Funkcje obsługi lokalnych plików, katalogów i dysków Jacek Matulewski 30 kwietnia 2015 Programowanie Windows

Prezentacja na temat: "Funkcje obsługi lokalnych plików, katalogów i dysków Jacek Matulewski 30 kwietnia 2015 Programowanie Windows"— Zapis prezentacji:

1 Funkcje obsługi lokalnych plików, katalogów i dysków Jacek Matulewski 30 kwietnia 2015 Programowanie Windows http://www.fizyka.umk.pl/~jacek/dydaktyka/winprog/

2 Systemy plików w Windows FAT (ang. file allocation table) – system plików opracowany przez QDOS (dyskietki, 70s), system kupiony przez Microsoft. Potem używany także w MS-DOS i Windows. Tablica alokacji plików przechowuje informacje o ułożeniu poszczególnych plików w klastrach (jednostkach alokacji), na które podzielony jest nośnik. 1983 – FAT16 dla dysków twardych (65535 klastrów, 2GB, teoretycznie do 124GB NTFS – dziennik zmian, szyfrowanie, kompresja „w locie”, prawa dostępu do plików i katalogów (ACL), transakcyjność WinFS – eksperymentalny system plików oparty na bazie danych SQL Server (projekt wycofany w 2006) ReFS (ang. resilient file system, odporny) – następca NTFS w Windows Server 2012 i Windows 8, pliki i informacje o plikach (metadane) umieszczone w bazie danych, samonaprawiający się, autodetekcja, 16EB

3 Funkcje jądra dotyczące plików Większość zaimplementowana w kernel32.dll Operacje na plikach: kopiowanie, przenoszenie, usuwanie, tworzenie, odczytywanie zawartości, zapisywanie Odczytywanie informacji o plikach Łącza symboliczne, twarde, miękkie Wyszukiwanie plików, listowanie plików w katalogu Kompresja (LZ), zob. także Compression API Szyfrowanie, zob. także CryptoAPI

4 Funkcje jądra – operacje na plikach Funkcje z biblioteki kernel32.dll Kopiowanie plików: CopyFile( źródło, nowy, czyNadpisać ) CopyFileEx – dodatkowo: funkcja zwrotna (callback), do której przesyłane są informacje o postępie kopiowania, możliwość anulowania procesu, CopyProgressRoutine opcje: wyłączenie buforowania, ponowienie przy niepowodzeniu, kopiowanie zaszyfrowanych, obsługa linków symbolicznych CopyFileTransacted – transakcyjne kopiowanie plików, część większego API Transcactional NTFS API (TxF), dodane w Windows Vista, ale wycofywane z użycia CopyFile2( źródło, cel, dużoParametrów ) – Windows 8/2012, także w dla Store Apps, uporządkowane API

5 Funkcje jądra – operacje na plikach Przykład użycia CopyFileEx do kopiowania ze śledzeniem postępu CopyFileEx( _T("C:\\Katalog-Źródło\\Plik-Źródło.rozsz"), //źródło _T("C:\\Katalog-Cel\\Plik-Cel.rozsz "), //cel (LPPROGRESS_ROUTINE)&ProceduraKopiowania, //callback func. NULL, //dane przesyłane do procedury 0, //anulowanie, przy ponownym uruchomieniu COPY_FILE_ALLOW_DECRYPTED_DESTINATION); //opcje Przykładowa flaga: kopiowanie pliku powiedzie się nawet, gdy plik docelowy nie będzie mógł być zaszyfrowany

6 Funkcje jądra – operacje na plikach Procedura kopiowania – sygnatura (wszystkie parametry _In_ ) DWORD CALLBACK ProceduraKopiowania( LARGE_INTEGER TotalFileSize, //rozmiar pliku LARGE_INTEGER TotalBytesTransferred, //bajty przesłane LARGE_INTEGER StreamSize, //rozmiar strumienia w bajtach LARGE_INTEGER StreamBytesTransferred, //b. przesł. strum. DWORD dwStreamNumber, //numer bieżącego strumienia DWORD dwCallbackReason, //powód wywołania procedury HANDLE hSourceFile, //uchwyt pliku źródłowego HANDLE hDestinationFile, //uchwyt pliku docelowego LPVOID lpData) //dane przesyłane z CopyFileEx, 4. par. {... }

7 Funkcje jądra – operacje na plikach Procedura kopiowania – przykładowe ciało DWORD CALLBACK ProceduraKopiowania(...) { double procent = (double(TotalBytesTransferred.QuadPart*100)) / (double(TotalFileSize.QuadPart)); if(procent >= 100) { MessageBox(NULL, _T("Kopiowanie zakończone"), _T("Kopiowanie pliku"), MB_OK); return PROGRESS_STOP; } else return PROGRESS_CONTINUE; }

8 Funkcje jądra – operacje na plikach Analogicznie wygląda przenoszenie plików, funkcje: MoveFile(Ex) i MoveFileTransacted DeleteFile – usuwanie pliku OpenFile  CreateFile(2) – otwarcie istniejącego lub utworzenie nowego pliku (zwraca uchwyt HANDLE do pliku) np. do czytania lub pisania: ReadFile(Ex), WriteFile(Ex) hPlik = CreateFile("Plik.dat", //nazwa pliku GENERIC_WRITE, //tylko do czytania 0, //bez współdzielenia NULL, //domyślne ust. bezpiecz. CREATE_NEW, //tylko tworzenie nowego FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, //zwykły plik (atr) NULL); //plik-szablon/wzór atr.

9 Funkcje jądra – operacje na plikach Analogicznie wygląda przenoszenie plików, funkcje: MoveFile(Ex) i MoveFileTransacted DeleteFile – usuwanie pliku OpenFile  CreateFile(2) – otwarcie istniejącego lub utworzenie nowego pliku (zwraca uchwyt HANDLE do pliku) np. do czytania lub pisania: ReadFile(Ex), WriteFile(Ex) BOOL wynik = WriteFile( hPlik, //uchwyt otwartego wcześniej pliku bufor, //np. char bufor[] = "Tekst do zapisania" rozmiar, //liczba bajtów do zapisania &rozmiarZapisany, //liczba bajtów zapisana NULL); //bez ustawiania współdzielenia

10 Funkcje jądra – operacje na plikach LockFile(Ex) – rezerwowanie dostępu do całego lub części pliku tylko dla bieżącego procesu; blokowanie dostępu z innych UnlockFile(Ex) – odblokowywanie dostępu EncryptFile, DecryptFile – szyfrowanie i deszyfrowanie plików z kluczem publicznym, rozszerz. Encrypted File System (czymś innym jest CryptoAPI, CPS, CAPICOM, WinTrust) FileEncryptionStatus + wiele innych dot. szyfrowania LZInit, LZOpenFile, LZClose, LZCopy, LZRead – kompresja (kodowanie słownikowe) metodą Lempel-Ziv (LZ)

11 Funkcje jądra – łącza (links) CreateSymbolicLink, CreateHardLink – tworzy łącze Usuwanie: DeleteFile lub RemoveDirectory

12 Funkcje jądra – łącza (links) CreateSymbolicLink, CreateHardLink – tworzy łącze Usuwanie: DeleteFile lub RemoveDirectory W NTFS trzy typy łączy: Łącze symboliczne (ang. symbolic link) – specjalny typ pliku wskazujący na inny plik; łącze jest niewidoczne przy typowych operacjach (np. kopiowanie), które są przekierowywane do pliku docelowego i na nim wykonywane Łącze stałe (ang. hard link) – dodatkowa nazwa/ścieżka do pliku; plik jest kasowany po usunięciu wszystkich ścieżek/nazw Łącze miękkie (ang. soft link, junction) – jak łącza stałe między katalogami, ale może łączyć też katalogi na różnych dyskach

13 Funkcje jądra – informcje o plikach GetFileSize(Ex) – pobiera rozmiar pliku w bajtach GetFullPathName – pełna ścieżka pliku GetLongPathName, GetShortPathName (8.3) GetTempFileName – generuje unikalną nazwę pliku tymczasowego (w katalogu – GetTempPath ) GetFileAttributes, SetFileAttributes (ASRH)

14 Funkcje jądra – wyszukiwanie plik. Szukanie konkretnego pliku: SearchPath (uwaga, nieco inna ścieżka przeszukiwania niż w funkcji LoadLibrary ) Listowanie zawartości katalogu (może być rekursywne): FindFirstFile(Ex), FindNextFile, FindClose Przykład ze strony MSDN (bez przeszukiwania rekursywnego) https://msdn.microsoft.com/pl-pl/library/windows/desktop/aa365200(v=vs.85).aspx WIN32_FIND_DATA ffd; LARGE_INTEGER filesize; HANDLE hFind = INVALID_HANDLE_VALUE; hFind = FindFirstFile(TEXT("C:\\Windows"), &ffd); if (INVALID_HANDLE_VALUE == hFind) MessageBox(/* Błąd! */);

15 Funkcje jądra – wyszukiwanie plik. Przykład ze strony MSDN (c.d.) https://msdn.microsoft.com/pl-pl/library/windows/desktop/aa365200(v=vs.85).aspx do { if (ffd.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY) _tprintf(TEXT(" %s \n"), ffd.cFileName); else { filesize.LowPart = ffd.nFileSizeLow; filesize.HighPart = ffd.nFileSizeHigh; _tprintf(TEXT(" %s %ld bytes\n"), ffd.cFileName, filesize.QuadPart); } while(FindNextFile(hFind, &ffd) != 0);

16 Funkcje jądra – wyszukiwanie plik. Przykład ze strony MSDN (c.d.) https://msdn.microsoft.com/pl-pl/library/windows/desktop/aa365200(v=vs.85).aspx } while(FindNextFile(hFind, &ffd) != 0); dwError = GetLastError(); if (dwError != ERROR_NO_MORE_FILES) MessageBox(/* Błąd! */); FindClose(hFind);

17 Funkcje jądra dotyczące katalogów Większość zaimplementowana w kernel32.dll Tworzenie katalogu: CreateDirectory(Ex) np. CreateDirectory(Text("D:\\UMK"), NULL); Usuwanie katalogu: RemoveDirectory(Text("D:\\UMK")); Odczyt katalogu bieżącego (roboczego) aplikacji: (może być inny niż katalog, w którym jest plik.exe!) char bufor[MAX_PATH+1]; DWORD rozmiarBufora = MAX_PATH; GetCurrentDirectory(rozmiarBufora, bufor); //bufor[MAX_PATH + 1] = '\0';

18 Funkcje jądra dotyczące katalogów Zmiana bieżącego (roboczego) katalogu aplikacji: SetCurrentDirectory((Text("D:\\UMK")); Podobne funkcje z System Information API: GetWindowsDirectory, GetSystemDirectory Śledzenie zmian w katalogu: FindFirstChangeNotification, FindNextChangeNotification, FindCloseChangeNotification (por. klasa FileSystemWatcher z platformy.NET)

19 Funkcje jądra dotyczące katalogów Śledzenie zmian w katalogu – przykład z MSDN https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/aa365261(v=vs.85).aspx 1) Obserwowanie zmian nazw plików w bieżącym katalogu LPTSTR lpKatalog = TEXT("D:\\UMK"); HANDLE dwUchwytyZmian[2]; dwUchwytyZmian[0] = FindFirstChangeNotification( lpKatalog, //obserwowany katalog FALSE, //czy obserwować podkatalogi FILE_NOTIFY_CHANGE_FILE_NAME); //tylko nazwy plików if (dwUchwytyZmian[0] == INVALID_HANDLE_VALUE)...

20 Funkcje jądra dotyczące katalogów Śledzenie zmian w katalogu – przykład z MSDN https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/aa365261(v=vs.85).aspx 2) Obserwowanie tworzenia katalogów w całym pod-drzewie TCHAR lpDysk[4] = "D:\\\0"; //D:\, null-terminated dwUchwytyZmian[1] = FindFirstChangeNotification( lpDysk, //obserwowany katalog TRUE, //czy obserwować podkatalogi FILE_NOTIFY_CHANGE_DIR_NAME); //zmiany katalogów if (dwUchwytyZmian[1] == INVALID_HANDLE_VALUE)...

21 Funkcje jądra dotyczące katalogów Śledzenie zmian w katalogu – przykład z MSDN https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/aa365261(v=vs.85).aspx 3) Czekanie na powiadomienia while(TRUE) { dwStan = WaitForMultipleObjects( 2, dwUchwytyZmian, FALSE, INFINITE); switch (dwStan) { case WAIT_OBJECT_0: //pierwsza sytuacja case WAIT_OBJECT_0 + 1: //druga sytuacja case WAIT_TIMEOUT: //nie w przypadku INFINITE }

22 Funkcje jądra dotyczące katalogów Śledzenie zmian w katalogu – przykład z MSDN https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/aa365261(v=vs.85).aspx 4) Ponawianie zapotrzebowania na notyfikację case WAIT_OBJECT_0: //plik utworzony, usunięty lub zmieniona nazwa //np. odświeżyć listę plików w katalogu lpKatalog... //ponowienie if(FindNextChangeNotification(dwUchwytyZmian[0]) ==FALSE) {... } break;

23 Funkcje jądra dotyczące katalogów Śledzenie zmian w katalogu – przykład z MSDN https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/aa365261(v=vs.85).aspx 5) Ponawianie zapotrzebowania na notyfikację case WAIT_OBJECT_0 + 1: //katalog utworzony, usunięty lub zmieniona nazwa //np. odświeżyć drzewo katalogów... //ponowienie if(FindNextChangeNotification(dwUchwytyZmian[1]) ==FALSE) {... } break;

24 Funkcje jądra dotyczące dysków Tylko jedna funkcja GetDiskFreeSpace(Ex) Więcej informacji można uzyskać korzystając z dwóch dodatkowych funkcji: GetDriveType –0 – dysk nie istnieje, –1 – dysk nie jest sformatowany, –DRIVE_REMOVABLE – dysk wymienny, DRIVE_FIXED – lokalny –DRIVE_REMOTE – sieciowy, DRIVE_CDROM, DRIVE_RAMDISK GetVolumeInformation – nazwa dysku, S/N, typ systemu plików i jego własności, maksymalna dłg. ścieżki Informacji sprzętowych (np. producent) można szukać w WMI (Windows Management Instrumentation)

25 Demo: DiskInfo 1. Pobieranie informacji o dyskach (logicznych) 2. W kodzie obejrzeć funkcję: PobierzInformacjeODysku (pliki InformacjeODysku.h/.cpp)

26 Demo: DiskInfo 1. Pobieranie informacji o dyskach (logicznych) 2. W kodzie obejrzeć funkcję: PobierzInformacjeODysku (pliki InformacjeODysku.h/.cpp)

27 Powłoka Powłoka Windows to cały graficzny interfejs użytkownika (GUI) systemu Windows. Obecnie dwa: desktop + ekran Start Możliwości powłoki systemu Windows w zakresie plików można utożsamiać z możliwościami Eksploratora Windows: kosz, skróty (pliki.lnk), katalogi specjalne, przeciąganie (d&d) Okna dialogowe (potwierdzenie, postęp) Funkcje powłoki (Shell API) są zazwyczaj znacznie prostsze od funkcji jądra, a przy tym ogólniejsze (por. ShellExecute i CreateProcess ) Obsługa menu Start/ekranu Start, pasku zadań, zasobnik (tray) My omówimy jedynie niektóre funkcje dotyczące plików

28 Funkcje powłoki – pliki Funkcje powłoki dodane w Windows 95 i Windows NT 4.0 Biblioteka shell32.dll (Shell API) Operacje na plikach (kopiowanie, przenoszenie, usuwanie): jedna funkcja SHFileOperation BOOL OperacjaNaPliku(HWND uchwyt, LPCTSTR szZrodlo, LPCTSTR szCel, DWORD operacja, DWORD opcje) { if(!PathFileExists(szZrodlo)) //także funkcja powłoki shlwapi.dll { MessageBox(L"Nie odnaleziono pliku")); return FALSE; } SHFILEOPSTRUCT parametryOperacji; parametryOperacji.hwnd = uchwyt; parametryOperacji.wFunc = operacja;

29 Funkcje powłoki – pliki Operacje na plikach – c.d. (funkcja SHFileOperation ): BOOL OperacjaNaPliku(HWND uchwyt, LPCTSTR szZrodlo, LPCTSTR szCel, DWORD operacja, DWORD opcje) {... if (szZrodlo != L"") parametryOperacji.pFrom = szZrodlo; else parametryOperacji.pFrom = NULL; if (szCel != L"") parametryOperacji.pTo = szCel; else { parametryOperacji.pTo = NULL; parametryOperacji.fFlags = opcje; parametryOperacji.hNameMappings = NULL; parametryOperacji.lpszProgressTitle = NULL; } return (SHFileOperation(&parametryOperacji) == 0); }

30 Funkcje powłoki – pliki Kopiowanie i przenoszenie pliku BOOL KopiowaniePliku(HWND uchwyt, LPCTSTR szZrodlo, LPCTSTR szCel) { TCHAR lpBuffer[MAX_PATH] = {0}; GetFullPathName(szZrodlo, MAX_PATH, lpBuffer, NULL); return OperacjaNaPliku(uchwyt, lpBuffer, szCel, FO_COPY, 0); } BOOL PrzenoszeniePliku(HWND uchwyt, LPCTSTR szZrodlo, LPCTSTR szCel) { TCHAR lpBuffer[MAX_PATH] = {0}; GetFullPathName(szZrodlo, MAX_PATH, lpBuffer, NULL); return OperacjaNaPliku(uchwyt, lpBuffer, szCel, FO_MOVE, 0); }

31 Funkcje powłoki – pliki Kopiowanie i przenoszenie pliku BOOL UsuwaniePliku(HWND uchwyt, LPCTSTR szZrodlo) { TCHAR lpBuffer[MAX_PATH] = {0}; GetFullPathName(szZrodlo, MAX_PATH, lpBuffer, NULL); return OperacjaNaPliku(uchwyt, lpBuffer, L"", FO_DELETE, 0); } Przykłady użycia (podczas debugowania) TCHAR path[MAX_PATH] = {0}; GetModuleFileName(GetModuleHandle(NULL), path, MAX_PATH); KopiowaniePliku(m_hWnd, path, L"d:\\Kopia projektu.sln"); PrzenoszeniePliku(m_hWnd, L"d:\\Kopia projektu.sln", L"d:\\Kopia pliku.xml"); UsuwaniePliku(m_hWnd, L"d:\\Kopia pliku.xml");

32 Funkcje powłoki - pliki Interfejs IFileOperation dodany w Windows Vista i Windows Server 2008 Biblioteka Shell32.dll Umożliwia śledzenie postępu operacji, wykonywanie wielu operacji jednocześnie, szczegółowe informacje o błędach, usuwanie plików do kosza i operacje na całych katalogach Interfejs graficzny: okna dialogowe z pytaniem o potwierdzenie postępu, automatyczne pokazywanie postępu przy dużych plikach, itp. Wybrane metody: CopyItem(s), MoveItem(s), RenameItem(s), DeleteItem(s), SetProgressDialog, SetProgressMessage

33 Dema: OperacjeNaPlikach(IFO) 1.Projekt OperacjeNaPlikach (funkcje z poprzednich slajdów) 2.Projekt OperacjeNaPlikachIFO – użycie IFileOperation –funkcja OperacjaNaPlikuIF –Korzystające z niej funkcje: KopiowaniePliku, PrzenoszeniePliku, UsuwaniePliku –usuwanie bez potwierdzenia – FOF_NONCONFIRMATION –usuwanie do kosza – FOF_ALLOWUNDO –operacje na katalogach – służą do tego te same metody IFO (używając funkcji jądra musielibyśmy kopiować plik po pliku) Aby uniknąć okien dialogowych: FOF_NOCONFIRMMKDIR Operacje tylko na plikach zgodnych z maską: FOF_FILEONLY

34 Funkcje powłoki – ścieżki plików 1.Zbiór funkcji powłoki służących do manipulacji ścieżkami plików (Shell Ligtweight Utility): PathAddBackslash, PathAppend, PathCombine, PathFileExists, PathFindOnPath, PathIsDirectory, PathIsNetworkPath, PathIsRoot, PathIsSystemFolder, i inne 2.Pełna lista: https://msdn.microsoft.com/en- us/library/windows/desktop/bb773559(v=vs.85).aspx 3.Od Windows 8 i Windows Server 2012 zbiór funkcji PathCch... np. PathCchAddBackslash : akceptuje ścieżki z przedrostkami "\\", "\\?\" lub "\\?\UNC\"

35 Katalogi specjalne Funkcja SHGetSpecialFolderPath : TCHAR path[MAX_PATH]; SHGetSpecialFolderPath(NULL, path, CSIDL_WINDOWS, FALSE); Przykłady: CSIDL_WINDOWS – katalog Windows np. C:\Windows CSIDL_SYSTEM – katalog systemowy np. C:\Windows\system32 CSIDL_PERSONAL – katalog Documents / Moje dokumenty CSIDL_COMMON_DESKTOPDIRECTORY - wspólny CSIDL_DESKTOPDIRECTORY – bieżącego użytkownika

36 Demo: Katalogi specjalne Wyświetlanie przykładów katalogów specjalnych

37 Funkcje powłoki – Inne W menu Start, Dokumenty – lista ostatnio otwieranych dokumentów (nie jest tworzona automatycznie) Dodawanie dokumentów do tej listy: SHAddToRecentDocs np. SHAddToRecentDocs(SHARD_PATH, nazwa_pliku); Przeciąganie plików (drag & drop): DragQueryFile, DragQueryPoint, DragAcceptFiles, DragFinish Przykład w MFC: http://www.codeproject.com/Articles/840/How-to-Implement- Drag-and-Drop-Between-Your-Progra

38 Dodatek: COM – pliki skrótu.lnk Interfejsy IShellLink, IPersistFile należące do COM (Component Object Model) COM to część szerszego API nazywanego System Services Do System Services należy także Compression API Zob. WWW: https://msdn.microsoft.com/en- us/library/windows/desktop/ee663297(v=vs.85).aspx Możliwość tworzenia skrótu i odczytywania informacji z istniejącego pliku skrótu Podstawowe metody IShellLink : SetPath, SetWorkingDirectory, SetDescription, SetIconLocation, SetShowCmd, SetHotkey, Save

39 Demo: Tworzenie skrótów Tworzenie skrótu w katalogu roboczym (funkcja TworzSkrot ) Odczytanie parametrów skrótu (funkcja CzytajSkrot ) Tworzenie skrótu na pulpicie (metoda CPlikSkrotuDlg::TworzSkrotNaPulpicie )

40 Dodatek: informacje o pliku.exe Odczytanie wersji i informacji o pliku.exe lub.dll: VS_FIXEDFILEINFO – struktura zawierająca informacje o pliku GetFileVersionInfoSize(Ex) – pobieranie rozmiaru GetFileVersionInfo(Ex) – pobieranie samej struktury VerQueryInfo – odczytywanie informacji z pobranej struktury

41 Poza obsługą plików lokalnych… Mapowanie dysków sieciowych – WNetAddConnection2 Pobieranie plików ze stron WWW – URLDownloadToFile Obsługa protokółu FTP: FtpFindFirstFile, InternetFindNextFile, InternetCloseHandle, FtpGetFile, FtpPutFile Mapowanie – wiązanie zawartości pliku z fragmentem przestrzeni adresowej: https://msdn.microsoft.com/en- us/library/windows/desktop/aa366556(v=vs.85).aspx