ПЗУ базовой системы ввода/вывода BIOS содержит по адресу FFFFh:FFFEh байт конфигурации, значение которого можно использовать для идентификации типа компьютера: |Значение |Тип компьютера | |FFh |Оригинальный IBM PC | |FEh |IBM PC/XT, Portable PC | |FDh |PCjr | |FCh |IBM PC/AT | |FBh |IBM PC/XT с памятью 640 Кбайт на материнской плате | |F9h |Convertible PC |
Для компьютеров IBM PC и IBM PC/XT конфигурация дисковой системы определяется установкой переключателей на основной плате, в частности, переключателями устанавливается количество подключенных к системе НГМД.
Компьютеры IBM PC/AT (и более высокого класса) имеют на основной плате CMOS-память с малым энергопотреблением, которая питается от аккумулятора. В CMOS-памяти хранится информация о конфигурации дисковой системы. В процессе инициализации BIOS считывает эту информацию и записывает ее в свою внутреннюю область данных.
Проанализировав значение байта конфигурации, можно сделать предварительное заключение о составе дисковой системы компьютера. Если оно равно FFh, FDh, F9h, то наш компьютер не имеет НМД - это одна из разновидностей IBM PC. Значения FEh, FBh могут соответствовать IBM PC/XT и совместимым с ним компьютерам. Такие компьютеры могут быть оборудованы НМД. И, наконец, значение FCh соответствует IBM PC/AT. Для этого компьютера конфигурация дисковой системы должна определяться исходя из содержимого CMOS-памяти.
3.2 Прерывание INT 11h.
Прерывание базовой системы ввода/вывода INT 11h возвращает в регистре AX байт конфигурации системы, который можно использовать для определения количества НГМД и наличия НМД. Самый младший бит байта конфигурации (бит 0) - признак наличия в системе НМД. Если этот бит установлен в 1, то компьютер оборудован НМД, иначе дисковая система состоит только из накопителей на гибких магнитных дисках.
Биты 7 и 6 содержат информацию о количестве НГМД: |Содержимое бит 7 и |Количество установленных НГМД | |6 | | |00 |1 | |01 |2 | |10 |3 | |11 |4 |
Это прерывание лучше всего использовать для IBM PC/XT и IBM PC. Для IBM PC/AT необходимо исследовать содержимое CMOS-памяти. Займемся этим.
3.3 Анализ содержимого CMOS-памяти.
Программа не может непосредственно адресовать CMOS-память, как обычную оперативную память. Для работы с CMOS-памятью необходимо использовать порты ввода/вывода с адресами 70h и 71h, причем процедура записи или чтения состоит из двух шагов.
На первом шаге операции чтения или записи программа должна записать в порт 70h номер нужной ячейки CMOS-памяти (0...3Fh). На втором шаге программа должна обратиться к порту 71h для выполнения записи в указанную ячейку памяти или чтения из нее.
Приведем фрагмент программы, составленной на языке ассемблера, который считывает байт из CMOS-памяти с адресом 12h:
mov al,12h out 70h,al ; задаем адрес в CMOS-памяти jmp $+2 ; небольшая задержка in al,71h ; записываем в AL считанное значение
Запись в CMOS-память выполняется аналогично.
При анализе конфигурации дисковой системы для нас представляют наибольший интерес ячейки CMOS-памяти со следующими адресами: • 14h - байт конфигурации
Биты 7, 6 этого байта имеют такое же значение, что и в младшем байте слова конфигурации, возвращаемого прерыванием INT 11h - они содержат информацию о количестве установленных в компьютере НГМД. Значение бита 0, равное нулю, говорит о том, что в системе нет ни одного НГМД. • 10h - тип НГМД
Младшая и старшая тетрады этого байта описывают, соответственно, второй и первый НГМД: |Значение|Емкость, Кбайт|Диаметр |Количество |Количество дорожек | | | | |секторов на одну | | | | | |дорожку | | |0000 |НГМД не |- |- |- | | |установлен | | | | |0001 |360 |5,25" |9 |40 | |0010 |1200 |5,25" |15 |80 | |0011 |720 |3,5" |9 |40 | |0100 |1440 |3,5" |18 |80 |
• 12h - тип НМД C: и D:
Этот байт разделен на две тетрады аналогично байту, который описывает НГМД. Однако в тетраде можно закодировать только 16 значений, а различных типов НМД значительно больше. Поэтому тип 15 используется специальным образом - если тип НМД в младшей тетраде (диск C:) равен 15, то правильное значение типа находится в CMOS-памяти по адресу 19h. Аналогично для диска D: этот тип можно взять из байта по адресу 1Ah (если содержимое старшей тетрады байта с адресом 12h равно 15).
Если в вашем компьютере установлен НМД с интерфейсом ESDI , SCSI или другим специализированным интерфейсом, то, как правило, для работы с ними используется специальная "дисковая" базовая система ввода/вывода. Соответствующая микросхема ПЗУ может быть расположена непосредственно в контроллере. При этом в CMOS-памяти в ячейке 12h для типа диска может быть указано нулевое значение, несмотря на то, что диск установлен. Прерывание INT 11h , тем не менее, скажет вам, что в системе имеется НМД.
Если используется "дисковая" базовая система ввода/вывода, то она сама инициализирует таблицу параметров диска (будет описана позже) и выполняет обработку прерывания INT 13h . Так как MS-DOS при обращении к дискам использует именно это прерывание, то не возникает никаких проблем, связанных с отсутствием типа диска в CMOS-памяти. Другие операционные системы, такие как Windows NT и OS/2 , используют для работы с дисками специальные драйверы.
3.4 Таблицы параметров НМД и НГМД.
Для работы с диском на физическом уровне необходимо знать такие его характеристики, как количество головок, секторов и др. Эти характеристики можно определить из таблиц параметров НГМД и НМД, заполняемых BIOS в процессе инициализации системы.
Анализируя содержимое CMOS-памяти в компьютерах IBM PC/AT или установку переключателей конфигурации на основной плате в компьютерах IBM PC и IBM PC/XT, BIOS в процессе инициализации создает таблицу параметров дискеты DPT (Diskette Parameter Table), а также одну или две таблицы параметров жесткого диска HDPT (Hard Disk Parameter Table). Если имеется специальная "дисковая" система ввода/вывода, то она сама создает таблицы HDPT.
Таблица параметров дискеты DPT имеет длину 10 байт, ее адрес располагается в области данных BIOS по адресу 0000h:0078h, что соответствует вектору прерывания INT 1Eh . Таблица содержит следующие параметры: |Смещение,|Размер|Имя |Описание | |байт |, байт|поля | | |0 |1 |srt_hut|Биты 0...3:SRT (Step Rate Time) - задержка | | | | |для переключения головок, лежит в пределах 1| | | | |- 16 мс и задается с интервалом 1 мс (0Fh - | | | | |1 мс, 0Eh - 2 мс, 0Dh - 3 мс, ...).Биты | | | | |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| | | | |о том, что используется прямой доступ к | | | | |памяти; | | | | |Биты 2...7:Время загрузки головок HLT - | | | | |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 | | | | |или записи | |6 |1 |dtl |Максимальная длина передаваемых данных. | | | | |Используется, когда не задана длина сектора | |7 |1 |gap_f |Длина межсекторного промежутка для операции | | | | |форматирования | |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: |Смещение,|Размер|Имя поля|Описание | |байт |, байт| | | |0 |2 |max_cyl |Максимальное количество дорожек на диске | |2 |1 |max_head|Максимальное количество магнитных головок | |3 |2 |srwcc |Начальная дорожка для предварительной | | | | |записи (Starting reduced-write current | | | | |cylinder) | |5 |2 |swpc |Начальная дорожка для предварительной | | | | |компенсации при записи (Starting write | | | | |precompensation cylinder) | |7 |1 |max_ecc |Максимальная длина блока коррекции ошибок | | | | |ECC (Maximum ECC data burst length) | |8 |1 |dstopt |Параметры устройства: | | | | |бит 7 - запрет восстановления; | | | | |бит 6 - запрет восстановления по блоку | | | | |коррекции ошибок ECC (Error Correction | | | | |Code); | | | | |биты 2-0 - дополнительные 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.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9