DOS

DOS(Disk Operation System)，磁盘操作系统，是一类统治了20世纪80年代到90年代的个人计算机操作系统的统称
它包含以下几个主流分支

• MS-DOS(Microsoft DOS)，1981年微软购入Tim Paterson写的86-DOS，最初叫QDOS(Quick and Dirty Operating System)，并以此为基础为IBM PC打造了操作系统
• PC DOS(IBM Personal Computer DOS)，由微软为IBM专门定制的版本。在早期(DOS 1.0到5.0)，PC DOS 和 MS-DOS的核心代码几乎完全一样，只是改了名字和部分内置工具；到了1993年(DOS 6.0)，微软和IBM结束了合作关系，IBM开始独立开发PC DOS，并内置了IBM自己的高级实用工具
• DR DOS(Digital Research DOS)，由CP/M系统的开发商Digital Research推出，是MS-DOS最强劲的竞争对手，DR-DOS经常在技术上领先微软一步，比如，DR-DOS 5.0/6.0率先引入了优秀的内存管理（把驱动移到高端内存，留出宝贵的640KB常规内存给游戏和软件）和磁盘压缩功能，逼得微软不得不紧急开发MS-DOS 5.0和6.0来应对
• FreeDOS（自由操作系统），一个开源、免费的纯16位DOS兼容系统，于1994年因微软宣布全面转向Windows且准备放弃DOS而由民间发起；它完全兼容MS-DOS的软件和游戏，且至今仍持续更新内核和现代网络/包管理工具。很多现代主板刷BIOS用的引导盘，或者无系统的笔记本出厂预装的系统，很多就是FreeDOS

DOS作为主流桌面操作系统的时代已经在2000年就结束了，但DOS并没有彻底消亡。凭借着极地的硬件开销、无虚拟化延迟的直接硬件访问能力，以及庞大的历史遗产，仍活跃在四大特定领域

• 工业控制、医疗与嵌入式系统的底层控制软件都是80-90年代基于DOS编写的，因为它很稳定，重写底层控制软件的代价很大；一些特定的嵌入式设备，这里指的是只需要跑但个控制程序的硬件，DOS启动速度很快而且不用担心像Windows那样频繁更新或联网蓝屏的风险
• 现代硬件维护和固件刷写，虽然许多现代主板(UEFI)支持在Windows内或直接在BIOS里升级固件，但在许多服务器、工控机或某些特定显卡固件刷写工具中，官方依然会提供一个纯DOS版的闪存工具；一些极其追求“干净运行环境”的底层维护工具（如硬盘检测修复工具MHDD，早期的Memtest86等），仍需要通过DOS引导盘启动。在纯DOS下，没有多任务调度，没有复杂的内存分页和虚拟化保护，软件可以直接向主板I/O端口和寄存器发送K&R/汇编指令，从而获得精准的硬件控制权
• 开源世界中的延续，社区正处于FreeDOS 3.0时代，主要在优化现代硬件的兼容性、引入更完善的网卡驱动等；如果今天去买一台没有预装Windows系统的“裸机”联想、戴尔或惠普笔记本，为了证明电脑硬件完好并应付合规检查，厂商往往会在硬盘里预装FreeDOS
• 怀旧游戏与文化保护，这也是我研究DOS的原因，DOSBox及其变体(DOSBox-Staging, DOSBox-X)：由于现代CPU已经彻底抛弃了纯16位实模式（甚至Intel最新架构正在逐步削减32位支持，全力转向64-bit-only），直接在现代PC上跑旧DOS是不可能的。但通过DOSBox这类模拟器，玩家可以在Windows11, Linux甚至手机上完美模拟出一台拥有Sound Blaster 16声卡和VGA显卡的486电脑；时至今日，很多无数经典的DOS游戏仍然在售卖，它们的底层都捆绑着一个配置好的DOSBox

FreeDOS的安装

在Linux上使用QEMU来模拟DOS所需硬件环境

先创建虚拟机所在目录~/freedos_sandbox/
从https://freedos.org/下载Live CD，得到一个.zip压缩包，将其内容解压到~/freedos_sandbox/中\

• qemu
• mtools

DOS的使用

命令

dir(Directory)

输入dir回车，它会列出当前目录下的所有文件和文件夹（在DOS里叫”子目录“），并显示它们的大小和最后修改时间

• dir/p：如果文件太多一屏显示不下，加上/p会分屏显示，按下任意键看下一页
• dir/w：宽屏紧凑显示，只看文件名，不看大小和时间

cd(Change Directory)

DOS的文件系统是树状结构的，需要用cd命令来回穿梭

• cd game：进入当前目录下名为game的文件夹
• cd ..：返回上一级母文件夹
• cd \：直接回到当前盘符的根目录

切换盘符

DOS不用cd来切换硬盘分区或软驱，而是直接输入盘符加冒号

• A: 切换到A盘（通常是软驱）
• C: 切换到C盘（主硬盘）

运行

在DOS下，只有后缀名为.EXE, .COM, .BAT的文件才是可执行文件；如果进入一个游戏目录，看到一个叫PLAY.EXE的文件

C:\GAMES\PAL\> play

文件操作

磁盘与内存管理

mem

查看当前系统的内存分配情况\

mem

会显示类似

Memory Type        Total      Used      Free
--------------- ----------- -----      -----
Conventional       640K       85K       555K
Upper              128K       60K        68K
Reserved            64K       64K         0K
Extended (XMS)   16384K      512K     15872K
--------------- ----------- -----      -----
Total memory

• 常规内存(Conventional Memory)

• 上位内存(Upper Memory)

• 保留内存(Reserved Memory)

• 扩展内存(Extended Memory)

• /c参数，Classify分类显示内存，它会按程序、驱动程序和TSR（Terminate and Stay Resident，驻留内存程序）分类，显示每个模块占用了多少内存

chkdsk/scandisk

检查磁盘错误、修复逻辑坏道
在传统MS-DOS下用scandisk，在FreeDOS下可以使用兼容的chkdsk。当觉得QEMU镜像写入异常或者文件损坏时，用它来扫描

fdisk

fdisk是磁盘分区工具。FreeDOS的fdisk极为强大，支持现代的大容量硬盘分区以及FAT32格式

format

format c: /s：格式化C盘，加上/s参数(System)，它会在格式化后自动把DOS的引导核心和系统文件传输过去，让这个盘具备独立启动的能力

文本与效率文件命令

提升文件操作效率

xcopy

传统的copy只能拷贝一个目录下的文件，xcopy可以拷贝整个磁盘

xcopy c:\src d:\dest /s /e

把src文件夹下的所有子目录(/e意为包含空文件夹)原封不动地复制到D盘

tree

以直观的字符画形式，把当前盘符下的所有文件结构打印成一颗“树”

tree /f

不仅显示文件夹，连文件夹里面的文件名也一起列出来

edit

DOS的御用编译器。蓝底白字，支持快捷键（按Alt键可以呼出文件、编辑菜单），可以直接使用鼠标操作

网络与现代进化命令

这些是FreeDOS专属命令，如果用QEMU开启了网络模拟（如-net nic -net user），FreeDOS里内置了一套现代操作系统才有的网络命令

fdimples/fdnpm

• fdimples是图形化/菜单式的软件仓库管理器，用来装游戏和开发工具
• fdnpm是FreeDOS Network Package Manager（类似Linux的apt或npm）。联网上网后，可以通过类似fdnpm install wget的命令直接在线下载DOS软件

fdn

FreeDOS自动化联网脚本，一键加载Packet Driver并通过DHCP获取IP

ifconfig

查看当前FreeDOS网卡的IP地址、子网掩码

ping

测试网络连通性

批处理

DOSBox-X 的使用

开发环境

• open watcom

https://freedos.org/