第二部分 技术资料

第一章 扩展 Int13H 技术资料

一. 简介

设计扩展 Int13H 接口的目的是为了扩展 BIOS 的功能，使其支持多于1024柱面的硬盘，以及可移动介质的锁定，解锁及弹出等功能。

二. 数据结构

1. 数据类型约定
BYTE 1 字节整型 ( 8 位 )
WORD 2 字节整型 ( 16 位 )
DWORD 4 字节整型 ( 32 位 )
QWORD 8 字节整型 ( 64 位 )

2. 磁盘地址数据包 Disk Address Packet (DAP)
DAP 是基于绝对扇区地址的，因此利用 DAP，Int13H 可以轻松地逾越 1024 柱面的限制，因为它根本就不需要 CHS 的概念。

DAP 的结构如下：
struct DiskAddressPacket
{
BYTE PacketSize; // 数据包尺寸(16字节)
BYTE Reserved; // ==0
WORD BlockCount; // 要传输的数据块个数(以扇区为单位)
DWORD BufferAddr; // 传输缓冲地址(segment:offset)
QWORD BlockNum; // 磁盘起始绝对块地址
};

PacketSize 保存了 DAP 结构的尺寸，以便将来对其进行扩充。在目前使用的扩展 Int13H 版本中 PacketSize 恒等于 16。如果它小于16，扩展 Int13H 将返回错误码( AH=01，CF=1 )。
BlockCount 对于输入来说是需要传输的数据块总数，对于输出来说是实际传输的数据块个数。BlockCount = 0 表示不传输任何数据块。
BufferAddr 是传输数据缓冲区的 32 位地址 (段地址:偏移量)。数据缓冲区必须位于常规内存以内(1M)。
BlockNum 表示的是从磁盘开始算起的绝对块地址(以扇区为单位)，与分区无关。第一个块地址为 0。一般来说，BlockNum 与 CHS 地址的关系是：

BlockNum = ( cylinder * NumberOfHeads + head ) * SectorsPerTrack + sector - 1;

其中 cylinder，head，sector 是 CHS 地址，NumberOfHeads 是磁盘的磁头数，SectorsPerTrack 是磁盘每磁道的扇区数。
也就是说 BlockNum 是沿着 扇区->磁道->柱面 的顺序记数的。这一顺序是由磁盘控制器虚拟的，磁盘表面数据块的实际排列顺序可能与此不同(如为了提高磁盘速度而设置的间隔因子将会打乱扇区的排列顺序)。

3. 驱动器参数数据包 Drive Parameters Packet
驱动器参数数据包是在扩展 Int13H 的取得驱动器参数子功能调用中使用的数据包。格式如下：

struct DriveParametersPacket
{
WORD InfoSize; // 数据包尺寸 (26 字节)
WORD Flags; // 信息标志
DWORD Cylinders; // 磁盘柱面数
DWORD Heads; // 磁盘磁头数
DWORD SectorsPerTrack; // 每磁道扇区数
QWORD Sectors; // 磁盘总扇区数
WORD SectorSize; // 扇区尺寸 (以字节为单位)
};

信息标志用于返回磁盘的附加信息，每一位的定义如下：

0 位：
0 = 可能发生 DMA 边界错误
1 = DMA 边界错误将被透明处理
如果这位置 1，表示 BIOS 将自动处理 DMA 边界错误，也就是说错误代码 09H 永远也不会出现.

1 位:
0 = 未提供 CHS 信息
1 = CHS 信息合法
如果块设备的传统 CHS 几何信息不适当的话，该位将置 0.

2 位:
0 = 驱动器不可移动
1 = 驱动器可移动

3 位: 表示该驱动器是否支持写入时校验.

4 位:
0 = 驱动器不具备介质更换检测线
1 = 驱动器具备介质更换检测线

5 位:
0 = 驱动器不可锁定
1 = 驱动器可以锁定
要存取驱动器号大于 0x80 的可移动驱动器，该位必须置 1(某些驱动器号为 0 到 0x7F 的设备也需要置位)

6 位:
0 = CHS 值是当前存储介质的值 (仅对于可移动介质)，如果驱动器中有存储介质，CHS 值将被返回.
1 = CHS 值是驱动器支持的最大值 (此时驱动器中没有介质).

7 - 15 位: 保留，必须置 0.

三. 接口规范

1. 寄存器约定
在扩展 Int13H 调用中一般使用如下寄存器约定:

ds:si ==> 磁盘地址数据包( disk address packet )
dl ==> 驱动器号
ah ==> 功能代码 / 返回码

在基本 Int13H 调用中，0 - 0x7F 之间的驱动器号代表可移动驱动器0x80 - 0xFF 之间的驱动器号代表固定驱动器。但在扩展 Int13H 调用中0x80 - 0xFF 之间还包括一些新出现的可移动驱动器，比如活动硬盘等。这些驱动器支持先进的锁定，解锁等功能。
ah 返回的错误码除了标准 Int13H 调用规定的基本错误码以外，又增加了以下错误码：

B0h 驱动器中的介质未被锁定
B1h 驱动器中的介质已经锁定
B2h 介质是可移动的
B3h 介质正在被使用
B4h 锁定记数溢出
B5h 合法的弹出请求失败

2. API 子集介绍
1.x 版的扩展 Int13H 调用中规定了两个主要的 API 子集。

第一个子集提供了访问大硬盘所必须的功能，包括 检查扩展 In13H是否存在( 41h )，扩展读( 42h )，扩展写( 43h )，校验扇区( 44h )，扩展定位( 47h ) 和 取得驱动器参数( 48h )。
第二个子集提供了对软件控制驱动器锁定和弹出的支持，包括 检查扩展Int13H 是否存在( 41h )，锁定/解锁驱动器( 45h )，弹出驱动器( 46h )，取得驱动器参数( 48h )，取得扩展驱动器改变状态( 49h )，int 15h。
如果使用了调用规范中不支持的功能，BIOS 将返回错误码 ah = 01h，CF = 1。

3. API 详解

1) 检验扩展功能是否存在
入口:
AH = 41h
BX = 55AAh
DL = 驱动器号
返回:
CF = 0
AH = 扩展功能的主版本号
AL = 内部使用
BX = AA55h
CX = API 子集支持位图
CF = 1
AH = 错误码 01h，无效命令

这个调用检验对特定的驱动器是否存在扩展功能。如果进位标志置 1则此驱动器不支持扩展功能。如果进位标志为 0，同时 BX = AA55h，则存在扩展功能。此时 CX 的 0 位表示是否支持第一个子集，1位表示是否支持第二个子集.
对于 1.x 版的扩展 Int13H 来说，主版本号 AH = 1。AL 是副版本号，但这仅限于 BIOS 内部使用，任何软件不得检查 AL 的值。

2) 扩展读
入口:
AH = 42h
DL = 驱动器号
DS:DI = 磁盘地址数据包(Disk Address Packet)

返回:
CF = 0，AH = 0 成功
CF = 1，AH = 错误码

这个调用将磁盘上的数据读入内存。如果出现错误，DAP 的 BlockCount项中则记录了出错前实际读取的数据块个数。

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