LBA和CHS转换(转）

来源    https://www.cnblogs.com/wangshuo/p/10454222.html

这里有更详细的计算   https://blog.csdn.net/haiross/article/details/38661051

这里做记录一下，总是忘记如何计算

磁盘填充，先填满一个柱面之后，再填下一个柱面。LBA是从0开始的。

LBA = (C-CS)*HPC*SPT + (H-HS)*SPT + (S-SS)

C, H, S: 当前的CHS值   柱面  磁头 扇区
CS, HS, SS: Cylinder, Head, Sector的起始(start)编号。一般来说，CS=0，HS=0，SS=1   , 扇区从1开始编号
HPC: Heads Per Cylinder，每个柱面磁头数，也就是每个柱面磁道数   （一个柱面（圆环），一般都是正反两面，也就需要上下两个磁头）

 

 

SPT: Sectors Per Track，每个磁道扇区数

SPT > (S-SS) 一定成立
HPC > (H-HS) 一定成立

一般来说，CS=0，HS=0，SS=1，因此可以得出

假如硬盘的配置为C(柱面数),H(磁头数),S(扇区数)
那么:
1柱面(Cylinder)有H个磁道(Track)
1磁道(Track)有S个扇区(Sector)
1扇区(Sector)有512字节

LBA = C*HPC*SPT + H*SPT + (S-1)



以及 HPC > (H-0)，即 HPC > H

因此：
S = LBA%SPT + 1
H = LBA/SPT%HPC
C = LBA/SPT/HPC

软盘中，HPC=2，所以：
C = (LBA/SPT) >> 1
H = (LBA/SPT) & 1

磁盘的 LBA 寻址转换为 CHS 寻址

https://blog.csdn.net/haiross/article/details/38661051

引言：确切地说，不能说LBA 寻址方式的值转换为 CHS寻址方式的值，而由LBA值则需要通过运算间接得出cylinder、head、sector这三个变量的值。

1. 术语

• cylinder：磁盘的柱面
• head：磁盘的磁头，每张磁片有两个磁头
• sector：磁盘扇区，这里指物理扇区，编号从 1 - 63，每条 track 的最大 sector 数 63
• SPT（sector_per_track）：每磁道上的 sector 数
• HPC（head_per_cylinder）：每个 cylinder 的 head 数量，这个数量应该是磁片数 * 2

2. LBA 寻址

LBA 全称为 Logical Block Addressing（逻辑块编址），LBA 扇区由 0 开始编址，LBA 扇区号的计算方式是：

LBA = (cylinder * HPC + head) * SPT + sector - 1

先计算出 track 数量，再加上物理扇区（物理扇区从 1 开始编号），转换为 LBA 扇区需要减 1

track 的数量计算方式为：cylinder * HPC（head_per_cylinder）+ head

3. LBA_to_CHS

这里以 floopy 为例，floopy 的是单磁片：

• SPT 为 18
• HPC 为 2

因此，假设 LBA 扇区是 1，那么：1 = (0 * 2 + 0) * 18 + 2 - 1 ，结果是：cylinder = 0，head = 0，sector = 2

3.1 计算 cylinder

cylinder 的计算方式为：

cylinder = LBA / (SPT * HPC)

我们需要计算出总共有多少 cylinder，因此我们的式子可以分解为：

1. sector_per_cylinder = SPT * HPC： 计算出每个 cylinder 有多少个 sector，由 SPT * HPC 计算出
2. cylinder = LBA / sector_per_clylinder： 第二步，再计算出在磁盘内需要多少个 cylinder 表达

以上面的例子：

• cylinder = 1 / (18 * 2) = 0

计算出 cylinder 为 0

3.2 计算 head

计算 head 的式子为：

head = (LBA / SPT) % HPC

在已经求出 cylinder 的前提下，我们需要得出在一个 cylinder 内的 head 编号，因此我们的式子可以分解为：

1. tatol_head = LBA / SPT：我们得出在磁盘内总共有多少 head
2. head = total_head % HPC： 第二步，再计算出在一个 cylinder 内的 head 编号

以上面的例子：

• head = (1 / 18) % 2 = 0

3.3 计算 sector

计算 sector 的式子为：

sector = LBA % SPT + 1

我们的式子可以分解为：

1. logical_sector = LBA % SPT： 通过对 LBA 取 SPT 模操作得出逻辑的 sector 号
2. sector = logical + 1： 物理的 sector 等于逻辑的 sector 加上 1，因为物理 sector 从 1 开始编号，而逻辑 sector 从 0 开始编号

3.4 对计算 Cylinder/Head/Sector 的优化

我们看到这三个式子就都有共同的部分：LBA / SPT（或者 LBA % SPT），我们对这些进行优化，下面是我的实现代码：

;#########################################################
; lba_to_chs.inc for boot
;
;  Copyright (c) 2009-2011                                     
;  All rights reserved.                                        
;  mik                                                         
;  visit web site : www.mouseos.com/OS/doc/index.html
;
;#########################################################

 

%ifndef LBA_TO_CHS_INC
%define LBA_TO_CHS_INC

 

;*******************************************************
; LBA_to_CHS() - LBA Converting CHS for floppy diskette
;
; description:
; input:
;        ax - LBA sector
;
; output:
;        ch - cylinder
;        cl - sector ( 1 - 63)
;        dh - head
;*******************************************************

LBA_to_CHS:

%define SPT        18
%define HPC        2

        mov cl, SPT
        div cl                           ; al = LBA / SPT, ah = LBA % SPT

; cylinder = LBA / SPT / HPC

        mov ch, al
        shr ch, (HPC / 2)                ; ch = cylinder               

; head = (LBA / SPT) % HPC
       
        mov dh, al
        and dh, 1                        ; dh = head

; sector = LBA % SPT + 1

        mov cl, al
        inc cl                           ; cl = sector

        ret

 

 

%endif

上面的代码很精简，只有 8 条指令 :)

小结：

不管CHS（寻址方式）也好，还是LBA（寻址方式）也好。磁盘存储寻址都需要通过cylinder、head、sector这三个变量来实现；CHS、LBA都是一个数字，CHS按照固定格式把24个bit位分成cylinder、head、sector；LBA则需要通过求模运算得出cylinder、head、sector。即由chs值可以直接获得cylinder、head、sector这三个变量的值，而由LBA值则需要通过运算间接得出cylinder、head、sector这三个变量的值。