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DOSforever
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DOSforever
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『第
33 楼』:
CHS和LBA确实不是同一个算法，但我认为并不是在BIOS层面上，而是在ATA接口层面上。ATA接口的硬盘寻址寄存器（现以28bit寻址为讨论基础，48bit暂不讨论）分别用了16位，4位和8位来分别表示柱面数、磁头数和扇区数；所以，如果以CHS方式来寻址的话，最大可寻址空间为 2^16 * 2^4 * (2^8-1) = 267386880 个扇区，也就是 136,902,082,560 byte；如果把整个28位用来作表示为一个LBA的线性地址的话，那就是可寻址 2^28 = 268435456 个扇区，也就是 137,438,953,472 byte。这也就是两种方式最大可寻址空间的区别。
具体到某个硬盘是否如你计算所表达的那样我表示怀疑。还是以那块60G的硬盘为例，为了简便起见我们就以扇区为计算单位（其实都一样）。假如按照CHS模式的话，三个参数都在允许的范围以内。但假如按照LBA模式的话 0111111111111111110100110100(B) => 134,217,012(D) 所表示的扇区数已经超出这块硬盘的实际实用扇区数了。反过来，这块硬盘的最大实用扇区数为 120,103,200 (D) => 0111001010001010000100100000(B) 28bit，这个数值无论怎么分割也凑不成该模式下CHS各个参数的。
我们再把那块60G的硬盘的参数的表格扩充计算一下：
| Quote: | LBA Sector count: 120,103,200 sectors
Head * Sector * Cylinder = Total Sectors | Remain | Sectors/Cylinder
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CHS 16 255 29437 120,102,960 | 240 | 4080
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LARGE 240 255 1962 120,074,400 | 28800 | 61200
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LBA 255 63 7476 120,101,940 | 1260 | 16065 |
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通过上面这个例子可以看出，无论哪种模式下，逻辑上的CHS参数乘积所得到的总扇区数都小于ＬＢＡ（注意，此ＬＢＡ非彼LBA，下面会说明）所给出的总扇区数，而且剩余的扇区数都不到该模式下每柱面的扇区数，也就是不足以构成一个柱面。因此，我认为CHS和LBA算法的不同只是表现在ATA接口层面上，而在BIOS层面上所显示出的各个模式的各个CHS参数都是以ATA接口的ＬＢＡ总扇区数为基础进行换算的，而且是以柱面为单位分配的，所有这些柱面相加的总扇区数不超过ＬＢＡ给出的总的扇区数，不足的部分省略。
说了那么多的LBA和CHS，我认为有必要说明一下，不然的话很可能会引起混淆
我认为有两个LBA的概念，一个是ATA层次上的 ＬＢＡ ，也就是这个硬盘内部的可线性寻址的最大扇区数，我认为这就是这块硬盘的最大可用扇区数；而另一个 LBA 是指在BIOS层面上，也就是BIOS向OS报告的它的寻址模式。
同样，有两个CHS概念，一个是指 CHS模式 ，也就是BIOS的一种寻址方式；而另一个是 CHS参数 ，是所有模式下都要用到的柱面、磁头、扇区数的参数。
到此为止，我认为我们可以暂且得出一个结论，也就是我在表格下面的第一段话。对于这个结论我没有什么理论依据和实际实验来证明其正确性，只能通过纸面上的一些数据来“自圆其说”。关于两个LBA和CHS的概念也是我自己分析的结论，同样没有什么理论基础。现在，尽管还有许多细节问题没有搞清楚，比如 PC Tools 5.0 的逻辑定位问题，但我认为我们还是取得了一定的进展。真是非常感谢所有参与讨论和关注此问题的朋友，特别是 fdsiuha 。同时也希望有更多的朋友能提供试验数据和提出理论假设，也希望有功底深厚的大师能不惜赐教。
[ Last edited by DOSforever on 2005-11-1 at 16:48 ]
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2005-11-1 16:38 |
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fdsiuha
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『第
34 楼』:
| Quote: | | 但假如按照LBA模式的话 0111111111111111110100110100(B) => 134,217,012(D) 所表示的扇区数已经超出这块硬盘的实际实用扇区数了。反过来，这块硬盘的最大实用扇区数为 120,103,200 (D) => 0111001010001010000100100000(B) 28bit，这个数值无论怎么分割也凑不成该模式下CHS各个参数的 |
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不是这个意思，LBA的存取确实把28位的寄存器作为一个统一的部分存取，但是使用这个寄存器的时候，仍然分为C、H、S这3部分相乘，其中对于更大的硬盘来说，H更大些，另外两个参数是固定的（好好想一下3个参数的物理意义）；此所谓地址线性增加，非我们所见的28位寄存器的大小，从0->n，而是硬盘内部的所有扇区都有一个从小到大的编号，这样做自然是把LBA看成是具有CHS参数的硬盘，保持兼容性。
所以你上面说的的B->D转换方式是不正确的。所以后面自然就“无法自圆其说”了。
PS：另外查了所谓LARGE，无非是在INT13的两个寄存器之间相互借4位来存取更多的空间罢了，与CHS没有本质区别。还有忘了说了，就是并不是LBA方式解决500MB的限制问题。
[ Last edited by fdsiuha on 2005-11-1 at 20:29 ]
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2005-11-1 19:21 |
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DOSforever
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2005-11-2 01:16 |
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fdsiuha
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『第
36 楼』:
至于“整体”的概念，我说过了，它是硬盘内部的机制。现在的硬盘内部寻址是使用CHS的，而是把所有的扇区统统编号，直接靠这个编号来寻址。然后在硬盘的接口上它被转化为一个CHS参数。为什么要如此麻烦呢？第一，硬盘太大，里圈和外圈每道扇区数相差太大，用直接反映磁盘3维结构的CHS参数对于软件来说变化范围太大，而且不同的硬盘之间也不一样。这样做会使软件难以适应大部分的硬盘（譬如1头10柱面有128个扇区，由于你寻址到64为止，损失一半空间，在如1头1柱面只有32个扇区，由于寄存器可以寻址到64个，所以寻址就会经常出现越界），统一编号扇区后，逻辑上就只存在柱面的范围（就是盘片的直径乘密度，换句话，就是磁道密度的变化）的变化，不会越界，也不会损失空间。第二，虽然废除了CHS直接寻址，但是软件都使用固定的CHS格式来寻址，尤其微软的软件。所以对外还是要以CHS方式传递参数。
所以我的意思是：硬盘28位的寄存器，是软件和硬件之间的接口。就是当向硬盘提交了存取方式之后，硬盘内部寻址机构就会具此选择地址转换的模式。我在前面已经说过了，虽然LBA和CHS在硬盘的内部使用不同的方式寻址，所有的硬盘模式返回28位的都是CHS参数。这个转换过程由硬盘来完成，软件没有必要也操不到这个心。
LBA和CHS其实没有什么本质的区别。你去看你的电脑BIOS，它只有NORMAL、LARGE、LBA、AUTO而没有分成CHS、LBA、LARGE吧。因为LBA它就是用CHS的其中一个方式，只不过，他的28位全都可以为最大值，可以全是1。造成的影响就是每柱面的扇区多一些。
而我们以前那些所谓的限制只是由于软件-软件-软件之间的转换造成的。与CHS和LBA没有关系。只是到137G才是物理极限，新硬盘采用48位寄存器才能解决。
之后，才是软件--包括BIOS--负责接下来的工作，其中的I\O例程按照给定的C、H、S寻址，读写磁盘。
我们之所以软件看到的LBA、CHS设置以及不同的数值，只是硬盘内部按不同的寻址给出的。BIOS一般不做更进一步的变换（LARGE要稍微做一点变化，所以LARGE其实是软件实现的，因此兼容性不好）。
你还说过PC兔子的问题，不只是它，好多磁盘软件都出现过类似的问题，这种问题的根源就是地址的转换问题，就是因为它通过BIOS（通过DOS那就当然更不行了）存取磁盘。你把你现在使用的LBA或NORMAL换成NORMAL或LBA，再开机系统都启动不了，马上当机给你看--BIOS连操作系统的启动扇区都定位不到，你还能指望老版本的PC兔子能通过BIOS来做什么？我有一大把这样的DOS软件，十有八九，一打开就马上死机。
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我的个人网站有关磁盘的详细介绍，还没做完估计到年底也做不完，唉
[ Last edited by fdsiuha on 2005-11-2 at 16:08 ]
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2005-11-2 15:44 |
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不得不爱
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2005-11-3 09:58 |
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fdsiuha
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zjnbwdj
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『第
39 楼』:
即便是用FDISK来分区,用SFDISK(一个我经常用的硬盘分区和格式化软件)来查看,还是有好多空闲的硬盘空间,也就是还没有100%的对硬盘进行分区.
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2005-11-6 13:39 |
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rainhard
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『第
40 楼』:
CHS应该是物理方式，而LBA是模拟方式在早期兼容更大容量的
早期的BIOS/DOS在CHS方式下不支持比较大的Cylinder值，LBR就是通过算法将Cylinder值虚拟成header，LARGE也是一种虚拟的算法。
后来的BIOS和32位系统已经支持了更大的Cylinder，所以用哪种方式应都是差不多的。
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2005-11-7 11:27 |
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weilong888
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『第
41 楼』:
这种对硬盘的讨论是很有价值的。可惜我的认识没有各位的深刻。要知道，整台电脑，就是这硬盘上的数据最重要了。
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2006-10-6 08:34 |
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