home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ PC World Interactive 7 / PC World Interactive 7.iso / program / dosref.EXE / CHAPTER.001 next >
Text File  |  1996-01-31  |  42KB  |  853 lines
  1.  
  2.    **  Programmer's Technical Reference for MSDOS and the IBM PC **
  3.  
  4.                         C H A P T E R    O N E
  5.  
  6.                           DOS AND THE IBM PC
  7.  
  8.  
  9.                             C O N T E N T S
  10.  
  11. Some History ................................................... 1**1
  12. What is DOS? ................................................... 1**2
  13. Other Operating Systems ........................................ 1**3
  14. Specific Versions of MS/PC-DOS ................................. 1**4
  15. The Operating System Heirarchy ................................. 1**5
  16. DOS Structure .................................................. 1**6
  17. DOS Initialization ............................................. 1**7
  18.  
  19.  
  20.  
  21. Some History ................................................... 1**1
  22.  
  23.   Development of MSDOS/PCDOS began in October 1980, when IBM began 
  24. searching the market for an operating system for the yet-to-be-
  25. introduced IBM PC.
  26.  
  27.   IBM had originally intended to use Digital Research's (actually, 
  28. they had the somewhat pretentious name of "Intergalactic Digital 
  29. Research" at the time) CP/M was then the industry standard operating 
  30. system - you either ran a BASIC with disk functions, someone's 
  31. proprietary OS, or CP/M. 
  32.  
  33.   Folklore reports various stories about the rift between DRI and IBM.  
  34. The most popular story claims Gary Kildall or DRI snubbed the IBM 
  35. executives by flying his airplane when the meeting was scheduled.  
  36. Another story claims Kildall didn't want to release the source for 
  37. CP/M to IBM, which would be odd, since they released it to other 
  38. companies.  One noted industry pundit claims Kildall's wife killed the 
  39. deal by insisting on various contract changes.  I suspect the deal was 
  40. killed by the good ol' boy network.  It's hard to imagine a couple of 
  41. junior IBM executives giving up when ordered to a task as simple as 
  42. licensing an operating system from a vendor.  It wouldn't look good on 
  43. their performance reports.  It would be interesting to hear IBM's 
  44. story... 
  45.  
  46.   IBM then talked to a small company called Microsoft.  Microsoft 
  47. was a language vendor.  Bill Gates and Paul Allen had written 
  48. Microsoft BASIC and were selling it on punched tape or disk to early 
  49. PC hobbyists, which was probably a step up from the company's original 
  50. name and goal - they were Traf-O-Data before, making car counters for
  51. highway departments.
  52.   
  53.   Microsoft had no 8086 real operating system to sell, but quickly made
  54. a deal to license Seattle Computer Products' 86-DOS operating system,
  55. which had been written by Tim Paterson earlier in 1980 for use on that
  56. company's line of 8086, S100 bus micros.  86-DOS (also called QDOS, for
  57. Quick and Dirty Operating System) had been written as more or less a
  58. 16-bit version of CP/M, since Digital Research was showing no hurry in
  59. introducing CP/M-86.  Paterson's DOS 1.0 was approximately 4000 lines of
  60. assembler source. 
  61.  
  62.   This code was quickly polished up and presented to IBM for 
  63. evaluation.
  64.  
  65.   IBM found itself left with Microsoft's offering of "Microsoft Disk 
  66. Operating System 1.0".  An agreement was reached between the two, and 
  67. IBM agreed to accept 86-DOS as the main operating system for their new 
  68. PC.  Microsoft purchased all rights to 86-DOS in July 1981, and "IBM 
  69. Personal Computer DOS 1.0" was ready for the introduction of the IBM 
  70. PC in October 1981.  IBM subjected the operating system to an 
  71. extensive quality-assurance program, reportedly found well over 300 
  72. bugs, and decided to rewrite the programs.  This is why PC-DOS is 
  73. copyrighted by both IBM and Microsoft. 
  74.  
  75.   Some early OEM versions of DOS had different names, such as Compaq-
  76. DOS, Z-DOS, Software Bus 86, etc.  By version 2 Microsoft managed to 
  77. persuade everyone but IBM to refer to the product as "MS-DOS." 
  78.  
  79.   It is sometimes amusing to reflect on the fact that the IBM PC was 
  80. not originally intended to run MS-DOS.  The target operating system at 
  81. the end of the development was for a (not yet in existence) 8086 
  82. version of CP/M.  On the other hand, when DOS was originally written 
  83. the IBM PC did not yet exist!  Although PC-DOS was bundled with the 
  84. computer, Digital Research's CP/M-86 would probably have been the main 
  85. operating system for the PC except for two things - Digital Research 
  86. wanted $495 for CP/M-86 (considering PC-DOS was essentially free) and 
  87. many software developers found it easier to port existing CP/M 
  88. software to DOS than to the new version of CP/M. 
  89.  
  90.   The IBM PC shipped without an operating system.  IBM didn't start 
  91. bundling DOS until the second generation AT/339 came out.  You could 
  92. order one of three operating systems for your PC, assuming you popped 
  93. for the optional disk drive and 64k RAM upgrade (base models had 16k 
  94. and a cassette player port).  These operating systems were IBM
  95. Personal Computer DOS 1.0, a version of the UCSD p-System, which was 
  96. an integrated Pascal operating system something like the souped-up 
  97. BASIC operating systems used by the Commodore 64 and others, or 
  98. Digital Research's CP/M-86, which was officially an option although 
  99. you couldn't buy it until later.  Since IBM's $39.95 DOS was far 
  100. cheaper than anyone else's alternative, darned near everyone bought 
  101. DOS.
  102.  
  103.   The upgrade from DOS 3.3 to 4.0 was done in-house by IBM.  DOS 4.0 
  104. was a completely IBM product, later licensed back to Microsoft.  In 
  105. early 1990 IBM announced that it was ceasing development of DOS and 
  106. all further work would be done solely by Microsoft.  
  107.  
  108.   Microsoft Press' "MSDOS Encyclopedia" shows a reproduction of a late 
  109. DOS 1.25 OEM brochure.  Microsoft was touting future enhancements to 
  110. 1.25 including Xenix-compatible pipes, process forks, and 
  111. multitasking, as well as "graphics and cursor positioning, kanji 
  112. support, multi-user and hard disk support, and networking."  Microsoft 
  113. certainly thought big, but, alas, the forks, multitasking, and 
  114. multiuser support never came about, at least in US versions of DOS.  
  115. Oddly, the flyer claims: 
  116.  
  117.   "MS-DOS has no practical limit on disk size. MS-DOS uses 4-byte XENIX 
  118. OS compatible pointers for file and disk capacity up to 4 gigabytes." 
  119.  
  120.   Umm... yeah.  One sort of gets the idea nobody at Microsoft had a 
  121. hard disk larger than 32 megabytes... 
  122.  
  123.   For the record they actually delivered:
  124.  
  125. Xenix-compatible pipes:
  126.              DOS 2.0  ("|" operator)
  127.  
  128. process forks, and multitasking:
  129.             eDOS 4.0  (not delivered in the US)
  130.  
  131. multi-user:
  132.             never delivered
  133.  
  134. graphics and cursor positioning:
  135.             DOS 2.0  (ANSI.SYS)
  136.  
  137. kanji support:
  138.             DOS 2.01, 2.25 (double-byte character set)
  139.  
  140. hard disk support:
  141.             DOS 2.0  (subdirectories)
  142.  
  143. networking:
  144.             DOS 3.1  (file locking support MS Networks)
  145.             DOS 6.0  (bundled Interlink in with DOS)
  146.  
  147.   Early Microsoft ads pumped DOS' Xenix-like features and promised 
  148. Xenix functionality in future releases. 
  149.  
  150.   We'll probably never know what the real story was behind eDOS/DOS 4/ 
  151. DOS 5/286DOS/OS2.  Microsoft had announced their intent to build a 
  152. multitasking, multiuser version of MSDOS as early as 1982.  They 
  153. shipped betas of "DOS 4.0" in '86 and early '87, before 3.3 was even 
  154. announced.  Microsoft UK announced they had licensed 4.0 to Apricot 
  155. Computer, and the French Postal Service was supposed to be running it.  
  156. I've never been able to find out if Apricot ever shipped any 4.0 to 
  157. end users. 
  158.  
  159.   Despite Gordon Letwin's acid comments about problems with the 80286 
  160. processor, I doubt the '286 was the barrier between users and a 
  161. multitasking MS-DOS.  I also doubt there was any shortage of 
  162. programming talent at Microsoft - Digital Research's Concurrent DOS 
  163. and Software Link's PC-MOS/386 were developed without undue trouble. 
  164.  
  165.  
  166.   MSDOS and PC-DOS have been run on more than just the IBM-PC and 
  167. clones. Some of the following have been done: 
  168.  
  169.   Hardware PC Emulation:
  170.  
  171.         Apple II            ->    TransPC 8088 board
  172.         Apple MacIntosh     ->    AST 80286 board
  173.         Atari 400/800       ->    Co-Power 88 board
  174.         Atari ST            ->    PC-Ditto II cartridge
  175.         Amiga 2000          ->    8088 or A2286D 80286 Bridge Board
  176.         IBM PC/RT           ->    80286 AT adapter
  177.         Kaypro 2            ->    Co-Power Plus board
  178.  
  179.  Software PC Emulation:
  180.  
  181.         Apple MacIntosh     ->    SoftPC
  182.         Atari ST            ->    PC-Ditto I
  183.         IBM RS/6000         ->    DOS emulation
  184.  
  185.  DOS Emulation:
  186.  
  187.         AIX (IBM RS/6000)   ->    DOS emulation with "PCSIMulator"
  188.         OS/2 1.x            ->    DOS emulation in "Compatibility Box"
  189.         OS/2 2.x            ->    executes Virtual DOS Machine
  190.         QNX                 ->    DOS window
  191.         SunOS               ->    DOS window
  192.         Xenix               ->    DOS emulation with DOSMerge
  193.  
  194.  
  195. What Is DOS?.................................................... 1**2
  196.  
  197.   DOS exists as a high-level interface between an application program 
  198. and the computer.  DOS stands for "Disk Operating System", which 
  199. reflects the fact that its main original purpose was to provide an 
  200. interface between the computer and its disk drives. 
  201.  
  202.   DOS now lets your programs do simple memory management, I/O from the 
  203. system console, and assorted system tasks (time and date, etc) as well 
  204. as managing disk operations.  Versions 3.1 and up also incorporate 
  205. basic networking functions. 
  206.  
  207.   With the introduction of installable device drivers and TSR 
  208. (terminate but stay resident) programs in DOS 2.0, the basic DOS 
  209. functions may be expanded to cover virtually any scale of operations 
  210. required. 
  211.  
  212.  
  213. Other Operating Systems ........................................ 1**3
  214.  
  215.   There are a number of compatible replacements for Microsoft's MSDOS. 
  216. Some are: 
  217.  
  218. Alloy 386 Multiware                  (multitasking control prog,
  219.                                       licensed DOS)
  220. Consortium Technologies MultiDOS     (multitasking, multiuser)
  221. Digital Research Concurrent DOS      (multitasking)
  222. Digital Research Concurrent DOS 386  (for 80386 computers)
  223. Digital Research Concurrent DOS XM   (multitasking, multiuser)
  224. Digital Research DR-DOS              (PC-DOS clones)
  225. Digital Research Multiuser DOS       (multitasking, multiuser)
  226. PC-MOS/386                           (multitasking, multiuser)
  227. Wendin-DOS                           (multitasking, multiuser)
  228. VM/386                               (multitasking)
  229. X-DOS                                (DOS 3.31 compatible)
  230.  
  231.   Various other operating systems are available for the IBM PC. These 
  232. include: 
  233.  
  234. Digital Research CP/M-86
  235. Digital Research Concurrent CP/M-86 (multitasking)
  236. Minix (multitasking UNIX workalike)
  237. Pick  (database-operating system)
  238. QNX   (multitasking, multiuser)
  239. UCSD p-System  (Pascal interpreter and operating system)
  240. UNIX  (various systems from IBM itself, Microsoft-SCO, Bell, and
  241.        various UNIX clones, single and multi user, such as AIX,
  242.        Xenix, AT&T System V, etc.)
  243.  
  244.   "Shell" programs exist which use DOS only for disk management while 
  245. they more or less comprise a new operating system.  These include: 
  246.  
  247.      DESQview               Windows                   OmniView 
  248.      GEM                    TopView                   TaskView 
  249.      GeoWorks 
  250.  
  251.  
  252.   TopView and TaskView (later called OmniView) and Omniview are no 
  253. longer sold. 
  254.  
  255.   Systems using the NEC V-series CPUs can execute Intel 8080/8085 8-bit 
  256. instructions as well as the 16-bit 8088-up instructions.  They can run 
  257. standard Digital Research 8-bit CP/M and MP/M directly, as well as 
  258. other operating systems developed for that processor. 
  259.  
  260.  
  261.  
  262. Specific Versions of MS/PC-DOS ................................. 1**4
  263.  
  264.   DOS 1.x is essentially 86-DOS.  DOS 2.x kept the multiple file layout 
  265. (the two hidden files and COMMAND.COM) but for all practical purposes 
  266. is an entirely different operating system with backwards compatibility 
  267. with 1.x.  I seriously doubt there has been much code from 1.x 
  268. retained in 2.x.  DOS 3.x is merely an enhancement of 2.x; there seems 
  269. little justification for jumping a whole version number.  The disk 
  270. handling routines were considerably extended in 3.1, allowing disk 
  271. access in a "virtual" fashion, independent of whether the drive was a 
  272. local or network device.  DOS 4.0, originating as it did from outside 
  273. Microsoft, can justify a version jump.  Unfortunately, 4.0 seemed to 
  274. have very little reason to justify its existence - virtually all of 
  275. its core features could be found in one version or another of DOS 3.x.  
  276. According to Microsoft's Gordon Letwin, DOS 5.0 was a complete rewrite 
  277. with the kernel done in hand optimized assembly language. 
  278.  
  279.   DOS version nomenclature: major.minor.minor.  The digit to the left 
  280. of the decimal point indicates a major DOS version change.  1.0 was 
  281. the first version. 2.0 added support for subdirectories, 3.0 added 
  282. support for networking, 4.0 added some minimal support for Lotus-
  283. Intel-Microsoft EMS. 
  284.  
  285.   The first minor version indicates customization for a major 
  286. application.  For example, 2.1 for the PCjr, 3.3 for the PS/2s.  The 
  287. second minor version does not seem to have any particular meaning. 
  288.  
  289.   The main versions of DOS are:
  290.  
  291.  86-DOS       February 1981  Paterson's Quick'n'Dirty DOS first runs
  292.                              on IBM's wirewrapped PC prototype
  293.  
  294.  PC-DOS 1.0   August   1981  original IBM release
  295.  
  296.  PC-DOS 1.05  -------- ----  fixes to BASIC interpreter
  297.  
  298.  PC-DOS 1.1   June     1982  bugfix, double sided drive support
  299.  
  300.  MS-DOS 1.25  July     1982  for early compatibles. This is the first
  301.                              non-IBM OEM version
  302.  
  303.  PC-DOS 2.0   March    1983  for PC/XT, Unix-type subdirectory support,
  304.                              installable device drivers, I/O
  305.                              redirection, subdirectories, hard disk
  306.                              support, handle calls
  307.  
  308.  PC-DOS 1.85  April    1983  internal IBM - extended 1.1 - not released
  309.                              I found a copy of this one on an old 
  310.                              diskette.  It added a whole host of 
  311.                              features, including an enhanced COMMAND.COM
  312.                              with command line editing.  Too bad none
  313.                              of the goodies made it into DOS 2.0!
  314.  
  315.  MS-DOS 2.01  -------- 1983  first support for individual country
  316.                              formats, Kanji 
  317.  
  318.  PC-DOS 2.1   October  1983  for IBM PCjr, bugfixes for 2.0.
  319.                              No country support
  320.  
  321.  MS-DOS 2.11  December 1983  basically a cross of PC-DOS 2.1 and
  322.                              MS-DOS 2.01
  323.  
  324.  MS-DOS 2.12  -------- ----  special version for TI Professional
  325.                              (nonstandard video and keyboard)
  326.  
  327.  PC-DOS 3.0   August   1984  1.2 meg drive for PC/AT, some new system
  328.                              calls, new external programs, 16-bit FAT,
  329.                              specific support for IBM network
  330.  
  331.  MS-DOS 3.05  November 1984  first OEM version of 3.x
  332.  
  333.  PC-DOS 3.1   November 1984  bugfix for 3.0, implemented generic
  334.                              network support
  335.  
  336.  MS-DOS 2.25  October  1985  extended foreign language support
  337.  
  338.  PC-DOS 3.2   January  1986  720k 3.5 inch drive support, special
  339.                              support for laptops (IBM PC Convertible),
  340.                              XCOPY
  341.  
  342.  MS-DOS 4.0   April    1986  multitasking (Europe only) - withdrawn
  343.                              from market after a very short run
  344.  
  345.  PC-DOS 3.3   April    1987  for PS/2 series, 1.44 meg support,
  346.                              multiple DOS partition support, code page
  347.                              switching, improved foreign language
  348.                              support, some new function calls, support
  349.                              for the AT's CMOS clock.
  350.  
  351.  MS-DOS 3.31  November 1987  over-32 meg DOS partitions. Different
  352.                              versions from different OEMs (not
  353.                              Microsoft).  Compaq and Wyse are most
  354.                              common.
  355.  
  356.  PC-DOS 3.4   -------- ----  internal IBM - not released (4.0
  357.                              development)
  358.  
  359.  MS-DOS 2.11R -------- 1988  bootable ROM DOS for Tandy machines
  360.  
  361.  PC-DOS 4.0   August   1988  32mb disk limit officially broken, minor
  362.                              EMS support, more new function calls,
  363.                              enhanced network support for external
  364.                              commands.  PCjr support dropped.
  365.  
  366.  MS-DOS 4.01  January? 1989  Microsoft version with some bugfixes
  367.  
  368.  MS-DOS 3.21R September1989  DOS in ROM, Flash File System for laptops
  369.  
  370.  MS-DOS 3.3R  -------- 1990  DOS in ROM, introduced for TI laptops
  371.  
  372.  MS-DOS 5.0   June     1991  high memory support, uses up to 8 hard
  373.                              disks, command line editor and aliasing,
  374.                              2.88 floppies, ROMable OEM kit available
  375.  
  376.  MS-DOS V     February 1993  Japanese-market version of 5, with double 
  377.                              byte Kanji character support
  378.  
  379.  MS-DOS 6.0   March    1993  disk compression (Doublespace), multiple
  380.                              configurations in CONFIG.SYS
  381.  
  382.  
  383.   IBM's PC-DOS was long considered to be the "standard" version of DOS.  
  384. Now that MS 5.0 is a commercial product most developers will probably 
  385. write to it. 
  386.  
  387.   Microsoft's policy was once to sell DOS only to OEMs.  Despite this, 
  388. they sold small quantities of DOS 3.2, 3.3, and 4.0 without 
  389. insurmountable difficulties.  DOS 5.0 was conceived from the beginning 
  390. as an over-the-counter retail product. 
  391.  
  392.   Incidentally, IBM refers to its DOS as "The IBM Personal Computer 
  393. DOS."  The term "PC-DOS" is a trademark of IBM's rival DEC. 
  394.  
  395.   Some versions of MS-DOS varied from PC-DOS in the available external 
  396. commands.  Some OEMs only licensed the basic operating system code (the 
  397. xxxDOS and xxxBIO programs, and COMMAND.COM) from Microsoft, and 
  398. either wrote the rest themselves or contracted them from outside 
  399. software houses like Phoenix.  Most of the external programs for DOS 
  400. 3.x and 4.x are written in "C" while the 1.x and 2.x utilities were 
  401. written in assembly language.  Other OEMs required customized versions 
  402. of DOS for their specific hardware configurations, such as Sanyo 55x 
  403. and early Tandy computers, which were unable to exchange their DOS 
  404. with the IBM version. 
  405.  
  406.   PC-DOS 3.0 was extremely buggy on release.  It did not handle the DOS 
  407. environment correctly and there were numerous documented problems with 
  408. the batch file parser.  The network support code was also 
  409. nonfunctional in that DOS version.  It is recommended that users 
  410. upgrade to at least version 3.1. 
  411.  
  412.   DEC MS-DOS versions 2.11 for the Rainbow had the ANSI.SYS device 
  413. driver built into the main code.  The Rainbow also used a unique quad 
  414. density, single-sided floppy drive and its DOS had special support for 
  415. it. 
  416.  
  417.   IBM had a version 1.85 of PC-DOS in April 1983, after the 
  418. introduction of DOS 2.0.  It was evidently for internal use only, 
  419. supported multiple drive file searches (a primitive form of PATH), 
  420. built in MODE sommands for screen support, a /P parameter for TYPE for 
  421. paused screens, an editable command stack like the public domain 
  422. DOSEDIT.COM utility, and could be set up to remain completely resident 
  423. in RAM instead of a resident/transient part like normal DOS.  It is a 
  424. pity some of the neat enhancements didn't make it into DOS 2.0.  IBM 
  425. also had an "internal use only" version 3.4, evidently used while 
  426. developing DOS 4.0. 
  427.  
  428.   Digital Research's DR-DOS is the first widely available DOS clone.  
  429. Version 3.4, released in June 1988, was the one first available to the 
  430. American public. It was somewhat buggy and its use is not recommended.  
  431. DR 3.41 is extremely compatible and its use should pose no problems on 
  432. any machine.  DR-DOS 5.0 (released May, 1990) is functionally 
  433. equivalent to MS-DOS 5.0.  For all practical purposes, MS 5.0 is a 
  434. clone of DR 5.0, since DR beat MS to market by over a year.  According 
  435. to Greg Ewald, DRI's DR-DOS product manager, DR-DOS was developed from 
  436. Concurrent DOS 386 with the multiuser and multitasking code stripped 
  437. out.  DR-DOS 6.0 was introduced in December 1991, and added disk 
  438. compression via bundling the third-party SuperStor program.  Novell DOS
  439. 7.0 (DRI sold out to Novell) in March 1993, at the same time as MS-DOS 
  440. 6.0.  Novell one-upped Microsoft by tossing in their Netware Lite with 
  441. their DOS.
  442.  
  443.   Some versions of DOS used in compatibles do not maintain the 1.x, 
  444. 2.x, ... numbering system.  Columbia Data Products computers labeled 
  445. DOS 1.25 as DOS 2.0.  Early Compaqs labeled DOS 2.0 as DOS 1.x.  Other 
  446. versions incorporated special features - Compaq DOS 3.31 and Wyse DOS 
  447. 3.21 both support >32mb disk partitions in the same fashion as DOS 
  448. 4.x. 
  449.  
  450.   AT&T DOS 3.1 differs from generic MS-DOS 3.10 in its use of cluster-
  451. size and file allocation table structures.  AT&T DOS appears to use 
  452. rules not from version 3, but rather those from version 2. 
  453.  
  454.   Epson Equity III and ComputerLand 3.10 DOS's appear to use cluster 
  455. techniques that are a cross between versions 2 and 3.  On type DOS 
  456. partitions, these DOS's use 3.x rules if the partition is larger than 
  457. 32,680 sectors in total size. This implies 16 bit FAT entries as well.  
  458. On partitions below this size, they will use 2.x rules, including the 
  459. 12 bit FAT entries. 
  460.  
  461.   Zenith DOS 3.x and Wyse DOS 3.2 have a builtin internal device driver 
  462. to handle up to 4 32Mb DOS partitions on a single hard disk. Wyse DOS 
  463. 3.31 will handle single partitions up to 512Mb with a 32-bit FAT. 
  464.  
  465.   According to PC Week Magazine, July 4, 1988, Arabic versions of MS-
  466. DOS are shipping with a hardware copy-protection system from Rainbow 
  467. Technologies.  This is similar to the short-lived system used by 
  468. AutoCAD 2.52 and a very few other MS-DOS programs, where an adapter 
  469. block is plugged into the parallel port and software makes use of 
  470. coded bytes within the block.  This type of copy protection has been 
  471. common on Commodore products for several years, where it is called a 
  472. "dongle." 
  473.   The AutoCAD dongle was defeated by a small program written within 
  474. weeks of version 2.52's debut.  Version 2.62 was released 3 months 
  475. later, without the dongle.  The DOS dongle will, however, prevent the 
  476. system from booting at all unless it is found. 
  477.   This makes the Arabic version of MSDOS the first copy-protected 
  478. operating system, a dubious distinction at best.  The modifications to 
  479. the operating system to support the dongle are not known at this time.  
  480. Frankly, it would seem that burning the operating system into ROMs 
  481. would be cheaper and simpler. 
  482.  
  483.   Versions of DOS sold in Great Britain are either newer than those 
  484. sold in the US or use a different numbering system.  DOS 3.4, 4.0, 
  485. 4.1, 4.2, and 4.3 had been released there between the US releases of 
  486. 3.3 and 4.0. 
  487.   MSDOS 4.0 (eDOS) was introduced in mid-1987 in Europe (at SICOB in 
  488. Paris and sometime earlier by Apricot Computer in the UK).  It offered 
  489. multitasking provided applications were specially written for it. 
  490.   David Fraser (Microsoft UK Managing Director) is on record saying 
  491. that "DOS 4.0 is unlikely to set the world alight and is of interest 
  492. only to specific OEMs who want its features for networking and 
  493. communications."   Standard DOS applications will run under DOS 4.x as 
  494. a foreground task according to uncertain information.  It differs from 
  495. earlier versions only in allowing background tasks to run.  For 
  496. further information, see Chapter 4. 
  497.  
  498.   Microsoft changed their OEM licensing agreements between DOS versions 
  499. 2.x and 3.x.  OEM versions of DOS 3.x must maintain certain data areas 
  500. and undocumented functions in order to provide compatibility with the 
  501. networking features of the operating system.  For this reason, TSR 
  502. programs will be much more reliable when operating under DOS 3.x. 
  503.  
  504.   Several versions of DOS have been modified to be run out of ROM.  The 
  505. Sharp PC5000 had MSDOS 1.25 in ROM, and the Toshiba 1000 and some 
  506. Tandy 1000 models have MSDOS 2.11 in ROM.  In mid-September 1989 
  507. Microsoft introduced 3.21R ROMs for laptops, and in early '90 Texas 
  508. Instruments laptops were the first to get the 3.3R ROMs.  All versions 
  509. of Digital Research's DR-DOS are available in ROM version and Award 
  510. Software is marketing DR-DOS cards to OEMs as a plug-in to ISA-bus 
  511. machines. 
  512.  
  513.   IBM's release of DOS 4.0 (and the immediate subsequent release of a 
  514. bugfix) was a dubious step "forward."  DOS 4.0 was the first version 
  515. of DOS to come with a warranty; the catch is that IBM warranted it 
  516. only for a very slim list of IBM-packaged software.  4.0 had some 
  517. minor EMS support, support for large hard disks, and not much else.  
  518. With its voracious RAM requirements and lack of compatibility with 
  519. previous versions of DOS (many major software packages crashed under 
  520. DOS 4.0), plus the increase in price to a cool $150, there was no 
  521. great rush to go to that version of DOS. 
  522.  
  523.   Microsoft undertook development of MSDOS 5.0 in early 1990, 
  524. soliciting input from Usenet, BIX, and Compuserve among others.
  525. This was quite a surprise after Bill Gates had announced "DOS is dead" 
  526. at every opportunity, trying to build support for OS/2.  Alas, most of 
  527. Microsoft's revenue came from DOS, not OS/2's few sales (at $325 per 
  528. copy) or applications.  Apparently Microsoft realized they were 
  529. shooting themselves in the foot and that there was still plenty of 
  530. life left in DOS.  They dropped OS/2 development shortly after 
  531. starting on DOS 5.0.
  532.  
  533.   5.0 is a functional clone of Digital Research's DR-DOS 5.0.  5.0's 
  534. compatibility was assured by what has been claimed as the largest 
  535. beta-test program in history -in his address to the Boston Computer 
  536. Society, Bill Gates announced over 7,500 testers were involved.
  537.  
  538.   There are many versions of MS-DOS 5.0.  Microsoft's original 
  539. revision reported "Revision A" when you used the at-first-undocumented 
  540. VER/R command.  There was a Revision B and C, which I have personally 
  541. seen right out of the shrinkwrap.  Microsoft has denied (at least up
  542. to late 1992) there ever was a B or C revision, and shortly afterward
  543. new copies started reporting "Revision A" no matter what the 
  544. datestamps on the files were.  IBM DOS 5.0 went through a number of 
  545. CSDs, all of which were available for free download from their BBS in 
  546. Atlanta (see Appendix 5) but most of the revisions related to IBM 
  547. specific hardware problems.
  548.  
  549.   MS-DOS 6.0 was introduced in March 1993.  It bundles some third 
  550. party utilities and disk compression (developed from licensed code), 
  551. but other than boot control via new CONFIG.SYS options, it doesn't add 
  552. any new features.  If it weren't for marketing reasons, it would 
  553. probably have been called DOS 5.1.
  554.  
  555.  
  556.  
  557. The Operating System Hierarchy ................................. 1**5
  558.  
  559.   The Disk Operating System (DOS) and the ROM BIOS serve as an 
  560. insulating layer between the application program and the machine, and 
  561. as a source of services to the application program. 
  562.  
  563.   As the term 'system' might imply, DOS is not one program but a 
  564. collection of programs designed to work together to allow the user 
  565. access to programs and data.  Thus, DOS consists of several layers of 
  566. "control" programs and a set of "utility" programs. 
  567.  
  568.   The system hierarchy may be thought of as a tree, with the lowest 
  569. level being the actual hardware.  The 8088 or V20 processor sees the 
  570. computer's address space as a ladder one byte wide and one million 
  571. bytes long.  Parts of this ladder are in ROM, parts in RAM, and parts 
  572. are not assigned.  There are also 65,536 "ports" that the processor 
  573. can use to control devices. 
  574.  
  575.   The hardware is normally addressed by the ROM BIOS, which will always 
  576. know where everything is in its particular system.  The chips may 
  577. usually also be written to directly, by telling the processor to write 
  578. to a specific address or port.  This sometimes does not work as the 
  579. chips may not always be at the same addresses or have the same 
  580. functions from machine to machine. 
  581.  
  582.  
  583.  
  584. DOS Structure .................................................. 1**6
  585.  
  586. DOS consists of four components:
  587.  
  588.  * The boot record
  589.  * The ROM BIOS interface  (IBMBIO.COM, DRBIOS.SYS, or IO.SYS)
  590.  * The DOS program file    (IBMDOS.COM, DRBDOS.SYS, or MSDOS.SYS)
  591.  * The command processor   (COMMAND.COM or aftermarket replacement)
  592.  
  593.  
  594. * The Boot Record
  595.  
  596.   The boot record begins on track 0, sector 1, side 0 of every diskette 
  597. prepared by the DOS FORMAT command.  The boot record is placed on 
  598. diskettes to produce an error message if you try to start up the 
  599. system with a nonsystem diskette in drive A.  For hard disks, the boot 
  600. record resides on the first sector of the DOS partition.  All media 
  601. supported by DOS use one sector for the boot record. 
  602.  
  603.  
  604. * Read Only Memory (ROM) BIOS Interface and Extensions
  605.  
  606.   The file IBMBIO.COM or IO.SYS is the interface module to the ROM 
  607. BIOS. This file provides a low-level interface to the ROM BIOS device 
  608. routines and may contain extensions or changes to the system board 
  609. ROMs.  Some compatibles do not have a ROM BIOS to extend, and load the 
  610. entire BIOS from disk.  (Sanyo 55x, Viasyn machines).  Some versions 
  611. of MSDOS, such as those from Compaq's MS-DOS and Digital Research's 
  612. DRDOS 5.0, are named IBMBIO.COM but are not IBM files. 
  613.  
  614.   These low-level interface routines include the instructions for 
  615. performing operations such as displaying information on the screen, 
  616. reading the keyboard, sending data out to the printer, operating the 
  617. disk drives, and so on.  It is the operating system's means of 
  618. controlling the hardware.  IBMBIO.COM contains any modifications or 
  619. updates to the ROM BIOS that are needed to correct any bugs or add 
  620. support for other types of hardware such as new disk drives.  By using 
  621. IBMBIO.COM to update the ROM BIOS on the fly when the user turns on 
  622. their computer, IBM does not need to replace the ROM BIOS chip itself, 
  623. but makes any corrections through the cheaper and easier method of 
  624. modifying the IBMBIO.COM file instead. 
  625.  
  626.   IBMBIO.COM also keeps track of hardware operations on an internal 
  627. stack or "scratch pad" area for the operating system to save 
  628. information such as addresses it will need, etc.  An example of the 
  629. use for this stack can be seen when running a program such as a word 
  630. processor.  If you have told the word processor to save your letter, 
  631. it will write the data to your disk.  During this time, if you start 
  632. typing some more information, the keyboard generates a hardware 
  633. interrupt.  Since you don't want the process of writing the 
  634. information to the disk to be interrupted, DOS allocates a slot in the 
  635. stack for the keyboard's hardware interrupt and when it gets a chance, 
  636. (probably after the data has been written to the disk), it can process 
  637. that interrupt and pick up the characters you may have been typing.  
  638. The STACKS= command in DOS 3.2+'s CONFIG.SYS file controls the number 
  639. of stack frames available for this purpose. 
  640.  
  641.   IBMBIO.COM also reads your CONFIG.SYS file and installs any device 
  642. drivers (i.e. DEVICE=ANSI.SYS) or configuration commands it may find 
  643. there. 
  644.  
  645.  
  646.  
  647. * The DOS Program
  648.  
  649.   The actual DOS program is the file IBMDOS.COM or MSDOS.SYS.  It 
  650. provides a high-level interface for user (application) programs.  This 
  651. program consists of file management routines, data blocking/deblocking 
  652. for the disk routines, and a variety of built-in functions easily 
  653. accessible by user programs. 
  654.  
  655.   When a user program calls these function routines, they accept high-
  656. level information by way of register and control block contents.  When 
  657. a user program calls DOS to perform an operation, these functions 
  658. translate the requirement into one or more calls to IBMBIO.COM, 
  659. MSDOS.SYS or system hardware to complete the request. 
  660.  
  661.   This section is often referred to as the "kernel" by systems 
  662. programmers. 
  663.  
  664.  
  665.  
  666. * The Command Interpreter
  667.  
  668.   The command interpreter, COMMAND.COM, is the part you interact with 
  669. on the command line.  COMMAND.COM has three parts.  IBM calls them the 
  670. "resident portion", the "initialization portion" and the "transient 
  671. portion". 
  672.  
  673.   IBM's original documentation spoke of installing alternate command 
  674. interpreters (programs other than COMMAND.COM) with the SHELL= 
  675. statement in CONFIG.SYS.  Unfortunately, IBM chose not to document 
  676. much of the interaction between IBMDOS.COM and IBMBIO.COM.  By the 
  677. time much of the interaction was widely understood, many commercial 
  678. software programs had been written to use peculiarities of COMMAND.COM 
  679. itself. 
  680.  
  681.   Several programs exist that perform as actual "shells" by completely 
  682. replacing COMMAND.COM and substituting their own command interpreter 
  683. to use with the hidden DOS files.  Examples are Command Plus, a 
  684. commercial package, and the shareware 4DOS and FlexShell packages.  
  685. Both supply greatly enhanced batch language and editing capabilities. 
  686.  
  687. NOTE: DOS 3.3+ checks for the presence of a hard disk, and will 
  688.       default to COMSPEC=C:\.  Previous versions default to
  689.       COMSPEC=A:\.  Under some DOS versions, if COMMAND.COM is not
  690.       immediately available for reloading (i.e., swapping to a floppy 
  691.       with COMMAND.COM on it) DOS may crash. 
  692.  
  693.  
  694. Resident Portion:
  695.  
  696.   The resident portion resides in memory immediately following 
  697. IBMDOS.COM and its data area.  This portion contains routines to 
  698. process interrupts 22h (Terminate Address), 23h (Ctrl-Break Handler), 
  699. and 24h (Critical Error Handler), as well as a routine to reload the 
  700. transient portion if needed.  For DOS 3.x, this portion also contains 
  701. a routine to load and execute external commands, such as files with 
  702. exensions of COM or EXE. 
  703.  
  704.   When a program terminates, a checksum is used to determine if the 
  705. application program overlaid the transient portion of COMMAND.COM.  If 
  706. so, the resident portion will reload the transient portion from the 
  707. area designated by COMSPEC= in the DOS environment.  If COMMAND.COM 
  708. cannot be found, the system will halt. 
  709.  
  710.   All standard DOS error handling is done within the resident portion 
  711. of COMMAND.COM.  This includes displaying error messages and 
  712. interpreting the replies to the "Abort, Retry, Ignore, Fail?" message. 
  713.  
  714.   Since the transient portion of COMMAND.COM is so large (containing 
  715. the internal commands and all those error messages), and it is not 
  716. needed when the user is running an application it can be overlaid that 
  717. program if that application needs the room.  When the application is 
  718. through, the resident portion of COMMAND.COM brings the transient 
  719. portion back into memory to show the prompt.  This is why you will 
  720. sometimes see the message "Insert disk with COMMAND.COM".  It needs to 
  721. get the transient portion off the disk since it was overlaid with the 
  722. application program. 
  723.  
  724.   The initialization portion of COMMAND.COM follows the resident 
  725. portion and is given control during the bootup procedure.  This 
  726. section actually processes the AUTOEXEC.BAT file.  It also decides 
  727. where to load the user's programs when they are executed.  Since this 
  728. code is only needed during startup, it is overlaid by the first 
  729. program which COMMAND.COM loads. 
  730.  
  731.   The transient portion is loaded at the high end of memory and it is 
  732. the command processor itself.  It interprets whatever the user types 
  733. in at the keyboard, hence messages such as "Bad command or file name" 
  734. for when the user misspells a command.  This portion contains all the 
  735. internal commands (i.e. COPY, DIR, RENAME, ERASE), the batch file 
  736. processor (to run .BAT files) and a routine to load and execute 
  737. external commands which are either .COM or .EXE files. 
  738.  
  739.   The transient portion of COMMAND.COM produces the system prompt, 
  740. (C>), and reads what the user types in from the keyboard and tries to 
  741. do something with it.  For any .COM or .EXE files, it builds a command 
  742. line and issues an EXEC function call to load the program and transfer 
  743. control to it. 
  744.  
  745.  
  746.  
  747. DOS Initialization ............................................. 1**7
  748.  
  749.   The system is initialized by a software reset (Ctrl-Alt-Del), a 
  750. hardware reset (reset button), or by turning the computer on.  The 
  751. Intel 80x8x series processors always look for their first instruction 
  752. at the end of their address space (0FFFF0h) when powered up or reset.  
  753. This address contains a jump to the first instruction for the ROM 
  754. BIOS. 
  755.  
  756.   Built-in ROM programs (Power-On Self-Test, or POST, in the IBM) check 
  757. machine status and run inspection programs of various sorts.  Some 
  758. machines set up a reserved RAM area with bytes indicating installed 
  759. equipment (AT and PCjr). 
  760.  
  761.   When the ROM BIOS finds a ROM on an adapter card, it lets that ROM 
  762. take control of the system so that it may perform any set up necessary 
  763. to use the hardware or software controlled by that ROM.  The ROM BIOS 
  764. searches absolute addresses C8000h through E0000h in 2K increments in 
  765. search of a valid ROM. A valid ROM is determined by the first few 
  766. bytes in the ROM.  The ROM will have the bytes 55h, AAh, a length 
  767. indicator and then the assembly language instruction to CALL FAR (to 
  768. bring in a "FAR" routine).  A checksum is done on the ROM to verify 
  769. its integrity, then the BIOS performs the CALL FAR to bring in the 
  770. executible code.  The adapter's ROM then performs its initialization 
  771. tasks and hopefully returns control of the computer back to the ROM 
  772. BIOS so it can continue with the booting process. 
  773.  
  774.   The ROM BIOS routines then look for a disk drive at A: or an option 
  775. ROM (usually a hard disk) at absolute address C:800h.  If no floppy 
  776. drive or option ROM is found, the BIOS calls int 19h (ROM BASIC if it 
  777. is an IBM) or displays an error message. 
  778.  
  779.   If a bootable disk is found, the ROM BIOS loads the first sector of 
  780. information from the disk and then jumps into the RAM location holding 
  781. that code.  This code normally is a routine to load the rest of the 
  782. code off the disk, or to "boot" the system. 
  783.  
  784.   The following actions occur after a system initialization:
  785.  
  786.  1.  The boot record is read into memory and given control.
  787.  
  788.  2.  The boot record then checks the root directory to assure that the 
  789.      first two files are IBMBIO.COM and IBMDOS.COM or their OEM
  790.      equivalents.  These files must be in that order, with IBMBIO.COM 
  791.      first, with its sectors in contiguous order. 
  792.      note 1) IBMDOS.COM need not be contiguous in version 3.x+. 
  793.           2) DR-DOS versions 3.40 through 6.0 may have DRBIOS.SYS and 
  794.              DRDOS.SYS anywhere on the hard disk. 
  795.           3) PC-MOS/386' $$MOS.SYS file may be anywhere on the hard 
  796.              disk. 
  797.  
  798.  3.  The boot record loads IBMBIO.COM into memory.
  799.  
  800.  4.  The initialization code in IBMBIO.COM loads IBMDOS.COM, 
  801.      determines equipment status, resets the disk system,
  802.      initializes the attached devices, sets the system parameters
  803.      and loads any installable device drivers according to the
  804.      CONFIG.SYS file in the root directory (if present), sets the
  805.      low-numbered interrupt vectors, relocates IBMDOS.COM downward,
  806.      and calls the first byte of DOS. 
  807.      note 1) CONFIG.SYS may be a hidden file. 
  808.  
  809.  5.  DOS initializes its internal working tables, initializes the 
  810.      interrupt vectors for interrupts 20h through 27h, and builds
  811.      a Program Segment Prefix for COMMAND.COM at the lowest
  812.      available segment.  For DOS versions 3.10 up, DOS also
  813.      initializes the vectors for interrupts 0Fh through 3Fh.  An
  814.      initialization routine is included in the resident portion and 
  815.      assumes control during startup.  This routine contains the
  816.      AUTOEXEC.BAT file handler and determines the segment address
  817.      where user application programs may be loaded.  The
  818.      initialization routine is then no longer needed and is overlaid
  819.      by the first program COMMAND.COM loads. 
  820.      note 1) AUTOEXEC.BAT may be a hidden file. 
  821.  
  822.  6.  IBMDOS.COM uses the EXEC function call to load and start the top-
  823.      level command processor.  The default command processor is
  824.      COMMAND.COM in the root directory of the boot drive.  If
  825.      COMMAND.COM is in a subdirectory or another command processor is
  826.      to be used, it must be specified by a SHELL= statement in the
  827.      CONFIG.SYS file.  A transient portion is loaded at the high end
  828.      of memory.  This is the command processor itself, containing all
  829.      of the internal command processors and the batch file processor.
  830.      For DOS 2.x, this portion also contains a routine to load and
  831.      execute external commands, such as files with extensions of COM
  832.      or EXE.  This portion of COMMAND.COM also produces the DOS prompt
  833.      (such as "A>"), reads the command from the standard input device
  834.      (usually the keyboard or a batch file), and executes the command.
  835.      For external commands, it builds a command line and issues an EXEC
  836.      function call to load and transfer  control to the program. 
  837.  
  838. note 1) COMMAND.COM may be a hidden file.
  839.      2) For IBM DOS 2.x, the transient portion of the command
  840.         processor contains the EXEC routine that loads and executes
  841.         external commands.  For MSDOS 2.x+ and IBM DOS 3.x+, the
  842.         resident portion of the command processor contains the EXEC
  843.         routine.
  844.      3) IBMDOS only checks for a file named "COMMAND.COM".  It will
  845.         load any file of that name if no SHELL= command is used.
  846.  
  847.  
  848.   That pretty much covers the bootup process.  After the command 
  849. processor is loaded, it runs the AUTOEXEC.BAT file and then the user 
  850. gets their prompt to begin working. 
  851.  
  852.  
  853.