软盘结构及软盘数据的读取

由于最近在学习linux0.11内核,需要用到软盘启动,于是就抽空学习了一下软盘结构;

软盘结构及软盘数据的读取_第1张图片

1、软盘结构

1.44软盘结构:2个盘面(0和1),一个盘面有80条磁道(或称磁柱),一个磁道有18个扇区,一个扇区大小为512Byte,于是软盘总容量:2*80*18*512Byte=1474560Byte=1.44M;

2、相对扇区号及转换

在系统中,于是可以通过盘面+磁道+扇区,就访问到相应的内容,但这明显比较繁琐,于是为了管理和使用方面,就有了相对扇区号概念,实质是给每个扇区编号;

相对扇区即从0开始依次对磁盘上的扇区进行编号,具体情况如下:

编号顺序:
扇区物理号               相对扇区号
0面,0道,1扇区             0
0面,0道,2扇区             1
0面,0道,3扇区             2
…………………….
0面,0道,18扇区           17
1面,0道,1扇区            18
……………
1面,0道,18扇区           35
0面,1道,1扇区            36 

...................
0面,1道,18扇区           53
1面,1道,1扇区            54 

于是从上述编号可以推算出相对扇区号的计算方法:

相对扇区号={盘面(0~1)*每条磁道扇区数(18)} + {2*磁道(0~79)*每条磁道扇区数(18)} +  {扇区(1-18)-1};


而当知道相对扇区号,怎么推算出盘面、磁道、扇区呢?

具体步骤:

(1)从上面公式可以看出,相对扇区号对每条磁道扇区数(18)取余数 加1 就得到扇区;

(2)再根据(1)得到的商,如果盘面为1则商为奇数,否则为偶数,于是通过判断商的奇偶性,就可以得出盘;同时也可以算出磁道;


3、软盘读写

在系统中,是怎么读和写软盘?

通过BIOS中断13,详细见下图:

软盘结构及软盘数据的读取_第2张图片

其中:

磁盘号:指的是软盘中的磁道或磁柱;

扇区号:指的是软盘的扇区;

CH存放磁道的低8位,CL的高两位存放磁道的高2位,CL的低6位存放扇区

磁头号:指的是软盘中的盘面;

驱动器号:指具体的软盘,如软盘A,软盘B...

CF为1则表示读取错误;

4、实例

通过如下具体的例子,大家可以更好的理解;(注:以下例子摘自网上http://blog.csdn.net/littlehedgehog/article/details/2147361)

; ----------------------------------------------------------------------------
;
 函数名: ReadSector
;
----------------------------------------------------------------------------
;
 作用:
;
    从第 ax 个 Sector 开始, 将 cl 个 Sector 读入 es:bx 中
ReadSector:
    
;  -----------------------------------------------------------------------
     ;  怎样由扇区号求扇区在磁盘中的位置 (扇区号 -> 柱面号, 起始扇区, 磁头号)
     ;  -----------------------------------------------------------------------
     ;  设扇区号为 x
     ;                            ┌ 柱面号 = y >> 1
     ;        x           ┌ 商 y ┤
     ;  -------------- => ┤      └ 磁头号 = y & 1
     ;   每磁道扇区数     │
     ;                    └ 余 z => 起始扇区号 = z + 1
    push    bp
    mov    bp
,  sp
    sub    esp
,   2              ;  辟出两个字节的堆栈区域保存要读的扇区数: byte [bp-2]

    mov    byte 
[ bp-2 ] ,  cl
    push    bx            
;  保存 bx
    mov    bl ,   [ BPB_SecPerTrk ]      ;  bl: 除数
    div    bl             ;  y 在 al 中, z 在 ah 中
    inc    ah             ;  z ++
    mov    cl ,  ah             ;  cl <- 起始扇区号
    mov    dh ,  al             ;  dh <- y
    shr    al ,   1              ;  y >> 1 (其实是 y/BPB_NumHeads, 这里BPB_NumHeads=2)
    mov    ch ,  al             ;  ch <- 柱面号
    and    dh ,   1              ;  dh & 1 = 磁头号
    pop    bx             ;  恢复 bx
     ;  至此, "柱面号, 起始扇区, 磁头号" 全部得到 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
    mov    dl ,   [ BS_DrvNum ]          ;  驱动器号 (0 表示 A 盘)
.GoOnReading:
    mov    ah
,   2              ;  读
    mov    al ,  byte  [ bp-2 ]          ;  读 al 个扇区
    int    13h
    jc    .GoOnReading        
;  如果读取错误 CF 会被置为 1, 这时就不停地读, 直到正确为止

    add    esp
,   2
    pop    bp

    ret

5、总结

在软件中,可以通过层层封装实现设备访问的简单;

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