master_a

В комментах возникло обсуждение способов расширения памяти на XT-шке. Вспомню исторические факты конспективно.

8088 и PC XT

Процессор 8088 имел 20 разрядов физического адреса. Поэтому адресовать мог только 2^20 = 1 мегабайт. Из них айбиэмовские инженеры отвели 640к для программ и 384к для хардвера (биосы, видеопамять). Позже придумали EMS, где в пространстве 384к создавалось окно, и через него можно было пролистывать несколько мегабайт дополнительной памяти. Драйвер EMM.SYS.

286 и PC AT

У процессора 286 было уже 24 разряда физадреса. То есть уже 16 мегабайт памяти, но только в защищённом режиме. Что для MS-DOS не годилось.

В незащищённом режиме 286 мог адресовать 64 килобайта сразу за первым мегабайтом. Эту область научились использовать, и назвали HMA. Но для совместимости приходилось жульничать с адресным сигналом A20. Драйвер HIMEM.SYS и иже с ним.

386

Тут уже 32-битный физадрес, и память хоть до 4 гигабайт. Драйвер EMM386.SYS.

Освежим память про системы программирования на персональных компьютерах конца 80-х. Я накачал с сайта winworldpc.com разных компиляторов и устанавливаю их один за одним на XT-шке. Начал с Борланда как самого уважаемого. Складывать буду на Гитхабе:

• TASM - Turbo Assembler 2.01
• TBASIC - Turbo Basic
• TPAS - Turbo Pascal 3.0
• TC20 - Turbo C 2.0
• TC201 - Turbo C 2.01
• TCPP30 - Turbo C++ 3.0
• BCPP20 - Borland C++ 2.0

Там не только бинарники, но и куча полезных примеров в исходных текстах.

Помните Си компилятор Watcom из 90-х? Оказывается, он продолжает существовать в опенсорсном виде. Свежие бинарники можно скачать по ссылке:

github.com/open-watcom/open-watcom-v2/releases/download/Current-build/ow-snapshot.tar.xz

Поддерживаются языки Си, Си++ и Фортран, платформы DOS, OS/2, Win16, Win32, Win64, Linux i386, Linux x64.

Помните забытое слово из 80-х? Мультипортовая плата означала последовательный интерфейс COM (для модема), параллельный интерфейс LPT (для принтера) и интерфейс к игровому джойстику. И ещё на ней стояла важная фишка конкретно для XT: часы реального времени RTC. Благодаря литиевой батарейке часы постоянно шли, даже когда компьютер выключен.



Поскольку родной биос XT-шки ничего не знает про RTC, для автоматической установки времени в MS-DOS требовались отдельные утилитки типа GETCLOCK.COM и SETCLOCK.COM. Каждый производитель мультипортовок поставлял свои версии этих утилит. Совместимость их с материнскими платами была тонким местом.

Начиная с PC AT часы реального времени встроили в материнскую плату, и проблема совместимости RTC/CMOS снялась.

Эта конкретно плата называется DIO-200, производитель DFI. Соответствующий софт ещё предстоит отыскать.

Нашлось описание от модели DIO-200X: diamond-flower-dio-200x-users-manual.pdf. Но там RTC сделан на чипе MM58167, а у меня UM82C8167.

Прикольно, конечно, играть в Диггера как в юности, и мы ещё наиграемся. Но есть и более весёлые занятия на XT-шке. Вчера я провёл насыщенный вечер, выясняя шансы установить юникс на имеющемся хардвере.

Из юниксов для IBM PC XT (model 5160) существовали:

• Xenix 86
• Venix/86
• PC/IX
• Minix
• а нынче ещё и Linux-86, он же ELKS

Всё это я вчера опробовал, одно за другим. Все образы флопиков доступны в сети, и известно, что каждый из них кому-нибудь да удалось оживить на каком-нибудь симуляторе.

Но мне ж надо на реальном имеющемся железе. Подобрал я симулятор, воспроизводящий конфигурацию, максимально близкую к моей. Есть такой проект 86Box. Народ собрал качественную коллекцию конфигураций и образов ПЗУ компьютеров и периферии от разных производителей. Нашлась там и конфигурация, близкая к моей Generic XT clone, и видеоадаптер TVGA8900, а главное - дисковый контроллер XT-IDE. Всё это я сконфигурил и принялся ставить вышеуказанные юниксы.

С юниксами вот какая проблема. Всё упирается в обмен с жёстким диском. Создателями было задумано, чтобы чтение-запись диска делалась через системный вызов int 13h. Выполняется этот вызов биосом, находящимся в контроллере диска, и всё идёт как надо. Но юниксу неудобно ходить в биос. Юникс задуман по другому: драйвер диска находится в ядре и напрямую ходит в аппаратные регистры контроллера диска.

Все четыре упомянутые юниксы (Xenix, Venix, PC/IX и Minix) так и устроены. Они понимают только родной дисковый контроллер от IBM. А у меня XT-IDE, и в нем аппаратные регистры совсем другие. Нет шансов. Я честно попробовал загрузить каждый юникс и убедился, что установщик падает ровно на попытке работать с диском.

Однако есть свет в окошке! И это ELKS. Так называется проект, где народ поставил задачу протащить верблюда Линукс через игольное ушко. Он же Гога, он же Жора Linux-86. Я наблюдал эту странную затею с середины 90-х. Думал применить для какого-нибудь встроенного хардвера, но пользы не выходило. Однако здесь он сыграл в полный рост. Загрузился с флопика и честно встал на диск под XT-IDE. Никаких вопросов. Осталось проделать то же самое не под 86Box, а на реальном железе, и у нас будет приличный юникс, даже с подключением к интернету.

Вот пример загрузки ELKS на симуляторе Turbo XT.

Приехала клавиатура для коллекционной писишки: аутентичная Compaq в идеальном состоянии. Характерный признак древности: отсутствие клавиши Windows. 😀







Только клавиатурный интерфейс не родной XT, а более поздний IBM PS/2. У XT-шки не только разъём, но и протокол отличается. У всех писишек начиная с AT клавиатуры работали одинаково: 1 стартовый бит, 8 данных, 1 чётность и 1 стоп бит. У XT же всё по другому: 2 стартовых, 8 данных, 1 бит make/break, и 1 стоповый. Но ничего, новозеландцы придумали адаптер, транслирующий протокол на лету.

Стандартом де-факто для PC XT был видеоадаптер CGA (1981 год разработки). Схемотехнически он красиво сделан, но разрешения и цветности недоставало. К 1984-му году появился EGA, а в 1987-м VGA. В наши дни всё ещё можно отыскать дисплеи с интерфейсом VGA. Есть и недорогие конвертеры VGA в современный интерфейс HDMI.

Существовали видеоадаптеры VGA для 8-битной шины ISA, но сейчас найти их крайне тяжело. К счастью, отыскался Trident TVGA8900C, который переключается в режим восьмибитности. Для этого надо на нём установить джампер J4. На моей плате джампер не был установлен, пришлось просто запаять перемычку.



Вынимаем из XT-шки плату CGA и вставляем VGA. На материнской плате надо изменить микропереключатели, чтобы биос не пытался искать видеопамять CGA.



Надо поставить SW 5 и 6 в положение "on", то есть "no display adapter". Фишка в том, что CGA (и MDA) обслуживаются основным биосом. А на платах EGA и VGA уже работает свой собственный биос.



Загружаемся - совсем другое дело! Сравните с CGA.



И даже тетрис повеселел. Для сравнения смотрите видео с CGA.



Теперь куча разных игрушек должна запускаться. Буду собирать коллекцию.

К 2000-м годам ретро энтузиасты осознали, что древние компьютеры PC XT почти вымерли, по одной и той же причине: все жёсткие диски типа MFM заржавели и вышли из строя.

Возник опенсорсный проект по разработке нового дискового контроллера под названием XT-IDE. Контроллер для 8-битной шины ISA позволяет подключать стандартные IDE-накопители, в том числе CompactFlash. Также сделали качественный биос к дисковому контроллеру. Исходники: github.com/glitchwrks/xt_ide

Нынче фирма The Glitch Works продаёт контроллеры XT-IDE на Ebay как в виде конструктора для самостоятельной пайки, так и в собранном виде. Один такой контроллер я и приобрёл. А также переходник для CompactFlash к нему.



Установка джамперов:



Вот такой экран загрузки биоса. Стрелками можно выбрать, откуда грузиться: диск C, флопики A или B, или загрузчик в ПЗУ.



Чтобы карточка CompactFlash надёжно опозналась, её лучше сначала "стереть" на другом компьютере. То есть записать несколько килобайт нулей, к примеру Линуксной командой "dd bs=1k count=100 if=/dev/zero of=/dev/sdX", где sdX - имя флешки на вашем компьютере.

После чего грузим MS-DOS с флопика и командой fdisk создаём разделы. Двухгигибайтную флешку XT-IDE видит как диск с 997 цилиндрами и 63 головками. Раздел максимально разрешённого досовского размера (32 мегабайта) занимает 16 цилиндров. Для начала создаём раздел C.

Снова перезагружаемся с флопика и форматируем раздел С как системный (format c: /s). Переписываем туда файлы MS-DOS с флопика, и диск готов. Добавим Нортон Командер для удобства. Настроим config.sys и autoexec.bat.

Перезагружаемся с диска. Вот так теперь выглядит писишка:



Пробовал я и хитачевский микродрайв. XT-IDE опознаёт его без проблем, но поскольку он 4-гигабайтный, показывает как диск с 127 головками. От этого MS-DOS маленько дуреет. Создать раздел даёт, но читать его не может.

Как на маке, имея образ флопика, достучаться до его содержимого? Лайфхак:

hdiutil attach -imagekey diskimage-class=CRawDiskImage floppy.img 

Флопик будет подключен как файловая система, как если бы его воткнули в порт USB:

/dev/disk8        /Volumes/NO NAME

Есть успехи на фронте ретрокомпьютинга. Вчера удалось загрузить MS-DOS 3.30 с флопика.



Путь к этому делу был тернистый.

1. Машина пришла с жёстким диском, но он не работал. Физически не раскручивался. Было понятно, что надо браться за флопики.
2. У меня имелся исправный пятидюймовый флоповод и "свежая" неоткрытая упаковка флопиков 1.2 Мбайта.
3. Встала задача сформатировать флопик и записать загрузочный диск MS-DOS. Но как это сделать? К современному лаптопу или даже настольному компьютеру пятидюймовый флоповод не подключишь. Прошерстил свою коллекцию ретро компьютеров на тему наличия интерфейса к флоповоду - отыскались Pentium 4 и Celeron. Эксперименты показали, что пентиумный компьютер понимает только трёхдюймовые флопы. Зато у селерона оказался выбор типа флоповода в биосе.
4. Стал выяснять какой MS-DOS выбрать для XT. Узнал много нового про историю разных досов и соответствующего писишного хардвера. Исторически последней массовой версией именно для 8086 оказался MS-DOS 3.31. Более поздние или не грузились, или кушали заметно больше резидентной памяти.
5. Загрузочных флопиков MS-DOS в сети куча, но чтобы именно версия 3.31 и образ 1.2 мегабайта - отыскался только один: winworldpc.com/product/ms-dos/331.
6. На селероне у меня установлен Linux Debian. Внезапно обнаружилось, что пару лет назад из ядра Линукса убрали возможность форматировать флопы. Соответствующий системный вызов в драйвере флопа просто не выполняется. Нужно пересобрать модуль floppy.ko, благо он загружаемый.
7. Удивительным образом в Линуксе до сих пор невозможно скомпилить один отдельно взятый загружаемый модуль. Перекомпиляция всего ядра на селероне заняла бы не меньше суток. И даже перекомпиляция только модулей. А сборка только драйверов блочных устройств возможна, но не фурычит.
8. Проблема решилась установкой того же Дебиана на виртуальном i386 на маке, и компиляцией линуксного ядра в нём. Бинарник драйвера был переслан на селерон и задействован для форматирования флопа.
9. Загружаемый 1.2-мегабайтный флопик был записан, но... XT-шка отказалась с него грузиться. И тут пришлось чесать репу. Смутные воспоминания довелось освежать гуглением. Не знал XT-шный флоповый контроллер и биос про существование 1.2 мегабайтных флопов. Они стали поддерживаться только в PC AT и позже. Надо добывать флопы 360 килобайт.
10. Заказ пачки флопов 360к через Ebay приехал через несколько дней.
11. Я решил, что для надёжности надо эти флопы и форматировать на XT-шном флоповоде. Ведь биос в селероне их вроде понимает. Убил два дня на борьбу с линуксным флоповым драйвером и утилитами floppycontrol и superformat. Коту под хвост: XT-шные флоповоды отказывались форматировать. Выдавали i/o error.
12. Опять смутные воспоминания и мысль: ведь 1.2 мегабайтные флоповоды умели писать 360 килобайтные диски. Взял изначальный флоповод, и действительно, удалось сформатировать 360-килобайтные флопы.
13. Образы загрузочных флопиков отыскались только версии MS-DOS 3.30: winworldpc.com/product/ms-dos/3x.
14. Результат загрузки вы видите на фотке.

Дальше будем оживлять жёсткий диск.