Python 直接读取硬盘二进制数据

简单来说硬盘整体可以看作是一个文件，并且可以按照常规文件使用seek()、read()、write()等IO函数。当然也有一些人建议操纵这么底层的东西当然是C/C++比较好啦，但是怎么说呢，哪怕是汇编，也要用操作系统给的名字才能访问，而且就快速开发来说，可以比较一下代码的体量，下附Windows下C++的版本。

对于Windows来说

读取硬盘二进制数据

>>> disk=open('\\\\.\\PHYSICALDRIVE1','rb')
>>> disk.seek(0)
0
>>> disk.read(512).hex()
……巨长的一串，能观察到标志性的55AA。

其中\\\\.\\PHYSICALDRIVE1或者说是\\.\PHYSICALDRIVE1是由微软定义（KB100027）的一个进行原始IO操作的设备名，其通式为“\\.\PhysicalDriveN”，N为自然数。
同在KB100027中规定逻辑驱动器的名称为“\\.\X”:，逻辑驱动器也能同上方式打开。
需要注意的是尽管以只读方式打开仍需要管理员权限，然而拥有管理员权限也能写入，故实际操作时需要谨慎。
需要特别注意以Lengcy模式启动的计算机在引导硬盘的前512字节是用作主引导扇区（MBR），如果它受到破坏，硬盘上的基本数据结构信息将会丢失，需要用繁琐的方式试探性的重建数据结构信息后才可能重新访问原先的数据。基本数据结构信息丢失的一个显而易见的后果就是该硬盘无法再由Lengcy模式引导系统。
对于Linux来说
同样的方法，只不过设备名改成df命令所显示的FileSystem项，例如/dev/xvda1等，也是可以这样简单打开的。不过为什么不试试神奇的dd呢

应用

比较浅显一个应用就是在Windows下模拟Linux的dd命令，显然目前很难找到一个看起来很清爽的磁盘备份软件。那我们就可以利用这个，非常方便地做全盘备份。

首先在cmd下用diskpart命令确定磁盘序号

DISKPART> list disk

磁盘 ### 状态 大小 可用 Dyn Gpt
-------- ------------- ------- ------- --- ---
磁盘 0 联机 931 GB 0 B *
磁盘 1 联机 1863 GB 1024 KB * *
磁盘 2 联机 1863 GB 1024 KB * *
磁盘 3 联机 223 GB 0 B *
磁盘 4 联机 7396 MB 0 B
磁盘 5 联机 59 GB 0 B

例如我们要备份磁盘5到E盘tmp目录下的backup文件中，接下来就是用于实现该功能的Python简易源码（感谢 heitaoiq <248193263@qq.com>的关于read方法产生异常的提醒）

import lzma
from time import time

DRIVE = '\\\\.\\PhysicalDrive5'
OUTFILE = 'e:/tmp/backup'
MB = 1024 * 1024
BLOCKSIZE = 1 * MB
T0 = time()


def stat(r, w):
    return 'Read {:,}; Written {:,}; Compress Ratio {:0.2f}%; Speed {:0.2f} MB/s'.format(r, w, 100 * w / r, r / (MB * (time() - T0)))


if __name__ == '__main__':
    with open(DRIVE, 'rb') as disk:
        with open(OUTFILE, 'wb+') as out:
            lzc = lzma.LZMACompressor()
            read = 0
            write = 0
            while True:
                try:
                    source = disk.read(BLOCKSIZE)
                except PermissionError:
                    break
                else:
                    read += len(source)
                    write += out.write(lzc.compress(source))
                    print(stat(read, write), end='\r')
            write += out.write(lzc.flush())
            print(stat(read, write), 'Done.')

****C++的例子****
Author：zuishikonghuan

#include "stdafx.h"  
#include  
  
//参数：输出的字符串指针，开始位置，长度  
//返回值：读取的大小  
DWORD ReadDisk(unsigned char* &out,DWORD start,DWORD size)  
{  
    OVERLAPPED over = { 0 };  
    over.Offset = start;  
    HANDLE handle = CreateFile(TEXT("\\\\.\\PHYSICALDRIVE0"), GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);  
    if (handle == INVALID_HANDLE_VALUE)return 0;  
    unsigned char* buffer = new unsigned char[size + 1];  
    DWORD readsize;  
    if (ReadFile(handle, buffer, size, &readsize, &over) == 0)  
    {  
        CloseHandle(handle);  
        return 0;  
    }  
    buffer[size] = 0;  
    out = buffer;  
    //delete [] buffer;  
    //注意这里需要自己释放内存  
    CloseHandle(handle);  
    return size;  
}  
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
{  
    unsigned char* a;  
    DWORD len=ReadDisk(a, 0, 512);  
    if (len){  
        for (int i = 0; i < len; i++){  
            printf("%02X ", a[i]);  
        }  
    }  
        getchar();  
    return 0;  
}