ПЭВМ Специалист МХ: Операционная система MX OS (файловая система, карта памяти, точки входа)

MXOS - такое название операционной системе дал я, потому что оригинального названия я не нашел. В дизассемблированной мной системе содержались лишь строки: "BIOS 4.40", "COMMANDER VERSION 1.4", "(C) OMSK 1992". Пользователи называли её просто "коммандер".

MXOS это альтернативная операционная система для компьютера Специалист МХ, которая используется вместо RAMFOS. MXOS не совместима с RAMFOS и с Монитором стандартного Специалиста.

Внешний вид


В отличии от RAMFOS эта операционная система написана более грамотно. Основные отличия это:

• MXOS более быстрая.
• Обладает более приятным интерфейсом напоминающим Norton Commander.
• Имя файла 6+3 символа. Папки так же не поддерживаются.
• Максимальный размер накопителя 64 Кб.
• Поддерживается 8 накопителей (A:-H:).
• Максимальное кол-во файлов на накопителе - 48 шт, но список на экране
отображает лишь 36 файлов. Вы не можете выбрать 37-ой по счету и больше файл курсором,
удалить или скопировать его, но можете запустить его, введя его имя с клавиатуры.
• Максимальный размер файла 64 Кб, но оболочка может работать лишь с ~36 Кб файлами. При попытке скопировать (и т.п.) файл большего размера происходит зависание или перезагрузка компьютера.
• Поддерживаются BAT-файлы
• Поддерживается передача аргументов запускаемым программам.
• Поддерживается файл автозапуска AUTOEX.BAT. Вы можете разместить в нем загрузку драйверов. Если при запуске компьютера зажать клавишу ?, то MXOS пропустит запуск файла AUTOEX.BAT.
• Любое расширение файла можно привязать к любой программе. Список соответствий хранится в файле NC.EXT.
• Для работы с накопителями используются драйверы. Чтение и запись данных происходит 256 байтными блоками. В RAMFOS доступ побайтный, хаотичный и частый, что не позволяет подключить дисковод или SD карту. Драйвера дисковода для MXOS я не видел. Есть драйвер для ПЗУ подключаемого к параллельному порту.
• Файлы могут фрагментироваться. Формат файловой системы напоминает FAT.
• Используется раскладка клавиатуры стандартного Специалиста, а не Специалиста MX.
• Нет поддержки звука на основе КР580ВИ53.
• Нет поддержки цвета. Исправлено мной. Условная компиляция DISABLE_COLOR_BUG.
• Нет системного (общего для всех программ) диалога выбора файла.
• Поддерживается значительно меньше ESC-кодов вывода на экран.
• Поддерживаются две кодировки KOI-7 и KOI-8, переключаемые как с клавиатуры, так и ESC-последовательностями: ESC+( и ESC+).

Оригинальная MXOS поддерживает лишь 64 Кб дополнительного ОЗУ, которые используется как накопитель B:. Запуск с большим объемом дополнительной памяти приводит к зависанию, так как в порт выбора страницы ОЗУ записывается случайное число. Исправленная мной версия (условная компиляция BIG_MEM) поддерживает 448 Кб дополнительной памяти, которая отображается как 7 накопителей от B: до H:.

ПЗУ отображается как накопитель A:. У Специалиста МХ максимальный объем ПЗУ 48 кБ. Для компьютера Специалист МХ2 я добавил поддержку ПЗУ объемом 64 Кб. Включается условной компиляцией ROM_64K.

Функциональные клавиши выполняют следующие команды:

• ESC - Очистка командной строки.
• TAB - Переход между панелями.
• F1, F2 - Выбор накопителя для левой и правой панели.
• F3 - Отображение на неактивной панели информации о накопителе активной панели (как на фото выше).
• F4 - Запуск внешнего редактора E.COM для выбранного файла.
• F5 - Копирование файла.
• F6 - Изменение имени файла / перемещение.
• F7 - Загрузка файлов с магнитной ленты на накопитель.
• F8 - Удаление файла.
• F9 - Сохранение файла с накопителя на магнитную ленту.

Формат файловой системы

Максимальный размер накопителя 64 кБ. Операционная система адресует накопитель 256 байтными блоками.

В блоке 0 находится таблица FAT, 256 чисел. Каждое число описывает блок на диске. Если число равно 0, значит блок свободен.

В блоках 1 - 3 находится список файлов. 48 записей по 16 байт на каждую. Если первый байт записи содержит FFh, значит запись пустая. Структура записи следующая:

• 6 байт - имя файла
• 3 байта - расширение файла
• 1 байт - атрибуты файла
• 2 байт - адрес загрузки файла
• 2 байт - длина файла - 1
• 1 байт - ?
• 1 байт - номер первого блока файла

Что бы узнать номер блока следующего за блоком N, надо прочитать в блоке 0 число по адресу N. Если прочитанное число равно N, значит блок N был последним в файле. Иначе это число номер следующего блока.

Если файловая система находится в ПЗУ, то первые 3 числа нулевого блока будут содержать код команды JMP. После включения или перезагрузки компьютера центральный процессор начинает выполнять программу с нулевого адреса этой ПЗУ. Эти 3 числа не используются для хранения файлов, так как соответствующие блоки используются таблицей FAT и списком файлов.

Если файловая система находится в дополнительном ОЗУ, то блок 255 имеет размер 192 байта, т.к. последние 64 байта ОЗУ аппаратно недоступны. Блок 255 не используется для хранения файлов. Оболочка NC.COM сохраняет своё состояние в этом блоке, по адресам FF00h - FF0Ah.

В оригинальной системе ПЗУ по адресам 800h-FFFh содержит знакогенератор. Работа со знакогенератором из ПЗУ медленна, а так же не удобно то, что операционная система не может работать без ПЗУ. Я добавил условную компиляцию LOAD_FONT, что бы шрифт вместе с ОС загружался в оперативную память.

Файл DOS.SYS. Ядро операционной системы.

Содержит программы для работы с: экраном, принтером, клавиатурой, магнитной лентой и файловой системой. Зеленым отмечены точки входа совпадающие со стандартным Специалистом. Но это не достаточно для большинства программы, т.е. адрес порта клавиатуры у Специалиста MX изменен.

Точки входа. Более подробную информацию смотри в исходных кодах по ссылке внизу страницы.

Адрес	Имя	Описание
C800h	reboot	Запуск файла A:NC.COM
C803h	getch	Ввод символа с клавиатуры; A-код
C806h	tapeRead	Ввод байта с ленты; A-код; если ошибка, то происходит переход на адрес по адресу 8FE1h
C809h	printChar	Вывод байта на экран; C-код
C80Сh	tapeWrite	Вывод байта на ленту; C-байт
C80Fh	input	Ввод строки с клавиатуры
C812h	keyScan	Ввод кода нажатой клавиши; A-код; иначе-0FFh
C815h	printHexByte	Вывести 16-ричное число на экран; A-число
C818h	printString	Вывод строки символов на экран, до нулевого байта; HL-начало строки
C81Bh	keyScan	Ввод кода нажатой клавиши; A-код; иначе-0FFh
C81Eh	getCursorPos	Получить координаты курсора в HL (координаты в пикселях)
C821h	setCursorPos	Установить координаты курсора из HL (координаты в пикселях)
0C824h	tapeLoad	Загрузить программу с ленты
0C827h	tapeSave	Сохранить программу на ленту
0C82Ah	calcCrc	Расчет контрольной суммы
C82Dh	printHexWord	Вывести 16-ричное число на экран; HL-число
C830h	getMemTop	Получить объем доступной памяти; HL-объем
C833h	setMemTop	Установить объем доступной памяти; HL-объем
C836h	printer	Вывод байта на принтер
C838h	-	Переход на 0C800h
C83Сh	reboot2	Запустить A:NC.COM (стандартную точку С800h можно изменить)
C83Fh	fileList	Получить список файлов
C842h	fileGetSetDrive	Получить/установить активное устройство
C845h	fileCreate	Создать файл
C848h	fileLoad	Загрузить файл по адресу из заголовка этого файла
C84Bh	fileDelete	Удалить файл
C84Eh	fileRename	Переименовать файл
C851h	fileLoadInfo	Загрузить информацию о файле
C854h	fileGetSetAddr	Получить/установить адрес загрузки файла
C857h	fileGetSetAttr	Получить/установить атрибуты файла
C85Ah	fileNamePrepare	Преобразовать имя файла во внутренний формат
C85Dh	fileExec	Запустить файл
C860h	installDriver	Установить драйвер накопителя
C863h	diskDriver	Драйвер выбранного диска
C866h	fileLoad2	Загрузить файл по адресу

Системный переменные:

Адрес	Размер	Имя	Описание
8FE1h	2 байта	tapeError	Адрес куда происходит переход при ошибке чтения с ленты
8FE3h	2 байта	tapeAddr	Адрес программы загруженной с ленты
8FE7h	2 байта	charGen	Адрес альтернативного знакогенератора; адрес необходимо разделить на 8
8FE9h	1 байт	cursorCfg	Внешний вид курсора (7 - бит видимость, 654 - положение, 3210 - высота)
8FEAh	1 байт	koi8	0FFh=включен KOI-8, 0=включен KOI-7
8FEBh	1 байт	escMode	Обработка ESC-последовательности
8FECh	1 байт	keyLocks	Состояние клавиш CAPS LOCK и РУС/LAT
8FEFh	2 байта	lastKey	Две последние нажатые клавиши
8FF1h	2 байта	beep	Длительность и частота звукового сигнала
8FF4h	1 байт	repeat	Задержка повтора клавиш
8FFAh	2 байта	inverse	0=нормальный текст, 0FFFFh=инверсный текст
8FFCh	1 байт	cursorY	Положение курсора по вертикали в пикселях
8FFDh	1 байт	cursorX	Положение курсора по горизонтали в пикселях / 2
8FFEh	1 байт	writeDelay	Скорость при записи на ленту
8FFFh	1 байт	readDelay	Скорость при чтении с ленты

Карта памяти:

Адрес	Размер	Описание
0000h - 8FDEh	36830 байт	Свободная память
8FDFh - 8FFFh	33 байта	Системные переменные
9000h - BFFFh	12 Кб	Экран
C000h - СFFFh	4 Кб	DOS.SYS (после ~CE94h свободно)
D000h - E1FFh	4608 байт	NC.COM (после ~E11Bh свободно) / FORMAT.COM
E200h - FAFFh	6 Кб	Резерв под драйвера
FB00h - FDFFh	768 байт	Дисковый буфер
FF00h - FF81h	130 байт	Коммандная строка. Заполняется fileExec
FF82h - FFC0h	62 байта	Стек
FFC0h - FFEFh	32 байта	DOS.SYS
FFD0h - FFFFh	32 байта	Порты ввода-вывода

Посмотреть исходный код MXOS

Т.е это намного более грамотная ORDOS. В ORDOS ограничение в 64К потому, что адресация файлов на диске производится 16-ти разрядным адресом. А здесь, полагаю, это ограничение из-за того, что при адресации файла блоками по 100H, т.е одиним байтом, забыли в каталоге резервировать ещё один байт, чтобы номер блока на диске задавался не одним байтом, а двумя. Что дало бы объём диска в 16 мб.

Видимо эта неприятность случилась, из-за экономии размера каталоговой записи, как и то, что имя файла ограничили в 6 букв (в RK-DOS аж 10 букв для имени и 3 для расширения и ещё есть атрибут).

Интересно, файл пишется только сплошным блоком (и диск схлопывается после удаления, как в ORDOS) или есть дефрагментация. Исходник посмотреть не могу, - сложно ли DOS чуть доработать до большего размера диска, чтобы можно было применить в компьютере с большим ОЗУ для RAM-диска, или даже (если нет сдвижки массивов при удалении) то в компьютере с нормальными приводами.

Github не пускает мой браузер, потому всё, что там выложено, я не смотрю. Да и с другим браузером, там просто неудобно что-то скачивать.

barsik пишет:А здесь, полагаю, это ограничение из-за того, что при адресации файла блоками по 100H.

Да, тут размер кластера 256 байт. Из чего следует полезный объем накопителя в 251 * 256 = 64256 байт. Если увеличить кластер до 1 Кб, то полезный объем составит 251 * 1024 = 257024 байт. Доработки минимальные.

barsik пишет:т.е одиним байтом, забыли в каталоге резервировать ещё один байт, чтобы номер блока на диске задавался не одним байтом, а двумя. Что дало бы объём диска в 16 мб.

Если увеличить номер кластера до 12 или 16 бит, то надо расширять и таблицу FAT. Сейчас таблица FAT занимает один кластер, после этой доработки она будет занимать несколько кластеров. Надо будет вносить значительные изменения в код ОС.

barsik пишет:Интересно, файл пишется только сплошным блоком или есть дефрагментация.

Файлы фрагментируются, как в обычной FAT12,16,32.

barsik пишет:Каков размер ДОС и сложно ли её чуть доработать до большего размера диска, чтобы можно было применить в ЭВМ с нормальными приводами или большим ОЗУ для RAM-диска?

Сама система 4 килобайта + оболочка 4 килобайта.

alemorf пишет:Сейчас таблица FAT занимает один кластер, после этой доработки она будет занимать несколько кластеров

Не понял там что нечто подобное MSDOS или Вы просто таким термином обозвали таблицу занятости блоков? Обычно если это битовая таблица занятости, то её называют AllocTable (CP/M) или VTOC - Volume Table Of Contents (Apple-DOS и PRODOS).

alemorf пишет:Если увеличить кластер до 1 Кб, то полезный объем составит 251 * 1024 = 257024 байт

Для RAM-диска лучше до 512 байт, более 128 кб в ИРИШЕ излишнего ОЗУ не будет. Это выгоднее потому, что меньше размер дискового буфера (отчего выше TPA).

Но для нормальных приводов (винчестер, дисковод, флэш) DOS получается бесполезной, т.к глупо иметь сотни или тысячи маленьких дисков (букв английского алфавита всего 26, т.е в системе нельзя иметь более 26 дисков).

alemorf пишет:Сама система 4 килобайта

Раз входы на C800, то вероятно ниже CCP, которое можно затирать. Про Specialist MX ничего не знаю. Думал, что там ROM-BIOS на C000.

barsik пишет:Не понял там что нечто подобное MSDOS или Вы просто таким термином обозвали таблицу занятости блоков? Обычно если это битовая таблица занятости, то её называют AllocTable (CP/M) или VTOC - Volume Table Of Contents (Apple-DOS и PRODOS).

Это аналог MSDOS.
Это не битовая таблица занятости.
В этой таблице содержатся числа по которым можно узнать последовательность кластеров для каждого файла.

alemorf пишет:Это аналог MSDOS

Получается это уже четвёртый любительский 8-ми разрядный аналог MSDOS, что, если DOS сделана хорошо является повторением разработки MSX-DOS Тимом Паттерсоном.

Это сделал в 1992 С.Короткин в SP-DOS для Специалиста и ОРИОНА со своим контроллером, тогда же ещё одни авторы, что разработали контроллер дисковода для Специалиста, работающий без HOLD или WAIT и свою DOS, и С.Коровкин для ОРИОНА в 1997 для ОРИОНА с КНГМД на ВГ93. И ещё возможно ORDOS-6 и ORDOS-7 В.Михайловского в 2000, т.к эта DOS не CP/M, и изначально рассчитана на работу с винчестером.