硬盘LBA28读取以及BootLoader加载

⚠这篇文章比较无聊，因为涉及到一些硬件相关的东西，所以大部分的知识内容都很刻板，基本只能当作字典用。

之前讲了关于主引导扇区上的内容，这次就来讲讲BootLoader具体是怎么编写和加载系统的.

首先我们需要知道硬盘是如何工作的，以及它的结构。

🤣服了，搞个软件还得知道硬件的工作方法就离谱。

首先每个扇区的大小是固定在512字节的，现代硬盘的寻址方式一般都是通过LBA（逻辑块寻址）来进行。老式的叫做CHS（柱面-磁头-扇区）。这篇文章主要使用的是LBA28方式，也就是最高支持28位寻址。

当下的计算机应该采用的是更高位的LBA了。不过基本原理都是差不多的。

硬盘内部也是存在类似寄存器的结构，我们在汇编中会用端口的方式来访问它们。

数据寄存器（0x1F0）

• 作用：用于 读取/写入数据，一次传输 16 位（2 字节）。
• 数据大小：一个扇区（512 字节）= 256 次 16 位传输。

扇区计数寄存器（0x1F2）

• 作用：指定要读/写的 扇区数。
• 数值范围：1-255，0 表示 256 个扇区。

LBA 地址寄存器

LBA 地址由 28 位组成，分布在 4 个寄存器：

设备/磁盘选择寄存器（0x1F6）

• 作用：选择 主盘 / 从盘，并存储 LBA 最高 4 位。

状态寄存器（0x1F7，读）

• 作用：用于检查硬盘状态，确定何时可以读取/写入数据。

命令寄存器（0x1F7，写）

• 作用：向 0x1F7 端口写入命令，通知硬盘执行相应的操作。
• 使用方式：在正确设置 LBA 地址和扇区数 后，向该寄存器写入相应命令。

LBA 方式读取磁盘

LBA 是现代磁盘的标准寻址方式，它将磁盘看作 连续的扇区序列，计算方式如下：

LBA 地址 = (柱面号 × 磁头数 + 磁头号) × 每磁道扇区数 + 扇区号 - 1

LBA 读取磁盘步骤

• 选择通道： 向 0x1F2（扇区计数寄存器）写入 待读取的扇区数。
• 设置 LBA 地址： 1、将 LBA 低 24 位 写入 0x1F3、0x1F4、0x1F5；2、将 LBA 高 4 位 写入 0x1F6，并置位第 6 位（LBA 模式）。
• 发送读取命令： 向 0x1F7（命令寄存器）写入 0x20（读取扇区命令）。
• 检查状态： 读取 0x1F7（状态寄存器），确认硬盘数据准备就绪。
• 读取数据： 从 0x1F0 读取 512 字节（1 个扇区）到内存。

知道了上述知识，我们就知道了如何控制硬盘，接下来我们可以开始编写BootLoader辣！