Les différences du DOS 4.0

Les gens ont été plutôt surpris quand IBM a introduit DOS 4.0 au lieu de DOS 3.4. Le numéro de version suggère de vastes améliorations à ce système d'exploitation. La version 4.0 propose en effet quelques fonctionnalités la distinguant clairement de ses prédécesseurs :

• Installation du système en plein écran
• Interfaces utilisateur graphiques pour l'affichage des répertoires, la sélection des fichiers et l'exécution des programmes
• Prise en charge complète de la souris
• Prise en charge de la spécification de mémoire étendue (EMS) selon la spécification LIM 4.0 pour l'entreposage de tampon
• Prise en charge de la partition de disque dur (volume) et prise en charge d'une capacité de périphérique supérieure à 32 mégaoctets
• Amélioration de l'accès aux fichiers grâce à l'optimisation du code système

L'introduction de ces fonctionnalités signifie des changements dans le code du système d'exploitation. Bien que la plupart de ces changements n'affectent pas la plupart des programmes d'application, ils peuvent causer des problèmes dans les programmes qui se trouvent dans le système, ainsi que dans les programmes développés sans suivre les règles de compatibilité.

Problèmes de compatibilité

Tout d'abord, la prise en charge des partitions de disque dur et des fichiers de plus de 32 mégaoctets implique des modifications définitives du système de fichiers DOS. Ces modifications n'affectent pas les programmes manipulant les fichiers uniquement via les fonctions d'interruption 21h du DOS. Cependant, de nombreux pilotes de périphérique bloc et programmes accédant directement aux structures DOS du système de fichiers devront être adaptés au nouveau système de fichiers. Cela inclut des programmes comme Norton Utilities, PC Tools et tous les autres utilitaires effectuant des tâches telles que l'optimisation des disques durs et la restauration des fichiers perdus. Tous ces éléments seront peu ou pas utiles sous DOS version 4.0.

Pour vous permettre d'adapter les programmes affectés par ces modifications à DOS 4.0, les pages suivantes décrivent les modifications apportées au système de fichiers.

Afin de visualiser au mieux les modifications apportées au système de fichiers, commençons par une image de sa structure fondamentale. restant valable sous la version 4.0. Cette structure fondamentale peut être divisée en trois couches, l'une au-dessus de l'autre. Celles-ci vont du partitionnement logique d'un périphérique d'entreposage de masse sur la couche supérieure à un système purement physique sur la couche inférieure. La couche supérieure forme l'interface de fonction avec nos programmes. Cette interface appelle des fonctions individuelles via l'interruption 21h. Aucune modification n'est autorisée à ce niveau lors du passage à DOS 4.0 pour garantir que toutes les applications utilisant ces fonctions continueront à fonctionner normalement. Les accès aux fichiers du premier niveau sont convertis en appels de fonction de pilote de périphérique au second niveau. Afin de localiser chaque fichier (c'est-à-dire de récupérer les secteurs auxquels il faut accéder), ce niveau utilise diverses structures de données étant conservées dans le support d'entreposage. Ceux-ci inclus :

• Le secteur de démarrage (y compris le bloc de paramètres du BIOS [BPB])
• Le répertoire racine et ses sous-répertoires
• Le FAT et ses doublons

Ces fonctions ne peuvent pas non plus être modifiées, car l'une des exigences les plus importantes imposées à la nouvelle version DOS est la possibilité de travailler avec des partitions créées et formatées sous les versions précédentes. Cela n'est possible que si les structures énumérées ci-dessus ne sont pas modifiées. Cela ne laisse pas beaucoup de moyens pour augmenter la capacité d'un volume. Comme la taille de l'entrée FAT est limitée à 16 bits, un volume ne peut pas utiliser plus de 65519 unités d'allocation. Par conséquent, une augmentation n'est possible qu'en utilisant plus de secteurs dans un unité d'allocation.

Lorsque DOS 4.0 configure de nouvelles partitions, il attribue les tailles d'unités d'allocation suivantes :

Bien que cette procédure minimise les modifications au deuxième niveau du système de fichiers, elle présente également un inconvénient : plus la partition est grande, plus elle gaspille de mémoire. Étant donné que la mémoire d'une partition ne peut être allouée qu'aux unités d'allocation, une partie de la mémoire est toujours gaspillée lorsqu'un unité d'allocation n'est pas complètement rempli. Cela est vrai pour les fichiers étant plus petits que la taille de l'unité d'allocation. L'espace mémoire est également gaspillé dans le dernier unité d'allocation d'un fichier plus volumineux. car la taille d'un fichier est rarement un multiple entier de la taille de l'unité d'allocation.

Niveau du pilote de périphérique

Les modifications deviennent plus visibles au troisième niveau du système de fichiers, appelé niveau du pilote de périphérique. Bien que les pilotes de caractères ne soient pas affectés par les modifications de la taille de la partition, ces modifications ont un impact important sur les pilotes de bloc prenant en charge les partitions de plus de 32 mégaoctets.

Il est vrai que les modifications à ce niveau pourraient être réduites au minimum en augmentant la taille du secteur à partir de 512 octets, mais cela pourrait entraîner des problèmes de compatibilité avec les partitions configurées sous les versions précédentes de DOS. La seule alternative était d'augmenter le nombre de secteurs par partition. Mais lorsqu'une partition dépasse la limite de 32 mégaoctets, les 16 bits, servant jusqu'à présent à entreposer le numéro de secteur logique, ne suffisent plus. Pour cette raison, DOS 4.0 a introduit un nouveau type de pilote de bloc prenant en charge les partitions supérieures à 32 mégaoctets et fonctionne avec des numéros de secteur 32 bits. Le DOS reconnaît ces pilotes à l'aide du bit 1 dans l'attribut de périphérique. Ce bit portait une valeur de 0 dans les versions précédentes de DOS.

À partir de la version 4.0, DOS sait qu'il s'agit d'un pilote 32 bits si ce bit est activé. L'augmentation du nombre de secteurs a également modifié la structure du bloc de données de paramètres, avec lequel DOS transmet des informations sur les fonctions et les paramètres appelés, au pilote de périphérique. Puisqu'un champ de 16 bits n'est plus assez grand pour le numéro de secteur, DOS 4.0 ajoute un champ de 32 bits à la fin du bloc. Cela entrepose le numéro de secteur pour un pilote 32 bits sous format de dword (double mot). Comme d'habitude, le mot avec la plus petite valeur est entreposé avant celui avec la plus grande valeur. Pour indiquer que le nouveau champ est utilisé, DOS charge également la valeur -1 (FFFFh) dans l'ancien champ.

Les fonctions de pilote suivantes sont affectées par le passage aux numéros de secteur 32 bits :

La structure du bloc de paramètres BIOS (BPB), que la fonction d'initialisation du pilote doit transmettre au DOS, a également changé. Cette structure fait également partie du secteur de démarrage d'un volume DOS. Il a été complété par deux champs par rapport à l'ancien BPB, et ressemble désormais à ceci :

Les deux nouveaux champs dans ce BPB étendu font référence au nombre total de secteurs dans le volume et au nombre de secteurs entre le premier secteur sur le support d'entreposage et le premier secteur du volume. Même si ces champs étaient déjà présents dans l'ancien BPB, ils n'étaient là que sous forme de valeurs 16 bits et devaient être ajoutés sous forme de champs 32 bits. Pour garantir une compatibilité maximale avec les pilotes des versions précédentes de DOS, DOS n'a besoin d'utiliser le nouveau BPB que lorsque les numéros de secteur ne peuvent pas être représentés sous forme de valeurs 16 bits. Cela se produit si la distance entre le premier secteur du support d'entreposage et le premier secteur du volume est supérieure à 32 mégaoctets.

Le nouveau BPB est installé lors du formatage d'un volume, mais les anciens champs de 16 bits sont utilisés pour entreposer le nombre de secteurs et la distance par rapport au premier secteur lorsque les conditions mentionnées ci-dessus ne s'appliquent pas. Sinon, les valeurs correspondantes sont saisies dans les champs de 32 bits et les champs de 16 bits reçoivent la valeur 0.

L'extension du numéro de secteur logique à 32 bits a également entraîné une modification du fonctionnement des fonctions d'interruption 25h et 26h. Ces fonctions représentent le seul moyen pour un programme d'utilisateur final d'accéder directement aux secteurs individuels d'un volume via DOS. Si le numéro du premier secteur à traiter a été transmis au registre DX de ces interruptions par une version antérieure de DOS, l'accès direct au secteur n'est possible sous la version 4.0 que si le volume à accéder est inférieur à 32 mégaoctets. Pour accéder à des volumes plus importants dans la version 4.0 et supérieure, la paire de registres DS:BX de ces interruptions doit recevoir un pointeur vers le bloc de données illustré suivante :

En même temps, une valeur de -1 (FFFFh) doit être transmise au registre CX, de sorte que le DOS sache que le transfert de paramètres ne suivra pas l'ancien schéma. En conclusion, il y a encore une petite innovation à mentionner. Bien que cela n'ait aucun impact sur le développement de programmes sous DOS 4.0, cela montre que le 80386 a vraiment atteint sa maturité. Par exemple, les PC 80386 peuvent utiliser une astuce particulière pour accélérer l'accès aux fichiers et les opérations de tampon et de cache correspondantes. Le DOS utilise très habilement les capacités du 80386 en exécutant des instructions de chaîne en utilisant des octets, des mots et des DWORD (mots doubles). Lors de la copie et de l'envoi de blocs de mémoire dans les modules IO.SYS et MSDOS.SYS, la séquence de code suivante est utilisée pour traiter la transcription dans DWORD :

Comme ni les microprocesseurs 8088 ni les microprocesseurs 80286 ne peuvent effectuer d'opérations DWORD, les instructions SHR CX,1 et DB 66H sont simplement remplacées par des instructions NOP lors de l'installation du module, si le PC est équipé d'un processeur autre qu'un 80386.