如何將 FreeDOS 作為嵌入式系統(tǒng)使用
現(xiàn)在，很多嵌入式系統(tǒng)都是在 Linux 上運(yùn)行的。但是，在很久很久以前，嵌入式系統(tǒng)要么在一個(gè)定制的專有的平臺(tái)上運(yùn)行，要么在 DOS 上運(yùn)行。
FreeDOS 網(wǎng)站 宣稱，大多數(shù)人使用 FreeDOS 來完成三項(xiàng)主要任務(wù)：
- 玩經(jīng)典的 DOS 游戲
- 運(yùn)行老式的 DOS 軟件
- 運(yùn)行一款嵌入式系統(tǒng)
但是，運(yùn)行一個(gè)“嵌入式”系統(tǒng)的意義是什么呢？
嵌入式系統(tǒng)基本上是一款非常小的系統(tǒng)，專用于運(yùn)行一個(gè)特定的任務(wù)。你可以把現(xiàn)在的嵌入式系統(tǒng)當(dāng)作是 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的一部分，這包括傳感器、恒溫器和門鈴攝像頭。現(xiàn)在，很多嵌入式系統(tǒng)都是在 Linux 上運(yùn)行的。
但是，在很久很久以前，嵌入式系統(tǒng)要么在一個(gè)定制的專有的平臺(tái)上運(yùn)行，要么在 DOS 系統(tǒng)上運(yùn)行。在現(xiàn)在，一些基于 DOS 的嵌入式系統(tǒng)仍然在運(yùn)行，例如，收銀機(jī)或電話專用交換機(jī)（PBX）系統(tǒng)。舉個(gè)例子來說，在 2017 年，酷愛列車的人發(fā)現(xiàn)一個(gè)正在運(yùn)行 FreeDOS 的俄羅斯的電動(dòng)列車控制系統(tǒng) （俄語: САВПЭ），它使用特殊的軟件來控制和監(jiān)控郊區(qū)列車的線路，并發(fā)布乘客通告。
在 DOS 上建立一個(gè)嵌入式系統(tǒng)需要定義一個(gè)最小化的 DOS 環(huán)境來運(yùn)行單個(gè)應(yīng)用程序。幸運(yùn)的是，設(shè)置一個(gè)最小化的 FreeDOS 環(huán)境是非常容易的。從技術(shù)上來說，啟動(dòng) FreeDOS 并運(yùn)行 DOS 應(yīng)用程序僅需要內(nèi)核和一個(gè) FDCONFIG.SYS 配置文件。
安裝一款最小化的系統(tǒng)
我們可以使用 QEMU 仿真器來模擬一個(gè)專用的、最小化的 FreeDOS 系統(tǒng)，并給它分配很少的資源。為了更準(zhǔn)確地反映一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，我將定義一個(gè)只有 8 MB 的存儲(chǔ)器和僅僅有 2 MB 的硬盤驅(qū)動(dòng)器的虛擬機(jī)。
為創(chuàng)建這個(gè)微小的虛擬硬盤，我將使用這個(gè) qemu-img 命令來定義一個(gè) 2M 的文件：
$ qemu-img create tiny.img 2MFormatting 'tiny.img', fmt=raw size=2097152
下面的這行命令定義了一個(gè) 32 位的 “i386” CPU、8MB 的存儲(chǔ)器，使用 2MB 的 tiny.img 文件作為硬盤驅(qū)動(dòng)器鏡像，使用 FreeDOS 1.3 RC4 LiveCD 作為 CD-ROM 介質(zhì)。我們也將機(jī)器設(shè)置為從 CD-ROM 驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)（-boot order=d），盡管我們只需要用它來安裝系統(tǒng)。在我們完成所有的設(shè)置后，我們將從該硬盤啟動(dòng)完成的嵌入式系統(tǒng)：
qemu-system-i386 -m 8 -hda tiny.img -cdrom FD13LIVE.iso -boot order=d
使用 “現(xiàn)場環(huán)境模式” 來啟動(dòng)系統(tǒng)，這將為我們提供一個(gè)正在運(yùn)行的 FreeDOS 系統(tǒng)，我們可以使用它來將一個(gè)最小化的 FreeDOS 轉(zhuǎn)移到硬盤上。
啟動(dòng)到 LiveCD 環(huán)境之中（Jim Hall, CC-BY SA 4.0）
我們需要在虛擬硬盤驅(qū)動(dòng)器上為我們的程序創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)。為此，從命令行中運(yùn)行 FDISK 程序。FDISK 是 FreeDOS 上的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 磁盤分區(qū) 實(shí)用程序。使用 FDISK 來創(chuàng)建一個(gè)單個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器分區(qū)，占用整個(gè)（2 MB）硬盤驅(qū)動(dòng)器。
FDISK，在創(chuàng)建 2 MB 分區(qū)后（Jim Hall, CC-BY SA 4.0）
但是，在你重新啟動(dòng) FreeDOS 之前，F(xiàn)reeDOS 不會(huì)看到新的硬盤驅(qū)動(dòng)器分區(qū) — FreeDOS 僅在啟動(dòng)時(shí)讀取硬盤詳細(xì)信息。退出 FDISK ，并重新啟動(dòng) FreeDOS 。
在重新啟動(dòng)后，你需要在新的硬盤驅(qū)動(dòng)器上創(chuàng)建一個(gè) DOS 文件系統(tǒng)。因?yàn)檫@里只有一個(gè)虛擬硬盤，F(xiàn)reeDOS 將識(shí)別其為 C: 驅(qū)動(dòng)器。你可以使用 FORMAT 命令來在 C: 驅(qū)動(dòng)器上創(chuàng)建一個(gè) DOS 文件系統(tǒng)。使用 /S 選項(xiàng)將把操作系統(tǒng)文件（內(nèi)核，外加一個(gè) COMMAND.COM shell 的副本）轉(zhuǎn)移到新的驅(qū)動(dòng)器上。
格式化新的驅(qū)動(dòng)器來創(chuàng)建一個(gè) DOS 文件系統(tǒng)（Jim Hall, CC-BY SA 4.0） 你已經(jīng)創(chuàng)建了硬盤驅(qū)動(dòng)器并將其格式化，現(xiàn)在，你可以安裝應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序是將會(huì)在新安裝的嵌入式系統(tǒng)上運(yùn)行的。
安裝專用的應(yīng)用程序
嵌入式系統(tǒng)實(shí)際上只是一個(gè)運(yùn)行在一個(gè)專用系統(tǒng)上的單一用途的應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序通常是為其將要控制的系統(tǒng)而自定義構(gòu)建的，例如，一臺(tái)收銀機(jī)、顯示終端、或控制環(huán)境。在這個(gè)演示中，讓我們使用一個(gè)來自 FreeDOS 1.3 RC4 安裝光盤中的程序。它需要足夠小，以適應(yīng)我們?yōu)槠鋭?chuàng)建的 2 MB 微型硬盤驅(qū)動(dòng)器。這可以是任何東西，所以，為了好玩，讓我們把它變成一個(gè)游戲。
FreeDOS 1.3 RC4 包含一些有趣的游戲。我喜歡的一個(gè)游戲是一個(gè)名稱為 “Simple Senet” 的棋類游戲。它是一個(gè)基于 Senet 的古埃及棋類游戲。游戲的細(xì)節(jié)對(duì)這個(gè)演示并不重要，我們將安裝它，并將其設(shè)置為嵌入式系統(tǒng)的專業(yè)應(yīng)用程序。
為安裝應(yīng)用程序，在 FreeDOS 1.3 RC4 LiveCD 上，進(jìn)入 \PACKAGES\GAMES 目錄。你將在其中看到一個(gè)很長的軟件包列表，而我們想要的 SENET.ZIP 。
來自 FreeDOS 1.3 RC4 的一個(gè)游戲軟件包列表（Jim Hall, CC-BY SA 4.0）
為解壓縮 “Simple Senet” 軟件包到虛擬硬盤上，使用 UNZIP 命令。所有的 FreeDOS 軟件包都是 Zip 文件，因此，你可以使用任意與 Zip 兼容的檔案實(shí)用程序來管理它們。FreeeDOS 1.3 RC4 包含創(chuàng)建 Zip 檔案文件的 ZIP 和提取 Zip 檔案文件的 UNZIP 。它們都來自 Info-Zip 項(xiàng)目 。
UNZIP SENET.ZIP -d C:\FDOS
通常，使用 UNZIP 來提取 Zip 文件到當(dāng)前目錄中。在命令行結(jié)尾的 -d C:\FDOS 選項(xiàng)將告訴 UNZIP 來提取 Zip 文件到 C:\FDOS 目錄之中。（-d 指的是“目的地”）。
解壓縮 Simple Senet 游戲（Jim Hall, CC-BY SA 4.0）
為了讓嵌入式系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行 “Simple Senet” 游戲，我們需要告訴 FreeDOS 來使用 Senet 作為系統(tǒng)的 “shell” 。 默認(rèn)的 FreeDOS 的 shell 是 COMMAND.COM 程序，但是，你可以在 FDCONFIG.SYS 內(nèi)核配置文件中使用 SHELL= 指令來定義一個(gè)不同的 shell 程序。我們可以使用 FreeDOS 的 Edit 來創(chuàng)建新的 C:\FDCONFIG.SYS 文件。
（Jim Hall, CC-BY SA 4.0）
如果你需要定義其它的參數(shù)來支持嵌入式系統(tǒng)，你可以將其添加到 FDCONFIG.SYS 文件之中。例如，你可能需要使用 SET 動(dòng)作來設(shè)置環(huán)境變量，或者使用 FILES= 或 BUFFERS= 語句來調(diào)整 FreeDOS 內(nèi)核。
運(yùn)行嵌入式系統(tǒng)
在全面地完成嵌入式系統(tǒng)的定義之后，現(xiàn)在，我們可以重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)來運(yùn)行嵌入式應(yīng)用程序。運(yùn)行一個(gè)嵌入式系統(tǒng)通常僅需要有限的資源，因此，在這個(gè)演示中，我們需要調(diào)整 QEMU 命令行來只從硬盤驅(qū)動(dòng)器（-boot order=c）中啟動(dòng)，而不再定義一個(gè) CD-ROM 驅(qū)動(dòng)器：
qemu-system-i386 -m 8 -hda tiny.img -boot order=c
當(dāng) FreeDOS 內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)，它將讀取 FDCONFIG.SYS 文件以獲取啟動(dòng)參數(shù)。然后，它將使用 SHELL= 行的定義來運(yùn)行 shell 。這將自動(dòng)地運(yùn)行 “Simple Senet” 游戲。
作為一個(gè)嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行 Simple Senet（Jim Hall, CC-BY SA 4.0）
我們已經(jīng)使用了 “Simple Senet” 來演示如何在 FreeDOS 上設(shè)置一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。根據(jù)你的需要，你可以使用任何你喜歡的獨(dú)立應(yīng)用程序。在 FDCONFIG.SYS 中使用 SHELL= 行將其定義為 DOS 的 shell ，F(xiàn)reeDOS 將在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)地啟動(dòng)該應(yīng)用程序。
不過，在這里有一個(gè)限制。嵌入式系統(tǒng)通常不需要退回到一個(gè)命令行提示符之中，因此這些專用應(yīng)用程序通常不允許用戶退出到 DOS 之中。如果你設(shè)法退出了嵌入式應(yīng)用程序，你可能會(huì)看到一個(gè) “Bad or missing Command Interpreter” 的提示，你將需要在其中輸入一個(gè)新的 shell 的完整路徑。對(duì)于一個(gè)以用戶為中心的桌面系統(tǒng)來說，這將是一個(gè)問題。但是在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)上，它只專注執(zhí)行一種工作的，那么，你也永遠(yuǎn)不需要退出嵌入式應(yīng)用程序。
