OS-9 - OS-9

OS-9 eine Familie ist in Echtzeit , prozessbasierte , Multitasking , Multi-User - Betriebssysteme , in den 1980er Jahren entwickelt, die ursprünglich von Microware Systems Corporation für das Motorola 6809 Mikroprozessor . Es wurde 2001 von Radisys Corp gekauft und 2013 von seinem aktuellen Besitzer Microware LP erneut gekauft .

Die OS-9-Familie war für Allzweck-Computing beliebt und wird in kommerziellen Embedded-Systemen und bei Bastlern weiterhin verwendet. Heute ist OS-9 ein Produktname, der sowohl von einem Maschinensprachen- Betriebssystem der Motorola 68000- Serie als auch von einer portablen ( PowerPC , x86 , ARM , MIPS , SH4 usw.) Version verwendet wird, die in C geschrieben wurde und ursprünglich als OS-9000 bekannt war .

Geschichte

Die erste Version ("OS-9 Level One"), die aus den Jahren 1979–1980 stammt, wurde in Assembler für die Motorola 6809- CPU geschrieben, und alle ihre Prozesse liefen ohne Speicherverwaltung im 64-KB-Adressraum der CPU Einheit. Es wurde als unterstützendes Betriebssystem für das BASIC09- Projekt entwickelt, das von Motorola als Teil der 6809-Entwicklung in Auftrag gegeben wurde. Eine spätere 6809-Version ("Level Two") nutzt die Speicherzuordnungshardware, unterstützte in den meisten Implementierungen bis zu 2 MB Speicher (ca. 1980) und enthielt auf einigen Plattformen eine GUI .

1983 wurde OS-9/6809 auf die Assemblersprache Motorola 68000 portiert und erweitert (genannt OS-9/68K); und eine noch spätere (1989) Version wurde hauptsächlich in C für weitere Portabilität umgeschrieben . Die portable Version hieß ursprünglich OS-9000 und wurde um 1989 für 80386 PC-Systeme freigegeben , dann um 1995 auf PowerPC portiert . Diesen späteren Versionen fehlen die Speicherzuordnungsfunktionen von OS-9/6809 Level Two, einfach weil sie sie nicht benötigen. Sie verwendeten einen einzigen flachen Adressraum, den alle Prozesse gemeinsam nutzen; Speicherzuordnungshardware, falls vorhanden, wird meistens verwendet, um sicherzustellen, dass Prozesse nur auf Speicher zugreifen, auf den sie Zugriff haben. Die 680x0 und 80386 (und höher) MPUs alle direkt weit mehr als Unterstützung 1 MB Speicher auf jeden Fall.

Als Folge früher allgegenwärtiger Entwurfsentscheidungen unter Ausnutzung der leicht zu verwendenden Fähigkeiten des wiedereintretenden Objektcodes des 6809-Prozessors müssen Programme, die für OS-9 bestimmt sind, wiedereintretend sein; Compiler erzeugen automatisch reentranten Code, und Assembler für OS-9 bieten dafür beträchtliche Unterstützung. OS-9 verwendet auch positionsunabhängigen Code und Daten, da der 6809 dies auch direkt unterstützt; Compiler und Assembler unterstützen die Positionsunabhängigkeit. Der OS-9-Kernel lädt Programme (einschließlich Shared Code) und ordnet Daten zu, wo immer genügend freier Platz in der Memory Map vorhanden ist. Dadurch können das gesamte Betriebssystem und alle Anwendungen im ROM- oder Flash-Speicher abgelegt werden und die Speicherverwaltungsanforderungen werden vereinfacht, wenn Programme in den RAM geladen und ausgeführt werden. Programme, Gerätetreiber und I/O-Manager unter OS-9 sind alle „Module“ und können nach Bedarf dynamisch geladen und entladen werden (je nach Linkanzahl).

OS-9/6809 läuft auf Motorola EXORbus- Systemen unter Verwendung der Motorola 6809- , SS-50-Bus- und SS-50C-Bussysteme von Unternehmen wie SWTPC , Tano , Gimix , Midwest Scientific und Smoke Signal Broadcasting , STD-Bus 6809-Systemen von mehreren Lieferanten, PCs wie Fujitsu FM-11 , FM-8 , FM-7 und FM-77, Hitachi MB-S1 und viele andere.

System Industries , ein Drittanbieter DEC kompatibeler Geräte, verwendet , um einen Prozessor mit 68B09E OS9 in seinen QIC ( Quarter-Inch Cartridge ) Bandsicherungssteuerungen in VAX - Installationen.

Die bekannteste Hardware (wegen des niedrigen Preises und der breiten Verbreitung) war der TRS-80 Color Computer (CoCo) und die ähnliche Dragon- Serie. Selbst auf dem CoCo, einer recht minimalistischen Hardware-Plattform, war es unter OS-9/6809 Level One möglich, mehr als einen interaktiven Benutzer gleichzeitig laufen zu lassen (z interaktiv über eine serielle Verbindung) sowie mehrere andere nicht interaktive Prozesse. Eine zweite Prozessorimplementierung für das BBC Micro wurde von Cumana produziert . Es enthielt On-Board-RAM, SCSI -Festplattenschnittstelle und einen MC68008- Prozessor.

OS-9 wurde auch auf den Commodore SP-9000 oder SuperPET portiert, der neben dem 6502 des Basismodells 8032 einen 6809 sowie 64 KB mehr hatte. Die Toronto PET Users Group sponserte ein HW/SW-Projekt, das eine Tochterplatine mit einer MMU sowie die OS-9-Distributionsdisks umfasste. Mit zwei Prozessoren, 96 KB, einem 25×80-Bildschirm und seriellen, parallelen und IEEE-488-Ports und vielen Peripheriegeräten war dies eines der leistungsfähigsten OS-9-Systeme auf dem Markt.

Die Mehrbenutzer- und Multitasking-Fähigkeiten von OS-9 machen es als interaktives Allzweck-Computersystem verwendbar. Viele interaktive Anwendungen von Drittanbietern wurden dafür geschrieben, wie die Dynacalc- Tabelle , der VED-Textformatierer und die WYSIWYG- Textverarbeitungsprogramme Stylograph und Screditor-3 . TSC ‚s nroff Emulations - Formatierer portiert wurde auf OS-9 von Microway, wie gut.

Mitte der 1980er Jahre wurde OS-9 für das CD-i- Betriebssystem ausgewählt. Ungefähr zur gleichen Zeit wandte sich Microsoft an Microware, um das Unternehmen zu erwerben, hauptsächlich weil es von CD-RTOS, dem CD-i-Betriebssystem, angezogen wurde. Die Verhandlungen scheiterten und es wurde kein Deal gemacht; Microware beschloss, unabhängig zu bleiben.

Ende der 1980er Jahre veröffentlichte Microware OS-9000, eine portablere Version des Betriebssystems. Der überwiegende Teil des Betriebssystemkernels wurde in C umgeschrieben, wobei eine Handvoll hardwareabhängiger Teile in Assembler zurückblieb. Einige "fortgeschrittenere Funktionen" wurden hinzugefügt, wie beispielsweise ein baumartiger Kernelmodul-Namensraum. OS-9000 wurde ursprünglich auf die CPUs der Motorola 680x0- Familie, Intel 80386 und PowerPC portiert . Das OS-9000/680x0 war ein Marketing-Misserfolg und wurde sehr schnell zurückgezogen, wahrscheinlich weil nur wenige Kunden das fettere und langsamere Betriebssystem über das bestehende OS-9/680x0 mit nachgewiesener Stabilität ausprobieren wollten. Dass sich die Motorola 680x0-Familie und die Anbieter von VME-Boardcomputer- Systemen ihrem Lebensende näherten, könnte die Unbeliebtheit von OS-9000/680x0 beeinflusst haben. Später begann Microware, alle seine Betriebssysteme – einschließlich des ursprünglich als OS-9000 bezeichneten Betriebssystems – einfach OS-9 zu nennen und begann sein Geschäftsinteresse auf tragbare Verbrauchergerätemärkte wie Mobiltelefone, Autonavigation und Multimedia zu verlagern.

In den späten 1980er und frühen 1990er Jahren verwendeten die in Broadcast-Systemen verwendeten Character Generators-Computer OS-9 und OS-9000 ausgiebig. Die inzwischen nicht mehr existierende Pesa Electronica verwendet OS-9 auf ihren CGs wie CG 4722 und CG4733.

Namenskonflikte und Gerichtsentscheidungen

Im Jahr 1999, 19 Jahre nach der ersten Veröffentlichung von OS-9, Apple Computer veröffentlicht Mac OS 9 . Microware verklagte Apple in diesem Jahr wegen Markenverletzung, obwohl ein Richter entschied, dass zwischen den beiden kaum Verwechslungsgefahr besteht. Einige Macintosh-Benutzer, die das weniger bekannte OS-9 von Microware nicht kennen, haben in der Newsgroup comp.os.os9 gepostet, ohne zu wissen, was OS-9 ist.

Im Jahr 2001 RadiSys gekauft Micro die Intel zu erwerben IXP-1200 Netzwerk - Prozessor - Ressourcen. Diese Übernahme hat Microware mit Kapital versorgt und ermöglichte Microware, die Entwicklung und den Support von OS-9 fortzusetzen.

Am 21. Februar 2013 gab Microware LP (eine Partnerschaft von Freestation of Japan, Microsys Electronics of Germany und RTSI LLC of the USA) bekannt, dass sie einen Asset Purchase Agreement zum Kauf der Rechte an den Namen Microware, OS-9 und allen Assets unterzeichnet haben von RadiSys .

Technologie

Modernes und archaisches Design

OS-9 (insbesondere die 68k-Version und später) unterscheidet sich in vielen Aspekten deutlich von der vorherigen Generation eingebetteter Betriebssysteme.

• Läuft auf 8-Bit-, 16-Bit- und 32-Bit-CPUs .
• Klare Trennung zwischen Benutzermodus und Supervisor- Modus (Kernel).
• Dynamische Nutzung individuell und separat erstellter Softwarekomponenten (ausführbare Programm-Images und Kernel-Module ) anstelle eines statisch verknüpften einzelnen monolithischen Images.
• Unix-ähnliches Prozess-Namensraummodell (nicht Speichermodell ) und Benutzer-Shell-Programm.
• Klare Trennung zwischen hardwareunabhängigen (zB Dateimanager) und hardwareabhängigen (zB Gerätetreibern ) Schichten.

Im Vergleich zu moderneren Betriebssystemen:

• Der Kernel ist vollständig in Assemblersprache (nur OS-9/68K-Version) und C (portable Version für andere Architekturen) geschrieben, wobei einfache interne Datenstrukturen verwendet werden, wodurch die Flexibilität und der Verbesserungsspielraum verringert werden, während die für Echtzeitbetriebssysteme erforderliche Bestimmbarkeit verbessert wird .
• Die Leistung wurde bei einigen Vorgängen ebenfalls beeinträchtigt, aber die Assemblersprache half bei dem Geschwindigkeitsproblem.
• Systeme ohne eine Speicherverwaltungseinheit (MMU) haben keinen Speicherschutz gegen illegalen Zugriff und keinen Speicherschutz pro Prozess, während Systeme mit einer MMU einen aktivierten Speicherschutz haben können. Das die MMU steuernde Modul kann vom Systemintegrator eingeschlossen oder weggelassen werden, um den Speicherschutz zu aktivieren oder zu deaktivieren. Dadurch kann OS-9 auf älteren Systemen laufen, die keine MMU enthalten.
• Ältere Versionen von OS-9 unterstützen keine POSIX-Threads , während alle von OS-9 unterstützten Prozessoren POSIX-Threads unterstützen.
• Keine SMP- Unterstützung für mehrere Sockets, Kerne oder Hardware-Threads in derselben OS-9-Instanz (kann als RTOS auf einem der Kerne von Dual-Core-Prozessoren wie Core Duo und Core 2 Duo ausgeführt werden , wenn Linux auf dem anderen Kern läuft allgemeine Aufgaben erledigen).

Aufgabenplanung

Der Echtzeit-Kernel von OS-9 ermöglicht die gleichzeitige Ausführung mehrerer unabhängiger Anwendungen durch Task-Switching und Interprozess-Kommunikationseinrichtungen. Alle OS-9-Programme laufen als Prozesse, die mindestens einen leichten Prozess (Thread) enthalten, können aber eine praktisch unbegrenzte Anzahl von Threads enthalten. Innerhalb eines Prozesses teilen sich diese leichtgewichtigen Prozesse Speicher, E/A-Pfade und andere Ressourcen gemäß der POSIX-Thread-Spezifikation und API. OS-9 plant die Threads mit einem präemptiven Scheduling-Algorithmus mit fester Priorität mit Round-Robin-Scheduling innerhalb jeder Priorität. Time-Slicing wird unterstützt. Die Prioritätsstufen können in einen Bereich unterteilt werden, der das Altern unterstützt, und einen Bereich mit höherer Priorität, der eine strenge Prioritätsplanung verwendet. Jeder Prozess kann auf jede Systemressource zugreifen, indem er die entsprechende OS-9-Dienstanforderung ausgibt. An jedem Planungspunkt vergleicht OS-9 die Priorität des Threads am Kopf der aktiven Warteschlange mit der Priorität des aktuellen Threads. Der Kontext wechselt zu dem Thread in der aktiven Warteschlange, wenn seine Priorität höher ist als die Priorität der aktuellen Prozesse. Das Altern erhöht im Laufe der Zeit künstlich die effektive Priorität von Threads in der aktiven Warteschlange. Time-Slicing gibt den aktuellen Thread in definierten Intervallen in die aktive Warteschlange hinter anderen Threads mit derselben Priorität zurück.

Kernel-Module

• Kernel – Enthält Aufgabenumschaltung, Speicherzuweisung und die meisten Nicht-E/A-Aufrufe
• IOMAN – Verarbeitet E/A-Aufrufe an verschiedene Dateimanager und Treiber.
• Grundausstattung Dateimanager:
  • SCF, Serielle Dateien (serielle Geräte)
  • RBF, Random Block (Festplattengeräte)
  • SBF, Sequenzieller Block (Bandgeräte)
  • NFM-, NULL-Geräte (USB und andere Geräte)
  • MFM, Nachricht
  • PCF-, PC- FAT- Dateien
  • Pipeman, Rohr Manager
  • Modman - Speichermodulverzeichnisse
• SSM – Systemsicherheit (MMU-Handling)
• Cache – Cache-Handling,
• VectXXX – Vektor-/PIC-Handler
• FPU – Gleitkomma-Emulation
• Ausrichten – Fehlerbehandlungsroutine für Adressausrichtung

Befehle

Die folgende Liste von Befehlen wird von der OS-9-Shell unterstützt.

Integrierte Shell-Befehle

Dienstprogramme für Betriebssystemfunktionen

Dienstprogramme zur Systemverwaltung

Allgemeine Dienstprogramme

Vergleiche mit Unix

OS-9s Begriff von Prozessen und I/O-Pfaden ist dem von Unix in fast allen Punkten ziemlich ähnlich, aber es gibt einige signifikante Unterschiede. Erstens ist das Dateisystem kein einzelner Baum, sondern ein Wald, wobei jeder Baum einem Gerät entspricht. Zweitens hat OS-9 keinen fork()- Systemaufruf im Unix-Stil – stattdessen hat es einen Systemaufruf, der einen Prozess erstellt, der ein bestimmtes Programm ausführt, und dabei fast die gleiche Funktion wie ein fork-exec oder ein spawn ausführt . Darüber hinaus verfolgen OS-9-Prozesse zwei "aktuelle Verzeichnisse" und nicht nur eines; das "aktuelle Ausführungsverzeichnis" ist der Ort, an dem standardmäßig zuerst nach Programmen gesucht wird, die ausgeführt werden sollen (ähnlich der Verwendung der Umgebungsvariablen PATH unter UNIX). Das andere ist das aktuelle Datenverzeichnis.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass in OS-9 Großelternverzeichnisse durch dreimaliges oder mehrmaliges Wiederholen von Punkten ohne dazwischenliegende Schrägstriche angezeigt werden können (eine Funktion, die auch in 4DOS / 4OS2 / 4NT / TC zu finden ist ). Zum Beispiel ..../filein OS-9, ist ähnlich wie ../../../filein Unix. Aber .und ..mit nur ein oder zwei Punkten funktionieren beide unter OS-9 und Unix gleich.

OS-9 hatte von Anfang an ein modulares Design, das von den Vorstellungen der Designer des 6809 beeinflusst wurde und wie sie erwarteten, dass Software in Zukunft verteilt werden würde (siehe die dreiteilige Artikelserie im Januar-März 1979 Byte von Terry Ritter , et al. von Motorola, die die CPU entworfen haben).

Die Modulstruktur bedarf weiterer Erläuterungen: OS-9 führt ein "Modulverzeichnis", eine speicherresidente Liste aller Module, die entweder geladen wurden oder während eines ersten Scans beim Booten im ROM gefunden wurden. Wenn man einen Befehl in die OS-9-Shell eingibt, sucht es zuerst im aktuellen Modulverzeichnis nach einem Modul mit dem angegebenen Namen und verwendet es (und erhöht seine Linkanzahl), wenn es gefunden wird, oder es sucht auf der Festplatte nach einem entsprechend benannte Datei, wenn nicht. In OS-9/6809 und OS-9/68000 ist das Modulverzeichnis flach, aber OS-9000 hat das Modulverzeichnis baumstrukturiert. Die OS-9000-Shell sucht in einem alternativen Modulverzeichnis nach einer MODPATH-Umgebungsvariable, analog zur PATH-Variablen in allen Versionen, die die Reihenfolge der Modulverzeichnisse angibt, in denen nach vorinstallierten Modulen gesucht werden soll.

Module werden nicht nur zum Speichern von Programmen verwendet, sondern können auch im laufenden Betrieb erstellt werden, um Daten zu speichern, und sind die Art und Weise, in der OS-9 Shared Memory unterstützt. OS-9/non-68000 unterstützt POSIX-Threads . Ein einzelner Prozess kann eine beliebige Anzahl von Threads starten.

Status

OS-9 ist von der allgemeinen Verwendung verblasst, obwohl Microware LP es immer noch unterstützt und auf modernen Architekturen wie ARM und x86 läuft. Der bereitgestellte Compiler Ultra C/C++ unterstützt C89 , aber weder C99 noch C++98 . Ultra C++ bietet eingeschränkte Unterstützung für C++-Vorlagen. Es wird auch von beliebten SSL/TLS- Bibliotheken wie wolfSSL unterstützt .

• Eine Version von OS-9, auf der Steve Adams' G-Windows läuft, ist auf Halbleiter-Wafer-Scrubbern vorhanden, die von Ontrak Systems / Lam Research hergestellt werden. Tausende dieser Systeme sind heute im Einsatz, die darauf laufende Software stammt jedoch aus dem Jahr 1999, als die letzte Version erstellt wurde, um Jahr-2000-Probleme zu behandeln.
• Versionen von OS-9/68K liefen auf einer Vielzahl von Plattformen der 68000-Familie , darunter dem Sharp X68000 in Japan, einigen PCs, die von ihren Entwicklern als Upgrades von den Color Computern vorgesehen waren (z. B. die 68070 und 68340- basierten MM/1, und auf anderen Computern von Frank Hogg Laboratories , PEP Modular Computers und Delmar Co.) Es wurde auch Anfang der 1990er Jahre von Recc-o-ware auf den Atari ST portiert und von Cumana in Europa vertrieben. Es existiert eine Portierung für 68000-basierte Apple Macintoshs, die von Ultrascience vertrieben wird. Eine Portierung auf den Amiga von Digby Tarvin soll ebenfalls existieren.
• OS-9/68K wird von Caltrans für die Verwendung in den Controllerkarten 2070-1B und 2070-1E vorgeschrieben und wird daher für den Betrieb vieler nordamerikanischer Verkehrssignalsteuerungssysteme verwendet.
• OS-9/68K ist auch in einigen anderen eingebetteten Anwendungen zu finden, einschließlich des Quanta Delta-Fernsehzeichengenerators, der noch immer von ScanLine Technologies in Utah produziert wird. Während der Schnittstellencode auf Benutzerebene auf diesem System beim Booten gestartet wurde, gab es eine versteckte, undokumentierte Tastatursequenz, die einem Benutzer eine Root-Shell-Eingabeaufforderung in einem Scroll-Fenster auf dem Edit-Channel-Monitor des Geräts anzeigen würde.
• Auf dem Embedded-Markt, wo OS-9 in Geräten wie den Fairlight CMI- Synthesizern, Robotik, In-Car-Navigationssystemen und dem Industriestandard Compact Disc-Interactive ( CD-i ) von Philips Anwendung gefunden hat.
• Der TRS-80 Farbcomputer (und Klone) hat immer noch Benutzer und eine jährliche Konferenz in Chicago; ab 2018 war das 27. jährliche "Letzte" Chicago CoCoFEST für den 21.-22. April 2018 geplant. Eine Gruppe kanadischer Programmierer schrieb OS-9/6809 Level II für CoCo 3 (mit Adressübersetzungshardware) aus Effizienzgründen neu und um Vorteil des nativen Modus des Hitachi 6309 . Die heutigen ernsthaften CoCo-Anwender haben den 68B09E im CoCo 3 normalerweise durch einen Hitachi 63B09E ersetzt und die Neuschreibung namens NitrOS-9 ausgeführt . Die Kombination ist überraschend schnell, wenn man bedenkt, dass sie auf einem ausgesprochen kostengünstigen 8-Bit-Computersystem läuft.
• Das CoCo3-FPGA von Gary Becker ist ein synthetisierter TRS-80-Farbcomputer, der NitrOS-9 auf einem Altera DE-1-Entwicklungsboard ausführt. Die 6809-Core-CPU wurde von John Kent entworfen und läuft derzeit mit 25 MHz.
• OS-9000/80x86 kann auf PC-ähnlichen Maschinen ausgeführt werden, die auf Intel x86-CPUs basieren. OS-9000 wurde auch auf die portiert PowerPC , MIPS , einige Versionen von Advanced RISC Machines ' ARM - Prozessor, und ein Teil der Hitachi SH - Familie von Prozessoren.
• Auf dem DigiCart/II Plus- Audiowiedergabegerät läuft OS-9/68K. Es ist ein Solid-State-Ersatz für Cart- Player im Radiosender-Stil . Diese Einheiten werden im Radio und an Orten wie Walt Disney World verwendet, wo sie Parkansagen abspielen.
• Der deutsche Elektronikhersteller Eltec fertigt seit Ende der 1970er Jahre CPU-Boards des Eurocom-Modells für industrielle Zwecke, beginnend mit 6802 und 6809 Eurocom-1 und Eurocom-2 über 68K und abgeleitete CPU-Boards bis heute. Die modernen Boards können mit verschiedenen Betriebssystemen geliefert werden, darunter auch OS-9.
• Omron verwendet OS-9 in seinen HMI-Panels der NS-Serie. Für die neue NA-Serie hat sich Omron jedoch für Windows Embedded Compact 7 entschieden . Omron gab an, dass bei OS-9 fast alle Treiber, beispielsweise für einen USB-Stick, von Omron geschrieben werden müssten.

Verweise

Weiterlesen

• Paul S. Dayan (1992). Der OS-9 Guru-1: Die Fakten . Galactic Industrial Limited. ISBN 0-9519228-0-7.
• Mark A. Heilpern (1995). OS-9-Primer . Microware Systems Corp. ISBN 0-918035-04-X.
• Peter Dibble (1994). OS-9-Einblicke . Microware Systems Corp. ISBN 0-918035-05-8.

Externe Links

• Microware LP
• DTR - Zugriff auf OS-9-Datenträger auf dem PC
• Liste der häufig gestellten Fragen zu OS-9
• Archiv von OS-9-Informationen und -Software von RTSI LLC.
• OS-9 bei Curlie
• Repository für Befehlszeilentools zum Manipulieren von 6809 OS-9-Disk-Images auf SourceForge
• Ausführungsumgebung für OS-9-Benutzermodusprogramme auf Mac/Win/Linux-Host-OS
• Offizielle NitrOS-9-Website auf SourceForge
• Ein OS-9 Port zum Thomson MO5 , Emulation (fr)
• Ausführen von OS-9 auf einem TRS-80 Color Computer (CoCo)
• comp.os.os9-Newsgroup über die Weboberfläche von Google Groups.
• Offizieller OS-9-Blog
• Ein 6809-Emulator basierend auf dem SWTPC 6809-System, das OS9 und UniFLEX sowie FLEX ausführt
• XiBase9 (eine GUI)
• DrachenWiki