Добавил я в симулятор жёсткие диски и второй флопик. Теперь можно устанавливать разные ДОСы на диск C: и с ним развлекаться. Вот запуск CHKDSK, к примеру.

( +4 )

Официально последней версией MS-DOS считается 6.22, от 1994 года. В ней обнаружилась хитрая фишка: когда система грузится, после сообщения "Starting MS-DOS..." делается двухсекундная пауза. В это время можно нажать F5 или F8, и отменить выполнение скриптов config.sys и autoexec.bat.

К примеру, нажмём F5. Скрипты config.sys и autoexec.bat игнорируются. Экспериментально выяснено, что к тому же эффекту ведёт нажатие Shift, левого или правого.

( +2 )

Имеем некоторый прогресс: на симуляторе PC i86 заработали несколько разных версий DOS.

• MS-DOS 1.12
• MS-DOS 2.12
• MS-DOS 3.31
• PC DOS 3.30
• PC DOS 4.00
• DR-DOS 6.0

Я сделал входы в Makefile, чтобы удобно запускать разные версии досов. К примеру "make msdos1".

MS-DOS 1.12 - специальная версия для компьютеров Compaq, 1983-й год. Дискета 320 килобайт.

Видите утилиту TEST.EXE в списке? Это специальная штуковина от Компака для диагностики хардвера. А команда FDISK.COM отсутствует. Эту версию DOS ещё нельзя было установить на жёсткий диск.
( +10 )

Я переделал видеоадаптер на SDL2, и вот результат. Бейсик подаёт признаки жизни. Это я запустил "tiltti -", то есть без загрузочного флопа. При этом стартует Бейсик из ROM. Ввёл "print 23+45". В целом оно ещё глючит изрядно: пришлось нажать несколько раз Enter, чтобы увидеть весь вывод. Однако это уже дело техники, повычистить.

Для экспериментов с разными линуксами решил я обзавестись отдельным маленьким компьютером. То, что нынче называется NUC или mini PC. Люблю всё маленькое и элегантное. Китайцы нынче клепают массу разных mini PC, но мне ж надо, чтобы без проблем с драйверами. И ещё тут AMD Ryzen 5, а не какой-нибудь скучный Интел. Памяти 16 гиг на всякий случай, а то проблемы с нею нынче.



Снизу через прорези видно, что внутри вентилятор чуть ли не на весь корпус.



Биос известной конторы American Megatrends. Они были в 80-х в числе первых, кто сваял собственный биос, совместимый с IBM.



Поставил я для пробы Lubuntu и SUSE. Все периферия отлично работает, включая Wi-Fi и Bluetooth.

Померял скорость процессора: 93000 дуремарков. Это 63% от Intel i9 на моём iMac. Потребление в спокойном состоянии 5 ватт, в нагруженном - 17 ватт.

Доделал я в симуляторе i86 некоторое количество биосных вызовов, и вот результат. PC-DOS загружается с образа флопика.

$ tiltti pcdos330.img 
Current date is Wed  2-11-2026
Enter new date (mm-dd-yy): 
Current time is  7:44:18.32
Enter new time: 


The IBM Personal Computer DOS
Version 3.30 (C)Copyright International Business Machines Corp 1981, 1987
             (C)Copyright Microsoft Corp 1981, 1986

A>dir/w  

 Volume in drive A has no label
 Directory of  A:\

COMMAND  COM    ANSI     SYS    APPEND   EXE    ASSIGN   COM    ATTRIB   EXE
BACKUP   COM    BASIC    COM    BASICA   COM    CHKDSK   COM    COMP     COM
COUNTRY  SYS    DEBUG    COM    DISKCOMP COM    DISKCOPY COM    DISPLAY  SYS
DRIVER   SYS    EDLIN    COM    FASTOPEN EXE    FDISK    COM    FIND     EXE
FORMAT   COM    GRAFTABL COM    GRAPHICS COM    JOIN     EXE    KEYB     COM
KEYBOARD SYS    LABEL    COM    MODE     COM    MORE     COM    NLSFUNC  EXE
PRINT    COM    PRINTER  SYS    RECOVER  COM    REPLACE  EXE    RESTORE  COM
SELECT   COM    SHARE    EXE    SORT     EXE    SUBST    EXE    SYS      COM
TREE     COM    VDISK    SYS    XCOPY    EXE    EGA      CPI    LCD      CPI
4201     CPI    5202     CPI    BASIC    PIF    BASICA   PIF    MORTGAGE BAS
       50 File(s)    128512 bytes free

A>chkdsk

   724480 bytes total disk space
    52736 bytes in 3 hidden files
   543232 bytes in 50 user files
   128512 bytes available on disk

   655360 bytes total memory
   600896 bytes free

A>_

Отсюда понятно, что идея перехватывать INT вызовы имеет право на жизнь. Нет необходимости выполнять бинарник биоса из ROM.

Какую машинную инструкцию процессора 8086 оказалось сложнее всего воспроизвести? Ни за что не угадаете: команду DAA, десятичную коррекцию для сложения. И парную ей DAS, для вычитания. Ни один из симуляторов процессора не умеет выполнять её аутентичным образом. Я проверил несколько: DOSBox, PCre, MAME. Глядел исходники - везде сделано как в 386, а не как в 8086. Никто так и не озадачился выяснить, как же эти команды работают в реальности.

Пришлось наваять тестик на Турбо Си и прогнать со всеми возможными входами на реальной XT-шке.

void daa(int al_in, int af_in, int cf_in, int *al_out, int *af_out, int *cf_out)
{
    int flags_in = (af_in ? 0x10 : 0) | (cf_in ? 1 : 0);
    int flags_out = 0;
    int al_buf = 0;

    asm {
        mov  al, byte ptr al_in
        mov  ah, byte ptr flags_in
        sahf
        daa
        lahf
        mov  byte ptr flags_out, ah
        mov  byte ptr al_buf, al
    }

    *al_out = al_buf;
    *af_out = (flags_out >> 4) & 1;
    *cf_out = flags_out & 1;
}

Результат - полная таблица "истинности" для команд DAA и DAS процессора 8086 - выложена здесь: daa-das-8086.txt

Начиная с 286 процессора Интел изменил реализацию команд DAA и DAS. Вот аналогичный результат, полученный на современном Intel Core I7: daa-das-286.txt

Сравниваем:

DAA:
AL  AF CF     ---86---    ---286---
9A  1  0  ->  A0  1  0     00  1  1
9B  1  0  ->  A1  1  0     01  1  1
9C  1  0  ->  A2  1  0     02  1  1
9D  1  0  ->  A3  1  0     03  1  1
9E  1  0  ->  A4  1  0     04  1  1
9F  1  0  ->  A5  1  0     05  1  1

DAS:
AL  AF CF     ---86---    ---286---
00  1  0  ->  FA  1  0     FA  1  1
01  1  0  ->  FB  1  0     FB  1  1
02  1  0  ->  FC  1  0     FC  1  1
03  1  0  ->  FD  1  0     FD  1  1
04  1  0  ->  FE  1  0     FE  1  1
05  1  0  ->  FF  1  0     FF  1  1
9A  1  0  ->  94  1  0     34  1  1
9B  1  0  ->  95  1  0     35  1  1
9C  1  0  ->  96  1  0     36  1  1
9D  1  0  ->  97  1  0     37  1  1
9E  1  0  ->  98  1  0     38  1  1
9F  1  0  ->  99  1  0     39  1  1

По этим данным удалось построить адекватный код на Си: для DAA и для DAS.

(авторство ИИ)

Представьте, что вы стоите в лаборатории 1970‑х годов. Вокруг — осциллографы, запах горячего кремния и люди, которые работают так, будто от этого зависит их жизнь. В каком‑то смысле так и было. Именно в такой обстановке появился Intel 8086. Не как результат божественного озарения, а как срочная инженерная мера. А такие вещи, как показывает практика, иногда оказываются самыми важными.

Intel к тому времени уже умела делать микропроцессоры. В 1972 году появился 8008 — маленький, восьмибитный, немного неуклюжий. Он работал, и это уже было чудом. Затем в 1974‑м вышел 8080, и тут стало по‑настоящему интересно: Altair, первые персональные компьютеры, люди вдруг поняли, что вычисления можно поставить на стол. Потом был 8085 — аккуратная, более взрослая версия. Все это выглядело как уверенный марш вперед.

И тут инженеры Intel решили: «А давайте сразу прыгнем в будущее». Так родился iAPX 432 — архитектура, которая хотела быть слишком умной. Объекты в железе, защита, сборка мусора, никакой возни с регистрами — сплошная чистота и теория. Проблема была в том, что физика, как обычно, плевать хотела на красивые идеи. Процессор получился медленным, сложным и практически непригодным. Если вы когда‑нибудь видели, как отличная концепция разбивается о реальность тактовых частот, — вот это был именно тот случай.

И вот здесь начинается самое интересное. Intel оказалась в ситуации, знакомой любому инженеру: времени нет, конкуренты дышат в спину, а идеальный проект тонет. Нужно что‑то сделать — быстро. Не идеально, а достаточно хорошо. Так в 1976 году появилась команда, которой сказали: «Сделайте 16‑битный процессор. Чтобы работал. Чтобы был совместим со старым кодом. И желательно — вчера».

Это был 8086. Он не пытался быть философским трактатом. Он был практичным. Да, пришлось идти на компромиссы. Да, адреса и данные по одним и тем же выводам — потому что 40‑контактный корпус дешевле. Да, сегментированная память — потому что регистры 16‑битные, а памяти хочется больше. Это не было красиво, но это работало. А в инженерии это главный критерий.

Люди часто ругают сегментацию, и справедливо. Но давайте будем честны: перед инженерами стоял выбор — либо сделать что‑то кривоватое, либо не сделать вообще ничего. Они выбрали первое. Умножение и деление занимали десятки тактов, потому что отдельного блока не было. Ну и что? Если вам нужна скорость — вы найдете способ. Сдвиги, таблицы, трюки — программисты всегда так делают.

В то же время конкуренты выглядели очень привлекательно. Motorola 68000 был почти произведением искусства: плоская адресация, удобные регистры, простор для программиста. Если смотреть только на архитектуру, он выглядел «правильнее». Но мир не выбирает процессоры по эстетике. Мир выбирает по совокупности случайностей.

Ключевой случайностью стал 8088 — версия 8086 с восьмибитной внешней шиной. Дешевле, проще, идеально подходила для IBM PC. И вот тут произошло то, что физики называют фазовым переходом: одна система внезапно становится доминирующей. После IBM PC уже было неважно, кто элегантнее. Важно было, что это работает, продается и вокруг этого растет экосистема.

Дальше история покатилась сама собой. Клоны, тысячи производителей, 80286, 80386 — и каждый шаг добавлял новые слои, не убирая старые. Это как накапливать отложения в геологии: снизу — странные решения 1970‑х, сверху — современные гигагерцы. И все это по‑прежнему совместимо.

Конечно, были и провалы. iAPX 432 стал дорогим уроком. Сегментация десятилетиями сводила программистов с ума. Но в этом и есть суть реальной науки и инженерии: вы делаете ошибки, а потом живете с их последствиями.

История 8086 — не про идеальный дизайн. Она про то, как люди под давлением времени и рынка сделали работающую вещь. А иногда именно такие вещи и меняют мир. Не потому, что они лучшие. А потому, что они появились вовремя.

Один крутой чувак научился устанавливать Windows 3.11 на нынешних компьютерах. Для этого пришлось разработать отдельный графический драйвер vbesvga.drv.

Сделал я тулзу, автоматически преобразующую MOO тесты в исходник для Googletest. Типа такого:

TEST_F(MachineTest, adc_al_45h)
{
    // Initial CPU State
    cpu.set_ax(0xADEE);
    cpu.set_bx(0xFD34);
    cpu.set_cx(0xA1B4);
    cpu.set_dx(0x4038);
    cpu.set_cs(0xD271);
    cpu.set_ss(0xF076);
    cpu.set_ds(0x8702);
    cpu.set_es(0xCE41);
    cpu.set_sp(0x5BDF);
    cpu.set_bp(0xD8D9);
    cpu.set_si(0x0000);
    cpu.set_di(0x2DB1);
    cpu.set_ip(0x8490);
    cpu.set_flags(0xF4C3);
    machine.trace_registers();

    // Initial RAM entries
    machine.mem_store_byte(0xDABA0, 0x3E);
    machine.mem_store_byte(0xDABA1, 0x14);
    machine.mem_store_byte(0xDABA2, 0x45);
    machine.mem_store_byte(0xDABA3, 0x90);
    machine.mem_store_byte(0xDABA4, 0x90);
    machine.mem_store_byte(0xDABA5, 0x90);

    // Single-step.
    cpu.step();

    // Final CPU State
    EXPECT_EQ(cpu.get_ax(), 0xAD34);
    EXPECT_EQ(cpu.get_ip(), 0x8493);
    EXPECT_EQ(cpu.get_flags(), 0xF413);

    // Final RAM entries
    EXPECT_EQ(memory.load8(0xDABA0), 0x3E);
    EXPECT_EQ(memory.load8(0xDABA1), 0x14);
    EXPECT_EQ(memory.load8(0xDABA2), 0x45);
    EXPECT_EQ(memory.load8(0xDABA3), 0x90);
    EXPECT_EQ(memory.load8(0xDABA4), 0x90);
    EXPECT_EQ(memory.load8(0xDABA5), 0x90);
}

Для начала конвертнул три сотни тестов, по одному из каждой категории. Много интересного узнал. Про неиспользуемые биты регистра флагов, про недокументированные коды операций, про плохо описанные команды типа AAA.

ChatGPT вчера долго пытался меня убедить, что в процессоре 8086 была команда BOUND. Имел наглость отсылать к официальному The 8086 Family Users Manual от 1979 года. Чувак, говорю, в этом документе нет команды BOUND. Ой да, говорит, Интел просто забыл упомянуть. Но 62h точно-точно выполняется как BOUND, мамой клянусь. Пока я не ткнул его мордой в MOO тесты, и только тогда он признал, что коды 6xh работают как 7xh, то есть как условные переходы.

Грок, тот сразу выяснил, что инструкция BOUND появилась позже, в 80186 процессоре. Есть таки разница между искусственными интеллектами, не все они одинаково умные.