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；

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：

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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