86Box模拟器中Compaq Portable硬盘初始化问题解析

问题现象

在使用86Box模拟器运行Compaq Portable(1983)机型时，用户尝试安装MS-DOS 2.10操作系统后遇到硬盘无法启动的问题。具体表现为：在完成分区创建(FDISK)、格式化(format C: /s)和文件复制后，虚拟机可以正常运行，但关闭后再次启动时会出现"invalid VHD sparse header checksum"错误，导致无法加载虚拟硬盘(VHD)。

技术背景分析

这个问题涉及到早期IDE硬盘的初始化流程和86Box模拟器的硬盘模拟机制：

1. 早期硬盘初始化流程：在1980年代的计算机系统中，硬盘使用前需要进行低级格式化，这与现代硬盘出厂即完成低级格式化不同。

2. ST-506接口：Compaq Portable使用的是ST-506接口硬盘，这种接口需要控制器卡配合工作。

3. MiniVHD格式：86Box使用MiniVHD格式模拟硬盘，这种格式对硬盘参数非常敏感。

问题根源

经过分析，该问题并非86Box的bug，而是由于用户未按照早期计算机的正确操作流程进行硬盘初始化。具体原因包括：

1. 缺少低级格式化：现代硬盘操作通常只需要高级格式化(format)，但早期硬盘必须先进行低级格式化。

2. 无效柱面参数：用户配置的硬盘参数(17 heads, 8 sectors, 306 cylinders)可能未正确初始化到硬盘控制器。

3. VHD头校验失败：由于硬盘未正确初始化，导致86Box无法正确读取VHD文件的稀疏头校验和。

解决方案

要正确初始化Compaq Portable的硬盘，需要执行以下步骤：

1. 进入DEBUG工具：在DOS环境下运行DEBUG程序。

2. 执行低级格式化：输入"g=c800:5"命令，这将调用硬盘控制器ROM中的低级格式化例程。

3. 完成后续操作：低级格式化完成后，再执行FDISK分区和FORMAT高级格式化。

技术细节说明

1. DEBUG的g命令：用于执行内存中特定地址的代码，"c800:5"是许多硬盘控制器ROM中低级格式化程序的入口地址。

2. 低级格式化作用：会创建物理磁道和扇区结构，写入伺服信息，并建立硬盘的基本参数表。

3. 与现代系统的区别：现代硬盘控制器内置了这些功能，而早期系统需要用户手动触发。

最佳实践建议

1. 在使用86Box模拟早期系统时，应查阅相应硬件的原始文档，了解正确的初始化流程。

2. 对于ST-506接口硬盘，总是先进行低级格式化再进行分区和高级格式化。

3. 如果遇到VHD校验错误，可以尝试重新创建VHD文件并严格按照正确流程初始化。

通过遵循这些步骤，可以避免类似问题，确保86Box模拟的Compaq Portable系统能够正常工作。