Работа с дисками

| | | |4...7:Задержка разгрузки головки, лежит в |

| | | |пределах 16 - 240 мс и задается с интервалом|

| | | |16 мс (1 - 16 мс, 2 - 32 мс, ..., 0Fh - 240 |

| | | |mc) |

|1 |1 |dma_hlt|Бит 0:Значение этого бита, равное 1, говорит|

| | | |интервал между сигналом загрузки головок и |

| | | |началом операции чтения или записи, лежит в |

| | | |пределах 2 - 254 мс и задается с интервалом |

| | | |2 мс (1 - 2 мс, 2 - 4 мс, ..., 0FFh - 254 |

| | | |мс) |

|2 |1 |motor_w|Задержка перед выключением двигателя |

|3 |1 |sec_siz|Код размера сектора в байтах:0 - 128;1 - |

| | |e |256;2 - 512;3 - 1024 |

|4 |1 |eot |Номер последнего сектора на дорожке |

|5 |1 |gap_rw |Длина межсекторного промежутка для чтения |

|6 |1 |dtl |Максимальная длина передаваемых данных. |

| | | |Используется, когда не задана длина сектора |

|7 |1 |gap_f |Длина межсекторного промежутка для операции |

|8 |1 |fill_ch|Байт-заполнитель для форматирования, обычно |

| | |ar |используется F6h |

|9 |1 |hst |Время установки головки в мс |

|10 |1 |mot_sta|Время запуска двигателя в 1/8 долях секунды |

| | |rt | |

Все времена зависят от частоты тактового генератора контроллера НГМД,

приведенные значения соответствуют частоте 8 МГц.

Адреса таблиц параметров жестких дисков HDPT расположены по адресам,

соответствующим векторам прерываний INT 41h (для первого физического диска)

и INT 46h (для второго физического диска). Эти таблицы имеют следующий

формат:

|0 |2 |max_cyl |Максимальное количество дорожек на диске |

|2 |1 |max_head|Максимальное количество магнитных головок |

|3 |2 |srwcc |Начальная дорожка для предварительной |

|5 |2 |swpc |Начальная дорожка для предварительной |

|7 |1 |max_ecc |Максимальная длина блока коррекции ошибок |

|8 |1 |dstopt |Параметры устройства: |

|9 |1 |st_del |Стандартная величина задержки |

|10 |1 |fm_del |Величина задержки для форматирования диска |

|11 |1 |chk_del |Величина задержки для проверки диска |

|12 |4 |reserve |Зарезервировано |

Таблица параметров жесткого диска содержит такие важнейшие значения,

как максимальное количество дорожек и максимальное количество головок. Если

вам не удалось определить тип диска, то таблица HDPT - единственное

надежное место, откуда можно получить информацию о количестве дорожек и

головок.

Глава 4. Программирование контроллера НГМД.

Большинство дисковых операций можно выполнить на уровне функций BIOS.

Это самый простой и надежный способ работы с диском на физическом уровне.

Однако в отдельных случаях вам может потребоваться непосредственный доступ

к контроллеру НГМД - например, если вы разрабатываете систему защиты данных

от несанкционированного копирования.

Информация, приведенная в этой главе, ориентирована прежде всего не на

выполнение операций чтения или записи (которые лучше выполнять с помощью

функций BIOS), а на управление контроллером и получение состояния

контроллера. Именно эти операции требуются для организации защиты данных от

несанкционированного копирования.

4.1 Порты контроллера НГМД.

Программа обращается к контроллеру для выполнения различных операций с

помощью команд ввода/вывода. Для IBM PC и IBM PC/XT используются три порта

с адресами 3F2h, 3F4h и 3F5h. В компьютерах IBM PC/AT дополнительно

используются два порта с адресами 3F6h и 3F7h.

Порт 3F2h работает только на запись, это порт вывода. С его помощью

можно выбирать для работы один из НГМД (одновременно можно работать только

с одним НГМД), сбрасывать контроллер в исходное состояние, разрешать или

запрещать прерывания от контроллера и работу схем прямого доступа к памяти,

включать или выключать двигатели НГМД.

Приведем назначение отдельных бит этого порта:

|Биты |Назначение |

|0-1 |Выбор НГМД. Компьютеры IBM PC/AT не используют бит 1, так как в |

| |них установлены только два НГМД |

|2 |0 - сброс контроллера; |

| |1 - разрешение работы контроллера |

|3 |1 - разрешение прерываний и прямого доступа к памяти |

|4-7 |Значение 1 в каждом разряде вызывает включение соответствующего |

| |двигателя НГМД. Для компьютеров IBM PC/AT биты 6-7 не |

| |используются |

Порт 3F4h предназначен только для чтения. С его помощью можно получить

байт основного состояния контроллера. Назначение отдельных бит приведено

ниже:

|Биты |Назначение |

|0-3 |Значение 1 говорит о том, что соответствующий НГМД занят, он |

| |выполняет операцию поиска. Для IBM PC/AT биты 2-3 не |

| |используются |

|4 |Контроллер занят выполнением команды чтения или записи |

|5 |0 - используется режим прямого доступа к памяти; |

| |1 - режим прямого доступа к памяти не используется |

|6 |Направление передачи данных: |

| |0 - от процессора к контроллеру; |

| |1 - от контроллера к процессору |

|7 |Запрос на передачу данных - контроллер готов к записи или |

| |чтению данных |

Порт 3F5h предназначен для записи или чтения данных. Он используется

для всех операций.

Выполнение любой операции начинается с того, что программа посылает в

этот порт байт кода операции, за которым следует один или несколько байт

параметров. Количество байт параметров и их назначение зависит от кода

операции (т. е. от первого байта). После выполнения операции программа

считывает несколько байт результата для анализа результата выполнения

операции.

Порт 3F7h работает на запись и чтение, он используется только в IBM

PC/AT.

При записи в этот порт биты 0-1 определяют скорость передачи данных:

|Биты|Скорость передачи данных, Кбайт/с |

|00 |500 (высокая плотность HD) |

|01 |300 (двойная плотность DD) |

|10 |250 (одинарная плотность SD) |

|11 |Зарезервировано |

Приведем назначение отдельных бит порта 3F7h при чтении из него:

|Биты |Назначение |

|0 |1 - выбран НГМД 0 |

|1 |1 - выбран НГМД 1 |

|2-5 |Выбраны головки : бит 2 соответствует головке 0, бит 3 - |

| |головке 1 и т. д. |

|6 |Переключатель записи |

|7 |1 - признак замены дискеты |

4.2 Команды для контроллера НГМД.

Контроллер НГМД может выполнять 15 операций, или команд. Команда

разделяется на три фазы - командная фаза, фаза выполнения, фаза результата.

В командной фазе программа должна передать контроллеру всю информацию,

необходимую для команды. В фазе выполнения команда выполняется, и в фазе

результата программа получает от контроллера информацию о состоянии

контроллера.

Информация, необходимая для команды, передается контроллеру через порт

данных 3F5h. В соответствии с форматом команды программа должна

последовательно вывести в этот порт код команды и все параметры.

Прежде чем программа начнет командную фазу, она должна убедиться в

том, что контроллер завершил выполнение предыдущей операции и готов к

приему команды. Для этого программа должна прочитать байт основного

состояния контроллера из порта с адресом 3F4h и проверить биты 6 и 7. Бит 6

должен быть установлен в 0. Это означает, что данные будут передаваться от

процессора к контроллеру. Бит 7 должен быть установлен в 1 - это готовность

контроллера к приему команды.

Фаза выполнения начинается после установки битов 6 и 7 байта основного

состояния в 1. После завершения команды контроллер формирует сигнал запроса

прерывания.

В фазе результата процессор считывает состояние контроллера. Это

состояние хранится в нескольких внутренних регистрах контроллера:

• RS - регистр основного состояния;

• ST0, ST1, ST2, ST3 - регистры дополнительного состояния.

Регистр основного состояния доступен через порт 3F4h, содержимое

остальных регистров процессор считывает после выполнения контроллером

команды через порт данных 3F5h.

В форматах команд и таблицах, приведенных ниже, используются следующие

обозначения:

|Обозначение|Описание |

|MT |Двухсторонняя операция |

|MFM |Двойная/одинарная плотность записи |

|SK |Пропуск удаленных данных |

|HDS |Номер головки для двухстороннего НГМД |

|DS1, DS0 |Номер выбираемого НГМД |

|C |Номер цилиндра |

|H |Номер головки для двухстороннего НГМД |

|R |Номер сектора |

|N |Число байт в секторе |

|EOT |Номер последнего сектора на дорожке |

|GPL |Размер промежутка |

|DTL |Количество считываемых или записываемых байт |

|SC |Количество секторов в цилиндре |

|D |Данные |

|PCN |Номер цилиндра после выполнения команды чтения состояния |

| |прерывания |

|SRT |Время шага, мс |

|HUT |Время разгрузки головки |

|HLT |Время загрузки головки |

|ND |Режим прерывания |

|NCN |Номер цилиндра после поиска |

Приведем форматы всех команд контроллера НГМД.

. Чтение данных

|Чтение данных |C, H, R, N, |ST0, ST1, ST2,C, H, |

|Чтение удаленных данных |EOT,EOT, GPL, |R, N |

|Запись данных |DTL | |

|Запись удаленных данных | | |

|Чтение данных с дорожки | | |

|Сканирование до "равно" | | |

|Сканирование до "меньше" или | | |

|"равно" | | |

|Сканирование до "больше" или | | |

|"равно" | | |

|Форматирование дорожки |N, SC, GPL, D |ST0, ST1, ST2,C, H, |

| | |R, N |

|Чтение индексных данных |Отсутствуют |ST0, ST1, ST2,C, H, |

| | |R, N |

|Инициализация |Отсутствуют |Отсутствуют |

|Чтение состояния прерывания |Отсутствуют |ST0, PCN |

|Определить параметры |1 байт: |Отсутствуют |

| |мл. тетрада - | |

| |HUT | |

| |ст. тетрада - | |

| |SRT | |

| |2 байт: | |

| |бит 0 - ND | |

| |биты 1-7 - HLT | |

|Чтение состояния накопителя |Отсутствуют |ST3 |

|Поиск |C |Отсутствуют |

После выполнения команды центральный процессор должен получить от

контроллера байты результата. Среди них - содержимое внутренних регистров

состояния контроллера ST0, ST1, ST2, ST3. Опишем назначение отдельных бит

этих регистров.

Формат регистра ST0:

|Биты |Название |Назначение |

|1, 0 |US1, US2 |Код НГМД |

|2 |HD |Номер головки |

|3 |NC |Устанавливается, если НГМД не готов |

| | |выполнить команду чтения или записи |

|4 |EC |Сбой оборудования |

|5 |SE |Завершена команда "Поиск" |

|7, 6 |I, C |Код прерывания: |

| | |00 - нормальное завершение; |

| | |01 - аварийное завершение; |

| | |10 - неправильная команда; |

| | |11 - нет готовности НГМД |

Формат регистра ST1:

|Биты |Название |Назначение |

|0 |MA |Пропуск адресной метки. Этот бит устанавливается в |

| | |1, если контроллер не может найти адресную метку |

|1 |NN |Защита записи. Устанавливается, если при выполнении|

| | |операции контроллер получает от НГМД сигнал защиты |

| | |записи |

|2 |ND |Сектор не найден |

|3 |- |Зарезервировано |

|4 |OR |Переполнение. Процессор не успевает выполнять обмен|

| | |данными с контроллером |

|5 |DE |Ошибка в данных при проверке контрольной суммы |

|6 |- |Зарезервировано |

|7 |EN |Несуществующий сектор, устанавливается, когда |

| | |контроллер пытается прочесть сектор со слишком |

| | |большим адресом |

Формат регистра ST2:

|Биты |Название |Назначение |

|0 |MD |Пропущен адресный маркер в поле данных |

|1 |BC |Дорожка не читается |

|2 |SN |Ошибка сканирования. Устанавливается, если |

| | |при выполнении команды сканирования |

| | |контроллер не может найти требуемую дорожку|

|3 |SH |Сканирование выполнено, дорожка найдена |

|4 |WC |Ошибка адреса дорожки |

|5 |DD |Ошибка в поле данных |

|6 |CM |Во время операции чтения или сканирования |

| | |не обнаружен сектор с маркером удаленных |

| | |данных |

|7 |- |Зарезервировано |

Формат регистра ST3:

|Биты |Название |Назначение |

|1, 0 |US1, US2 |Код выбранного НГМД |

|2 |HD |Номер выбранной головки |

|3 |TS |Используется режим двухсторонней записи |

|4 |T0 |Головка установлена на дорожку 0 |

|5 |RDY |НГМД готов к работе |

|6 |WP |Защита записи на диске |

|7 |FT |Неисправность НГМД |

Дополнительно перед выполнением операции и после ее завершения надо

проанализировать содержимое описанного выше регистра основного состояния

контроллера RS.

Команда "Определить параметры" задает времена задержки для трех

внутренних таймеров контроллера. Первый байт параметров состоит из двух

полей - SRT и HUT. Поле SRT задает временной интервал между шаговыми

импульсами двигателя перемещения головки. Это поле имеет ширину 4 бита.

Поле HUT определяет время разгрузки головки и тоже имеет ширину 4 бита.

Второй байт параметров состоит из полей HLT и ND. Поле HLT имеет

ширину 7 бит и определяет время загрузки головки. Бит ND предназначен для

использования канала прямого доступа ПДП - если этот бит установлен в 0, то

ПДП используется, иначе обмен данными идет через центральный процессор.

Параметры для команды "Определить параметры" лучше всего взять из

таблицы параметров дискеты, которая заполняется базовой системой

ввода/вывода BIOS во время инициализации системы. Конечно, если вам нужны

нестандартные параметры, вы можете использовать свои, ориентируясь на

оригинальные значения из таблицы параметров дискеты.

Команда "Инициализация" может выполняться одновременно для всех

накопителей. По этой команде головки перемещаются на нулевую дорожку.

Команда "Поиск" используется для установки головки на нужную дорожку. Поиск

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6

МЕНЮ

Работа с дисками

ИНТЕРЕСНОЕ