【背景】访问硬盘数据控制

bootloader让80386处理器进入保护模式后,下一步的工作就是从硬盘上加载并运行OS。考虑到实现的简单性,bootloader的访问硬盘都是LBA模式的PIO(Program IO)方式,即所有的I/O操作是通过CPU访问硬盘的I/O地址寄存器完成。

一般主板有2个IDE通道(是硬盘的I/O控制器),每个通道可以接2个IDE硬盘。第一个IDE通道通过访问I/O地址0x1f0-0x1f7来实现,第二个IDE通道通过访问0x170-0x17f实现。每个通道的主从盘的选择通过第6个I/O偏移地址寄存器来设置。具体参数见下表。

I/O地址    功能
0x1f0    读数据,当0x1f7不为忙状态时,可以读。
0x1f2    要读写的扇区数,每次读写前,需要指出要读写几个扇区。
0x1f3    如果是LBA模式,就是LBA参数的0-7位
0x1f4    如果是LBA模式,就是LBA参数的8-15位
0x1f5    如果是LBA模式,就是LBA参数的16-23位
0x1f6    第0~3位:如果是LBA模式就是24-27位   第4位:为0主盘;为1从盘
第6位:为1=LBA模式;0 = CHS模式     第7位和第5位必须为1
0x1f7    状态和命令寄存器。操作时先给命令,再读取内容;如果不是忙状态就从0x1f0端口读数据

硬盘数据是储存到硬盘扇区中,一个扇区大小为512字节。读一个扇区的流程大致为通过outb指令访问I/O地址:0x1f2~-0x1f7来发出读扇区命令,通过in指令了解硬盘是否空闲且就绪,如果空闲且就绪,则通过inb指令读取硬盘扇区数据都内存中。可进一步参看bootmain.c中的readsect函数实现来了解通过PIO方式访问硬盘扇区的过程。

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