ORANGE’S：一个操作系统的实现-chap4之:软盘结构(磁头号和起始扇区的计算方法)-优快云博客

 
   ;----------------------------------------------------------------------------
 ; 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
 
 

于渊关于软盘结构的这段笔墨惜得不是地方，其实很多看这种入门级书的读者对于软盘(磁盘)的结构认识大多都是不到位的。我在阅读这段代码时也费了不少周折，最后发现其实是我对软盘结构认识不足，补上这一课，这段代码就好读多了。

3.5寸1.44M软盘结构

1、结构：2面、80道/面、18扇区/道、512字节/扇区
扇区总数 = 2面 * 80道/面 * 18扇区/道 = 2880扇区
存储容量 = 512字节/扇区 * 2880扇区 = 1440 KB

2、      2 面：编号0----1；
        80道：编号0----79 ；
         18扇区：编号1----18 ；

这个很多书都有介绍，恕不细表。下面来看看软盘中磁道的安排，这会使我们感到很诧异——原来软盘结构安排会是这样。

3、相对扇区号：共2880个扇区，相对扇区号范围为 0----2879

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
0面，0道，18扇区     17
1面，0道，1扇区      18
……………………     ...      1面，0道
1面，0道，18扇区     35
0面，1道，1扇区      36

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

注意下红色字，它表明软盘的排列并不是按照我们所想象的"把0面先排完了再开始排1面，而是交替排列的"

4、物理扇区号（A，B，C）与相对扇区号（S）相互转换公式：
头/面(0--1) 道(0-79) 扇区 (1--18)
A B C

例如：A=1面 B= 15道 C=7扇区这就是它的物理扇区号，现在进入关键问题——如何计算相对扇区呢？

计算相对扇区时，参照上面的软盘结构排列表。例如：如果我们要计算1面15道第7扇区的相对扇区号，我们应该清楚在15道之前，即0～14道里面，每道都有有18个扇区，而又因为软盘磁道的交替排列方式，0、1两面都有磁道，故而在0～14道有(0道----14道)*2面*18, 在计算第15道时，注意下我们要计算的15道是在1面，而1面之前的0面15道，有18个扇区，而在1面的15道磁道中，有7个扇区。一共有0面的第15道18个扇区+1面第15道7个扇区-1，所以上述例子中的相对扇区号是（0道----14道）*2面*18+0面的第15道18个扇区+1面第15道7个扇区-1

有了上面的叙述，源代码中除以18求出来商就是磁道数，而余数即是扇区数目，由于除以了18，那么前面的结构表就可以如下表示：

0面，0道
1面，0道
0面，1道
1面，1道
0面，2道
1面，2道
.......
0面，12道
1面，12道

磁道除以2表示当前物理磁道号(因为是交替排列的！注意看上表的结构),而余数就可以表示磁头号。

于渊代码中间很多都是直接在寄存器中反复玩弄汇编技巧，这段程序让我看得相当郁闷～自己改写了一个，里面用内存保留计算结果，这样清晰很多：

 
   dbTrackNum     db 0 ;磁道数
 dbSectorNum    db 0 ;扇区数
 dbdriverNum    db 0 ;驱动器号
 dbResistiveNum db 0 ;磁头数
 
 
 ReadSector:
 push dx
 push bx
 
 
 mov bl,[BPB_SecPerTrk]
 div bl
 inc ah
 mov byte [dbSectorNum],ah
 mov ah,al
 shr al,1
 mov byte [dbTrackNum],al
 and ah,1b
 mov byte [dbResistiveNum],ah
 mov ah,2h
 mov al,cl
 mov dl,[dbdriverNum]
 mov dh,[dbResistiveNum]
 mov ch,[dbTrackNum]
 mov cl,[dbSectorNum]
 pop bx
 .Reading:
 int 13h
 jc .Reading
 pop dx
 ret
 
 

From：http://blog.youkuaiyun.com/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
 
  