我需要知道 ATA 命令“读取扇区”是否仍在使用。我在《SATA 存储技术》一书中读到，此命令和一般 PIO 读入命令仅在启动过程中使用。因此，我开始研究启动过程，对此我有些困惑。
我知道 BIOS 在启动过程中会读取第一个扇区或 MBR。我还了解到 BIOS 使用 INT 13 来执行此操作。
SATA 设备通过 HBA 进行通信。因此，第一个扇区的读取必须在 SATA 和 HBA 之间的初始化过程完成后进行。
BIOS 如何读取第一个扇区...
HBA 是否将 INT 13 转换为 ATA 命令？如果是，
这不需要 AHCI 驱动程序吗？
驱动程序何时加载？
或者
BIOS 是否直接与硬盘通信？我认为这是不可能的。
答案1
对于设备，有软盘、SCSI、ATA、ATAPI、USB 大容量存储、SATA、NVME 等。它们大多数都有一个控制器（其中 CPU 只能与控制器通信，控制器与连接到控制器的设备通信）。有时控制器提供的接口相对标准化（例如 AHCI），有时则不是（SCSI、硬件 RAID 控制器）；有时控制器提供多个接口（例如，SATA 控制器可能支持 AHCI，加上传统的 (P)ATA 仿真，加上非标准 RAID 接口；并在 BIOS 设置中有选择哪个的选项）。
对于所有情况；要么 BIOS 中内置有（最少的）驱动程序代码（可能用于“相对标准化”的控制器/设备和主板内置的控制器）；要么控制器中内置有“设备 ROM”（例如，在同一张 PCI 卡上），可以挂钩/拦截“int 0x13”。
无论如何，“int 0x13”将使用“设备编号”参数来确定设备是什么，并分支到该设备的设备驱动程序代码。
HBA 是否将 INT 13 转换为 ATA 命令？
如果 SATA 控制器使用 AHCI 作为其接口，则驱动程序会将“int 0x13”请求转换为 HBA 的 SATA/AHCI 命令。如果 SATA 控制器使用传统 (P)ATA 仿真，则驱动程序会将“int 0x13”请求转换为传统 (P)ATA 命令，然后 HBA 会将 ATA 命令转换为 SATA 命令集。
这不需要 AHCI 驱动程序吗？
是的。请注意，这是一个最小驱动程序（不支持“热插拔 SATA”、本机命令排队、安全擦除、弹出、修剪等功能），它使用“启动命令，浪费 CPU 时间，同时阻止并行性并破坏性能，直到命令完成，然后返回状态”的方法以简化操作。这些意味着它与操作系统想要使用的设备驱动程序完全不同。
驱动程序何时加载？
驱动程序代码始终存在于 ROM 的某个位置（而不是在某个时间点从磁盘加载）。驱动程序代码在固件寻找“设备 ROM”之前或固件初始化“设备 ROM”时初始化。
一切初始化完成后；（假设 BIOS 从普通磁盘启动 - 例如，不是从网络启动）BIOS 只需使用“int 0x13”即可从“设备 ROM 初始化后最终成为的任何设备”加载第一个扇区。
答案2
经过 SATA 分析器的一些测试后，结果表明 BIOS 或 UEFI 足够智能，不会使用慢速 ATA 命令，例如读取扇区在启动过程中。相反，它使用 ATA 命令读 DMA 扩展。
为了完整性，顺序如下：
驱动器发送其签名后，HBA 发送 ATA 命令识别设备，然后发送读 DMA 扩展LBA = 0。
我不确定操作系统是否使用读取扇区或者写入扇区无论如何，在正常工作期间。我希望不会，因为在 FPGA 中实现 PIO IN/OUT 协议不是一件令人愉快的工作。