通知設備的改變。我們所要作的僅僅是添加一個句柄來處理這個事件。
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BEGIN_MESSAGE_MAP(CHWDetectDlg, CDialog)
// ... other handlers
ON_MESSAGE(WM_DEVICECHANGE, OnMyDeviceChange)
END_MESSAGE_MAP()
LRESULT CHWDetectDlg::OnMyDeviceChange(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
// for more information, see MSDN help of WM_DEVICECHANGE
// this part should not be very difficult to understand
if ( DBT_DEVICEARRIVAL == wParam || DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE == wParam ) {
PDEV_BROADCAST_HDR pHdr = (PDEV_BROADCAST_HDR)lParam;
switch( pHdr->dbch_devicetype ) {
case DBT_DEVTYP_DEVICEINTERFACE:
PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE pDevInf = (PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE)pHdr;
// do something...
break;
case DBT_DEVTYP_HANDLE:
PDEV_BROADCAST_HANDLE pDevHnd = (PDEV_BROADCAST_HANDLE)pHdr;
// do something...
break;
case DBT_DEVTYP_OEM:
PDEV_BROADCAST_OEM pDevOem = (PDEV_BROADCAST_OEM)pHdr;
// do something...
break;
case DBT_DEVTYP_PORT:
PDEV_BROADCAST_PORT pDevPort = (PDEV_BROADCAST_PORT)pHdr;
// do something...
break;
case DBT_DEVTYP_VOLUME:
PDEV_BROADCAST_VOLUME pDevVolume = (PDEV_BROADCAST_VOLUME)pHdr;
// do something...
break;
}
}
return 0;
}
然而默認情況下,Windows操作系統發送WM_DEVICECHANGE有些限制:
1 只有頂層窗體的程序才能收到這個消息
2 僅僅串口、磁盤發生改變,才對每個程序廣播這個消息
的確不錯,至少你可以知道移動U盤、移動硬盤、光盤被安裝或彈出了,通過DEV_BROADCAST_VOLUME.dbcv_unitmask你也可以獲得其對應的盤符。但實際上,你不知道底層處理的是哪個物理設備實際上被安裝到了系統中。
API:RegisterDeviceNotification()
所以,你不得不調用RegisterDeviceNotification()API來注冊其他類型的設備改變,或是你的程序僅僅是一個服務程序、沒有頂層窗體的程序。例如:如下的例子是用來注冊一個設備類型的接口的:
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1. DEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE NotificationFilter;
2. ZeroMemory( &NotificationFilter, sizeof(NotificationFilter) );
3. NotificationFilter.dbcc_size = sizeof(DEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE);
4. NotificationFilter.dbcc_devicetype = DBT_DEVTYP_DEVICEINTERFACE;
5. // assume we want to be notified with USBSTOR
6. // to get notified with all interface on XP or above
7. // ORed 3rd param with DEVICE_NOTIFY_ALL_INTERFACE_CLASSES and dbcc_classguid will be ignored
8. NotificationFilter.dbcc_classguid = GUID_DEVINTERFACE_USBSTOR;
9. HDEVNOTIFY hDevNotify = RegisterDeviceNotification(this->GetSafeHwnd(),
amp;NotificationFilter, DEVICE_NOTIFY_WINDOW_HANDLE);
10. if( !hDevNotify ) {
11. // error handling...
12. return FALSE;
13. }
請注意第8行,NotificationFilter.dbcc_classguid
關注的就是你關心的一類設備。
參考這個blog: Doron Holan's blog
一個支持即插即用的設備,有2個不同的GUID相關,一個設備接口GUID, 一個是設備類GUID
設備類GUID:定義了廣泛意義上一類設備的GUID,如果你打開設備管理器[我的電腦右鍵—>設備管理器],默認的是按照“類型”排列的,每一個“類型”就是一個設備類,同時每一個設備類有一個唯一的ID就是設備類GUID。設備GUID定義了此類設備的圖標、默認的安全設置、安裝屬性(例如用戶不能手動安裝這類設備,而必須通過PNP來遍歷),以及其他的設置信息。設備類GUID沒有定義對應的I/O接口(請參考術語表),而更像是設備的分組。我認為一個比較好的例子是端口類。串口COM和并口LPT 都是端口類的一部分,但其各有各的I/O接口,而且彼此互不兼容.一個設備僅僅屬于一個設備類。我們可以通過設備驅動的INF文件的開頭來查看該設備的設備類GUID。
設備接口GUID:定義了相互關聯I/O接口的GUID,每一個接口GUID的具體實例都支持基本的I/O設置。設備接口GUID也是對應的驅動程序基于PNP狀態來注冊、啟用、禁用設備。如果需要,一個設備甚至可以注冊多個同樣GUID的實例(假使每個都有相同的名字)[注:在實際的程序中,多次插拔USB口,確實會驅出相同的串口,例如port12,port12,port12…],盡管在現實世界中完全不需要這樣。一個簡單的I/O關聯接口是鍵盤設備,每個鍵盤設備的接口GUID必須相同。
可以通過如下的注冊表路徑來查看當前設備類GUID, 設備接口GUID:
- \\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Class
- \\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\DeviceClasses
常用設備的接口GUID如下:
設備接口名稱 |
GUID |
USB Raw Device/USB設備 |
{a5dcbf10-6530-11d2-901f-00c04fb951ed} |
Disk Device/磁盤設備 |
{53f56307-b6bf-11d0-94f2-00a0c91efb8b} |
Network Card/網卡 |
{ad498944-762f-11d0-8dcb-00c04fc3358c} |
Human Interface Device (HID)/人機界面設備 |
{4d1e55b2-f16f-11cf-88cb-001111000030} |
Palm/手持設備 |
{784126bf-4190-11d4-b5c2-00c04f687a67} |
DEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE的解碼
如下是修改處理捕獲對應事件的函數:
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LRESULT CHWDetectDlg::OnMyDeviceChange(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
....
....
if ( DBT_DEVICEARRIVAL == wParam || DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE == wParam )
{
PDEV_BROADCAST_HDR pHdr = (PDEV_BROADCAST_HDR)lParam;
switch( pHdr->dbch_devicetype )
{
case DBT_DEVTYP_DEVICEINTERFACE:
PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE pDevInf = (PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE)pHdr;
UpdateDevice(pDevInf, wParam);
break;
....
....
}
從MSDN中,我們知道
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typedef struct _DEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE {
DWORD dbcc_size;
DWORD dbcc_devicetype;
DWORD dbcc_reserved;
GUID dbcc_classguid;
TCHAR dbcc_name[1];
} DEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE *PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE;
我們似乎可以通過dbcc_name知道那個設備安裝到了當前系統。J,答案是不對,dbcc_name僅僅是操作系統內部使用來做為ID的,其實不易讀的,例如下面的這個dbcc_name:
\\?\USB#Vid_04e8&Pid_503b#0002F9A9828E0F06#{a5dcbf10-6530-11d2-901f-00c04fb951ed}
- \\?\USB: USB 意思是這是一個USB設備類
- Vid_04e8&Pid_053b:
Vid
/Pid
是一個廠商ID和產品ID(但這是由設備類指定的,USB設備類使用VID/PID,不同的設備類使用不同的命名約定) - 002F9A9828E0F06: 不清楚是怎么生成的,是唯一設備ID
- {a5dcbf10-6530-11d2-901f-00c04fb951ed}:設備接口類GUID
現在,我們來解出設備描述信息或是設備別名,有2種辦法:
1 直接讀注冊表, \\HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Enum\USB\Vid_04e8&Pid_503b\0002F9A9828E0F06
2 使用 SetupDiXxx 系列API
API:SetupDiXxx()
Windows定義了一組API,讓用戶通過編程的辦法來獲取對應的硬件設備信息。例如,我們可以通過dbcc_name來獲得設備描述信息或是設備別名。下面是這個辦法都具體步驟:
1 首先通過SetupDiGetClassDevs()來獲得設備信息集 HDEVINFO,這個操作等同于是一個獲取目錄句柄的過程。
2 接著使用SetupDiEnumDeviceInfo()來遍歷出這個設備信息集內的所有設備,這個操作等同于把目錄列表的過程。對于每個遍歷出的,我們可以獲得SP_DEVINFO_DATA,這個等同于是文件句柄。
3 在上面的枚舉過程中,使用SetupDiGetDeviceInstanceId()來讀取每個設備的實例ID,這個操作等同于是讀文件的屬性,一個設備的實例ID類似這個:”USB\Vid_04e8&Pid_503b\0002F9A9828E0F06”,和dbcc_name非常像。
4 如果設備的實例ID等同于dbcc_name,則通過SetupDiGetDeviceRegistryProperty()來獲取設備描述信息或是設備別名信息。
程序如下:
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void CHWDetectDlg::UpdateDevice(PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE pDevInf, WPARAM wParam)
{
// dbcc_name:
// \\?\USB#Vid_04e8&Pid_503b#0002F9A9828E0F06#{a5dcbf10-6530-11d2-901f-00c04fb951ed}
// convert to
// USB\Vid_04e8&Pid_503b\0002F9A9828E0F06
ASSERT(lstrlen(pDevInf->dbcc_name) > 4);
CString szDevId = pDevInf->dbcc_name+4;
int idx = szDevId.ReverseFind(_T('#'));
ASSERT( -1 != idx );
szDevId.Truncate(idx);
szDevId.Replace(_T('#'), _T('\\'));
szDevId.MakeUpper();
CString szClass;
idx = szDevId.Find(_T('\\'));
ASSERT(-1 != idx );
szClass = szDevId.Left(idx);
// if we are adding device, we only need present devices
// otherwise, we need all devices
DWORD dwFlag = DBT_DEVICEARRIVAL != wParam
? DIGCF_ALLCLASSES : (DIGCF_ALLCLASSES | DIGCF_PRESENT);
HDEVINFO hDevInfo = SetupDiGetClassDevs(NULL, szClass, NULL, dwFlag);
if( INVALID_HANDLE_VALUE == hDevInfo )
{
AfxMessageBox(CString("SetupDiGetClassDevs(): ")
+ _com_error(GetLastError()).ErrorMessage(), MB_ICONEXCLAMATION);
return;
}
SP_DEVINFO_DATA* pspDevInfoData =
(SP_DEVINFO_DATA*)HeapAlloc(GetProcessHeap(), 0, sizeof(SP_DEVINFO_DATA));
pspDevInfoData->cbSize = sizeof(SP_DEVINFO_DATA);
for(int i=0; SetupDiEnumDeviceInfo(hDevInfo,i,pspDevInfoData); i++)
{
DWORD DataT ;
DWORD nSize=0 ;
TCHAR buf[MAX_PATH];
if ( !SetupDiGetDeviceInstanceId(hDevInfo, pspDevInfoData, buf, sizeof(buf), &nSize) )
{
AfxMessageBox(CString("SetupDiGetDeviceInstanceId(): ")
+ _com_error(GetLastError()).ErrorMessage(), MB_ICONEXCLAMATION);
break;
}
if ( szDevId == buf )
{
// device found
if ( SetupDiGetDeviceRegistryProperty(hDevInfo, pspDevInfoData,
SPDRP_FRIENDLYNAME, &DataT, (PBYTE)buf, sizeof(buf), &nSize) ) {
// do nothing
} else if ( SetupDiGetDeviceRegistryProperty(hDevInfo, pspDevInfoData,
SPDRP_DEVICEDESC, &DataT, (PBYTE)buf, sizeof(buf), &nSize) ) {
// do nothing
} else {
lstrcpy(buf, _T("Unknown"));
}
// update UI
// .....
// .....
break;
}
}
if ( pspDevInfoData ) HeapFree(GetProcessHeap(), 0, pspDevInfoData);
SetupDiDestroyDeviceInfoList(hDevInfo);
}
禁用設備
假使你有一個正確的HDEVINFO和SP_DEVINFO_DATA(實際上,我們保持dbcc_name座位樹節點的tag,當右鍵單擊某一個節點的時候,可以通過調用SetupDiGetClassDevs和SetupDiEnumDeviceInfo來獲得所需東西),按照如下的步驟即可禁用一個設備:
1 給SP_PROPCHANGE_PARAMS結構體賦上正確的值
2 把上面賦完值的SP_PROPCHANGE_PARAMS作為參數傳入到SetupDiSetClassInstallParams()
3 調用SetupDiCallClassInstaller(),傳遞參數DIF_PROPEFRTYCHANGE
實際上,DIF也是按位做與運算后兼容的,你也可以去傳遞不同的DIF參數來調用SetupDiSetClassInstallParams()。 更多信息,請參考MSDN”Handling DIF Codes”
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SP_PROPCHANGE_PARAMS spPropChangeParams ;
spPropChangeParams.ClassInstallHeader.cbSize = sizeof(SP_CLASSINSTALL_HEADER);
spPropChangeParams.ClassInstallHeader.InstallFunction = DIF_PROPERTYCHANGE ;
spPropChangeParams.Scope = DICS_FLAG_GLOBAL ;
spPropChangeParams.HwProfile = 0; // current hardware profile
spPropChangeParams.StateChange = DICS_DISABLE
if( !SetupDiSetClassInstallParams(hDevInfo, &spDevInfoData,
// note we pass spPropChangeParams as SP_CLASSINSTALL_HEADER
// but set the size as sizeof(SP_PROPCHANGE_PARAMS)
(SP_CLASSINSTALL_HEADER*)&spPropChangeParams, sizeof(SP_PROPCHANGE_PARAMS)) )
{
// handle error
}
else if(!SetupDiCallClassInstaller(DIF_PROPERTYCHANGE, hDevInfo, &spDevInfoData))
{
// handle error
}
else
{
// ok, show disable success dialog
// note, after that, the OS will post DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE for the disabled device
}
附錄:
我使用這個程序,已經多次測試了USB的無線網卡的,插入、拔出測試。
局限性:
1 明顯的,必須先運行該程序,才能檢測硬件設備。例如:設備在操作系統啟動前就已經連接,或者在這個程序運行前的連接都不會被檢測。但這個問題,可以通過保存當前系統配置到遠程計算機上,等啟動完這個程序后再堅持不同的配置來解決
2 我們可以禁用設備,換而言之這也是我們所有能做到。我們不能訪問設備底層控制。 我認為可以通過重新用基于內核的過濾驅動來實現,則可以解決這個問題。
用C#做串口通訊很方便,因為dotfx2.0已經集成了Serial Port控件,此控件使用上比MSComm控件更簡單,當然它也有一個小bug(RecievedBytesThreshold設置有時候不好使),但是這個問題很好解決,而做串口通訊最最基本的問題就是如何獲得目標機器的要與之通訊的特定設備的特定com號,有許多軟件在處理這個問題的時候都是要求用戶手動去選擇對應的串口號,這多少有些不人性化,這篇文章就是介紹如何自動獲得目標機器對應特定串口設備的串口號,從而達到軟件與目標設備的自動通訊。
方法基本上是我前一篇文章的一個應用,代碼如下(注意自己添加引用的命名空間)


















































































HardWareLib.cs(也就是前一篇文章的一個類)



































































































































