读写硬盘

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#buffer #shell #system #cmd #delay #file

下面就来添加读写硬盘的功能，首先修改Proc_Hard_Disk：

kernel/hd.c

Code:

case HD_READ:
case HD_WRITE:
Read_And_Write_HD(&m);
break;

下面来添加Read_And_Write函数，还把等待某端口的某位是否为0的功能抽象为Wait_For_Reg函数，相应的HD_Cmd_Out函数中也要调用，这里，很简单不细说：

kernel/hd.c

Code:

/*-------------------------------------------------------------Read_And_Write_HD
读写硬盘函数
*/
static void Read_And_Write_HD(Message *m)
{
int device = m->i1; /* 取出设备号 */
/*
取出相应分区的起始扇区号
如果是设备号代表的是整个硬盘和主分区，则到primary中寻找
如果是扩展分区的逻辑分区则到logical中寻找
*/
int prt_begin_sec = (device < 5) ?
hd_prt_info.primary[device].base
: hd_prt_info.logical[device - 16].base;
int read_begin_sec = prt_begin_sec + m->i2; /* 取出要读写的第一个扇区号 */
int read_bytes = m->i3; /* 取出要读写的字节数 */
void *ret_buf = (void*)m->r1; /* 取出含有要读写的数据的指针 */
/* 设置正确的读取硬盘的扇区数 */
int sc;
if(read_bytes < SECTOR_SIZE)
{
sc = 1;
}
else if((read_bytes % SECTOR_SIZE) == 0)
{
sc = read_bytes / SECTOR_SIZE;
}
else
{
sc = read_bytes / SECTOR_SIZE + 1;
}
/* 填充准备发出的命令 */
HD_Command hd_cmd;
hd_cmd.features = 0;
hd_cmd.sector_count = sc;
hd_cmd.lba_low = read_begin_sec & 0xff;
hd_cmd.lba_mid = (read_begin_sec >> 8) & 0xff;
hd_cmd.lba_high = (read_begin_sec >> 16) & 0xff;
hd_cmd.device = MAKE_DEVICE_REG(1,0,(read_begin_sec >> 24) & 0xf);
hd_cmd.command = (m->msg_type == HD_READ) ? ATA_READ_HD : ATA_WRITE_HD; /* 读还是写？ */
HD_Cmd_Out(&hd_cmd);
/* 如果是读，则等待硬盘驱动器把数据读到REG_DATA中 */
if(m->msg_type == HD_READ)
{
Wait_Int();
}
int left_bytes = read_bytes;
int copy_bytes = SECTOR_SIZE;
/* 一次读写一个扇区，如果还有剩余则继续 */
while(left_bytes > 0)
{
/* 读来到这 */
if(m->msg_type == HD_READ)
{
/* 如果成立，则说明读完这次就结束了 */
if(left_bytes < SECTOR_SIZE)
{
copy_bytes = left_bytes;
/* 由于从REG_DATA一次读2个字节，则如果copy_bytes为奇数，则要自增1 */
if((copy_bytes % 2) != 0)
{
copy_bytes++;
}
}
/* 从REG_DATA把数据读到hd_buf缓冲区中，copy_bytes / 2是因为一次读2字节 */
Read_Port_2_Buffer(REG_DATA,hd_buf,copy_bytes / 2);
Memory_Copy(ret_buf,hd_buf,copy_bytes); /* 把数据再从缓冲区读到返回的缓冲区 */
}
/* 写来到这 */
else
{
/*
写硬盘的话如果是写一个扇区的话，必须填充REG_DATA256次。
所以这里如果写的数据少于一个扇区的话，则把数据量设为一个扇区。
*/
if(left_bytes < SECTOR_SIZE)
{
copy_bytes = SECTOR_SIZE;
}
/* 如果REG_STATUS最高位不为0，说明硬盘尚未准备好，不能写数据 */
Wait_For_Reg(REG_STATUS,STATUS_GO_ON,100);
/* 写一个扇区的数据到REG_DATA中 */
Write_Buffer_2_Port(REG_DATA,ret_buf,copy_bytes / 2);
Wait_Int(); /* 写完一个扇区后，要等待硬盘工作完成，才可写下一个扇区 */
}
ret_buf += SECTOR_SIZE; /* 消息的返回数据缓冲区指针指向下一个512字节 */
left_bytes -= SECTOR_SIZE; /* 要写的数据字节数减512 */
}
}
/*------------------------------------------------------------------Wait_For_Reg
等待某个端口的某位为0，如果不为0则死等，milli_sec是查询的间隔。
中断处理函数中不可调用，因为调用了Milli_Delay　?
*/
static void Wait_For_Reg(u16 port,u8 mask,int milli_sec)
{
do
{
u8 cur_status = In_Byte(port);
if((cur_status & mask) == 0)
{
break;
}
Milli_Delay(milli_sec);
}while(1);
}

其中用到了Write_Buffer_2_Port函数，功能跟Read_Port_2_Buffer函数功能相反。。不同之处一个用si表示缓冲区地址另一个用di。。

lib/lib_in_asm.asm:

Code:

;------------------------------------------------------------Write_Buffer_2_Port
Write_Buffer_2_Port:
;outsw为串输出指令，以字为单位，该指令的功能是从dx指定的端口写入一个字节
;从es:si指定的内存单元读取
mov edx,[esp + 4] ;端口号送edx
mov esi,[esp + 8] ;缓冲区偏移送edi
mov ecx,[esp + 12] ;要复制的字的个数送ecx
cld ;clear df
rep outsw
ret

在proto.h中添加原型则不消说了。

使用到的相关宏定义如下：

include/const.h

Code:

#define HD_READ 3 /* 读硬盘的功能号 */
#define HD_WRITE 4 /* 写硬盘的功能号 */

include/hd.h

Code:

#define ATA_READ_HD 0x20 /* 读取硬盘的送给硬盘驱动器寄存器的值 */
#define ATA_WRITE_HD 0x30 /* 写硬盘的送给硬盘驱动器寄存器的值 */
#define SECTOR_SIZE 512 /* 一个扇区的大小 */
#define STATUS_GO_ON 0x80 /* 状态寄存器的测试BUSY位是否为0的MASK */

下面我们就来做测试了，先读系统分区表的内容，就是0扇区的0x1be偏移处的64个字节，修改FS进程的执行体：

kernel/fs.c

Code:

/*--------------------------------------------------------------Proc_File_System
文件系统进程的执行体
*/
static u8 buf[1024]; /* 读写硬盘的缓冲区 */
void Proc_File_System()
{
Message m;
m.msg_type = HD_INFO;
Send_Receive_Shell(BOTH,PROC_HD_PID,&m);
m.msg_type = HD_READ;
m.i1 = 0;
m.i2 = 0;
m.i3 = 512;
m.r1 = (void*)buf;
Send_Receive_Shell(BOTH,PROC_HD_PID,&m);
int i = 0;
while(i < 16 * 4)
{
Printf("%c ",buf[0x1be + i++]);
}
Printf("PROC FS LOOP/n");
while(1);
}

OK,make,bochs,结果如图:

跟实际情况是否一致呢，看看硬盘里的对应部分的数据：

我们再来看看写功能，先在设备号为33的逻辑扇区的起始扇区写一个512的数据，再把这个地儿的数据的前3个字节读出来并显示出来，代码如下：

kernel/fs.c

Code:

/*--------------------------------------------------------------Proc_File_System
文件系统进程的执行体
*/
static u8 buf[1024]; /* 读写硬盘的缓冲区 */
void Proc_File_System()
{
buf[0] = 'a';
buf[1] = 'b';
buf[2] = 'c';
int j = 4;
for(;j < 1024;j++){
buf[j] = 0;
}
Message m;
m.msg_type = HD_INFO;
Send_Receive_Shell(BOTH,PROC_HD_PID,&m);
m.msg_type = HD_WRITE;
m.i1 = 33;
m.i2 = 0;
m.i3 = 3;
m.r1 = (void*)buf;
Send_Receive_Shell(BOTH,PROC_HD_PID,&m);
j = 0;
for(;j < 1024;j++)
{
buf[j] = 0;
}
m.msg_type = HD_READ;
m.i1 = 33;
m.i2 = 0;
m.i3 = 512;
m.r1 = (void*)buf;
Send_Receive_Shell(BOTH,PROC_HD_PID,&m);
int i = 0;
while(i < 3)
{
Printf("%c/n",buf[i++]);
}
Printf("PROC FS LOOP/n");
while(1);
}