エイコーンMOS

マシン オペレーティング システム (MOS)

開発者	エイコーンコンピューター
書かれた	8ビット 6502 マシンコード(v0、v1) 65C02 マシンコード(v2～v5)
作業状態	製造中止
ソースモデル	クローズドソース
初回リリース	1981年後半; 43年前 （1981年）
最終リリース	5 / 1986年初頭; 38年前 （1986年）
マーケティングターゲット	パソコン
利用可能	英語
更新方法	交換用ROM
プラットフォーム	BBCマイクロ、エイコーンエレクトロン、BBCマスターシリーズ
カーネルタイプ	モノリシック
デフォルトの ユーザーインターフェース	コマンドラインインターフェース（v3、v4、v5）
後継者	ARX (廃止) Arthur、RISC OSに改名

マシンオペレーティングシステム（MOS）^[2]またはOSは、Acorn ComputersのBBCコンピュータシリーズで使用されていたコンピュータオペレーティングシステム（OS）ですが、現在は廃止されています。4チャンネルサウンド、グラフィックス、ファイルシステムの抽象化、およびデイジーチェーン拡張バスを含むデジタルおよびアナログ入出力（I/O）のサポートが含まれていました。このシステムはシングルタスク、モノリシック、非リエントラントでした。

バージョン 0.10 から 1.20 はBBC Microで使用され、バージョン 1.00 はElectronで使用され、バージョン 2 は B+ で使用され、バージョン 3 から 5 はBBC Masterシリーズで使用されました。

最後の BBC コンピュータである BBC A3000 は32 ビットで、RISC OS を実行していました。これは Acorn MOS アーキテクチャの一部を維持し、以前の8 ビットMOS といくつかの特性 (「スター コマンド」CLI、「VDU」ビデオ制御コードおよび画面モードなど) を共有していました。

MOS バージョン 0 から 2 は 16  KiBのサイズで、6502 マシン コードで記述され、マザーボード上の読み取り専用メモリ(ROM) に保存されます。16ビットアドレス空間の上位 4 分の 1 (0xC000 から 0xFFFF) は、ROM コードと I/O 空間用に予約されています。

バージョン 3 から 5 は、依然として 16 KiB のアドレス空間に制限されていましたが、より高密度の命令セットとページングの慎重な使用を備えた代替の65C102 中央処理装置(CPU)のおかげで、より多くのコード、したがってより複雑なルーチンを保持できるようになりました。

オリジナルの MOS バージョン 0 から 2 には、ユーザー インターフェイス自体はありませんでした。アプリケーションは、OS に代わってオペレーティング システムのコマンド ラインを OS に転送することが求められ、BBC Micro に付属する 6502 アセンブラが組み込まれたプログラミング言語BBC BASICLanguage? ROM が、この目的で使用されるデフォルトのアプリケーションです。ユーザー インターフェイスを提供する機能を OS に通知する ROM (言語 ROMと呼ばれる) が存在しない場合、 BBC Micro はエラーで停止します。MOS バージョン 3 以降には、 CMOS メモリにデフォルトの言語 ROM の設定が含まれていない 場合にのみ表示される、シンプルなコマンド ライン インターフェイスが搭載されました。

ROM 上のアプリケーション プログラム、および一部のカセットやディスクベースのソフトウェアも、通常、コマンド ラインを提供します。これは、現在挿入されているディスクの参照など、ファイル ストレージの操作に役立ちます。OS は行入力機能を提供し、入力されたコマンドに従いますが、アプリケーションはコマンド プロンプトの実行を監視します。

カセットやディスクベースのソフトウェアは通常、BBC BASIC 独自のユーザー インターフェイスに依存してロードされますが、 BASIC コマンドを実行せずにフロッピー ディスクを起動するように構成することは可能ですが、実際にはほとんど使用されませんでした。

BBC BASICでは、OSコマンドの前にアスタリスクを付けて、そのコマンドをOSに直接転送するようにBASICに指示することができます。これにより、OSコマンドラインを提供するソフトウェアのプロンプト記号としてアスタリスクが使用されるようになりました。MOSバージョン3以降では、アスタリスクがコマンドプロンプト記号として正式に使用されています。OSコマンドを参照する場合、通常は*RUN、、など*CATのように名前の一部としてアスタリスクが含まれます*SPOOLが、アスタリスクの後の部分だけがコマンドです。アスタリスクは「スター」と呼ばれ、コマンドは「スターコマンド」と呼ばれていました。^[3]

BBC BASIC 2以降では、OSCLIコマンド文字列と組み合わせてキーワードを使用してコマンドを発行することもできます。^[4]あるいは、関連するBASIC変数を初期化した後、キーワードを使用してOSCLIルーチンを直接呼び出すこともできますCALL。^[3]

認識されないコマンドは、あらゆるサービス(拡張) ROMに提供されます。ファイルシステム ROM は、他のほとんどのコマンドライン インターフェイスと同様に、ディスク上のファイルがその名前と一致するかどうかを確認することがよくあります。ただし、 accumulator = 0 のオペレーティング システム コール OSWORD は、基本的な文字フィルタリングと行の長さ制限を備えた単一行入力 (行をクリアするには Ctrl + U を使用し、カーソル コピー キーを有効にします) をプログラムに提供します。

MOSコマンド ライン インタープリタには、コマンドの省略というかなり変わったアイデアがあります。 入力の手間を省くために、 や の*L.よう*LOADに、最初の数文字の後にドットを使用できます。は、 のみに省略されました。カセットまたはディスクをカタログ化 (一覧表示) するコマンドは、 に省略できます。 *SA.*SAVE*RUN*/*CAT*.

サードパーティの ROM は一般にコマンドの省略もサポートしているため、2 つのサービス ROM が、名前は非常に似ているが機能が異なる可能性のあるコマンドを提供する場合、あいまいさが生じます。この場合、MOS は、番号が大きい ROM スロットの ROM からのコマンドを優先します。たとえば、7 は 6 より優先されます。

一部のサードパーティ サプライヤーは、スター コマンドの前に他の文字を付けることによってこの問題を回避します。たとえば、Watford Electronics ROMS では、スター コマンドの前に を付けて、W一意になるようにします。

ROM マップの下位 16 KiB (0x8000 から 0xBFFF) は、アクティブなSideways アドレス空間ページ バンク用に予約されています。BBC Micro の Sideways システムでは、マザーボード (または拡張ボード) のソケットから一度に 1 つの ROM をメイン メモリ マップに切り替えることができます。この方法では、ソフトウェアを ROM から実行でき (RAM にユーザー プログラム コードが残らないため、作業スペースが広くなります)、このような ROM によって OS を拡張できます。BASIC に次いで最も普及している Sideways ROM は、マシンにフロッピー ディスク サポートを提供するために使用される Acorn Disc Filing Systemです。

リセット中、すべてのページ ROM が切り替えられ、必要なパブリック ワークスペースとプライベート ワークスペースの量が尋ねられます。各 ROM には、常に割り当てられたままのプライベート ワークスペースのチャンクが割り当てられ、最大要求のサイズに等しいパブリック ワークスペースの 1 つのブロックがアクティブ ROM で使用できるようになります。動作中、ファイル システム コマンドが発行され、認識されないコマンドが OS に渡されると、ページ領域は ROM 間で急速に切り替えられます。

MOS は、オペレーティング システムと言語 ROM ワークスペース用に、メモリ マップの下部から 3.5 KiB のメモリ ブロック (0x0000 ～ 0x0DFF) を割り当てます。

^{[5] [6]}

カセットのみのマシンでは、0x0E00 がユーザープログラムメモリの開始位置です。ファイルシステム ROM などの OS 拡張 ROM が装着されている場合、この位置より上にさらに多くのメモリが割り当てられます。DFS ROM は通常、ディスクカタログをキャッシュし、ランダムアクセスバッファを管理するためにさらに 2.75 KiB を使用します。ネットワークファイルシステム ROM ( Econet用) は、この上にさらに 0.5 KiB を割り当てます。MOS はマシンコードの再配置をサポートしていないため、マシンコードはアセンブルされたアドレスから実行する必要があるため、ユーザープログラムメモリの固定開始位置を前提とする一部のプログラムが MOS ワークスペースを上書きする可能性があり、これは深刻な問題です。この問題はバージョン 3 から 5 で緩和され、ROM は Master シリーズコンピュータに存在していた 0xC000 から 0xDFFF の代替 RAM バンクにワークスペースを割り当てることができるようになりましたが、古い ROM は引き続きメインメモリのブロックを割り当てることができました。

OS は、すべての呼び出しのベクトル テーブルも保持しており、これを更新して、ユーザー拡張用の OS 呼び出しをフックすることができます。これらのベクトルを変更または「フック」することで、開発者は MOS によってデフォルトとして提供されるルーチンを独自のルーチンに置き換えることができます。

MOS では、画面に表示するテキスト出力をプリンタに送ったり、両方を同時に送ったりできるので、プレーンテキストの印刷サポートが非常に簡単になります。グラフィック印刷はサポートされていないため、別途書き込む必要があります。

グラフィックスと、一般的にすべての画面出力は、非常に珍しい方法で処理されます。 MOS では、 ASCII制御文字のほとんどすべてが新しい意味を持ちます。ドキュメントでは BBC BASIC の VDU ステートメントに関連して説明されているため、「VDU ドライバー」と呼ばれ、ビデオ制御文字として解釈されます。VDU 30(つまり、ASCII 30) はカーソルを (0, 0) に移動し、VDU 4 と 5 はテキストをグラフィックス カーソルに描画するかテキスト カーソルに描画するかを選択します。VDU 12 は画面をクリアし、VDU 14 と 15 はスクロール ロックのオン/オフを切り替えます。したがって、Ctrl + L を押すと画面がクリアされ、Ctrl + N を押すとスクロール ロックが有効になります。VDU 2 と 3 は、画面出力をプリンターにエコーするかどうかを切り替えます。BBC BASIC VDU ステートメントはVDU x [, y[, z...]]従来の BASIC と同等であり、多くの制御コード (「画面クリア」の 12 や「ビープ音」の 7 など) は、他の最新のマシンと同じ機能を持ちます。 PRINT CHR$(x) [; CHR$(y)[; CHR$(z)...]]

さらに多くの制御文字がパラメータを取ります。後続の 1 つ以上の文字は、制御コードとしてではなく、パラメータとしてビット値のみに使用されます。VDU 19 はパレットの再マップを処理します。後続の 5 バイトは、パレット エントリ、目的の色、および 3 つの予約バイトを表します。VDU 31 は、テキスト カーソルを後続の 2 バイトに保持されている場所に配置します。VDU 17 はテキストの色を設定し、18 はグラフィックスの色を設定します。VDU 25 は、後続の 5 バイトを使用してグラフィックス カーソルを移動し、MOS 0 および 1 で文書化されたグラフィックスの範囲である実線と破線、点と塗りつぶされた三角形をプロットします。最初のバイトはコマンド コードで、その後に 2 バイトのペアとして x 座標と y 座標が続きます。特定の色で囲まれた水平線の塗りつぶしなどの他のグラフィック機能は、文書化されていない、または文書化が不十分なコマンド コードを使用することで利用できました。^{[引用が必要]}

BBC BASIC には、よく使用される VDU コード (VDU 18 の場合は GCOL、VDU 25 の場合は PLOT など) のエイリアスが含まれていました。一部のステートメントは、VDU 12 の場合は CLS など、VDU コードと直接同等でした。一部のステートメントは、OS ルーチンの呼び出しだけでなく BASIC 固有の機能も組み込んでいるため、正確性に欠けていました。たとえば、ステートメントMODE x は、画面モードxを設定し、新しいモードで BASIC に使用可能なメモリの量に応じて BASIC システム変数 HIMEM を調整します。一方、VDU 22, x は、HIMEM を変更せずに画面モードのみを設定します。これにより、プログラマーは、プログラムの開始時に HIMEM の値を小さくすることで、たとえばマシン コード ルーチンをロードするために BASIC からメモリ ブロックを割り当てることができ、副作用として割り当てを解除することなく、画面モードを自由に切り替えることができました。

文字を書き込むためのオペレーティング システム コマンドは 1 つあり、OSWRCH はすべてのテキストとグラフィックスを担当します。たとえば、6502アセンブラでカーソルを (10, 15) に移動するには、次のようにします。

LDA #31: JSR OSWRCH \ テキストカーソルを移動する
LDA #10: JSR OSWRCH \ x座標
LDA #15: JSR OSWRCH \ y座標

(LDA はアキュムレータに値をロードします。JSR は「サブルーチンへのジャンプ」です。) 3 回目の OS 呼び出しで、カーソルが移動します。次のコードは、(0, 0) から (0, +100) までの線を描画します。

LDA #25: JSR OSWRCH \ begin "PLOT" (ASCII 25) コマンド
LDA #4: JSR OSWRCH \ コマンドk=4、または絶対移動
LDA #0: JSR OSWRCH: JSR OSWRCH: JSR OSWRCH: JSR OSWRCH
 \ (0, 0) を下位バイトと上位バイトのペアとして送信する

LDA #25: JSR OSWRCH \ プロット開始
LDA #1: JSR OSWRCH \ k=1 - 相対的に描画
LDA #0: JSR OSWRCH: JSR OSWRCH \ x = 0
LDA #100: JSR OSWRCH \ y = 100 (下位バイト)
LDA #0: JSR OSWRCH \ 上位バイト

BBC BASIC では、上記を次のいずれかの方法で実行できます。

 VDU 25、4、0 ;​​​​ 0 ; 25、4、100 ;​​​​ 0 ;        

 PRINT CHR$ ( 25 ); CHR$ ( 4 ); CHR$ ( 0 ); ...など。     

 プロット4 , 0 , 0 :プロット1 , 0 , 100       

 MOVE 0 , 0 : DRAW 0 , 100 : REM絶対座標のみ!      

 OSWRCH = & FFEE : A% = 25 : CALL OSWRCH : A% = 4 : CALL OSWRCH : A% = 0 : CALL OSWRCH ...など。           

Acorn MOS のグラフィックスは、1280×1024 の仮想グラフィックス解像度を使用し、ピクセル位置は現在のグラフィックス モードで最も近い同等のピクセルにマッピングされます。ビデオ解像度を切り替えても、新しいモードでピクセル メトリックが完全に異なる場合でも、描画されるグラフィックスの形状、サイズ、位置は影響を受けません。これはすべて OS によって考慮されるためです。

MOS には、テキスト出力を処理する他の 2 つの OS 呼び出し、OSNEWLおよびが用意されていますOSASCI。OSNEWL は、現在の出力ストリームに改行と復帰を書き込みます。OSASCI は、復帰を除くすべての文字を OSWRCH に直接転送します。復帰は、代わりに OSNEWL への呼び出しをトリガーします。OSASCI と OSNEWL の正確なコード (6502 アセンブラの 5 行) は、BBC Micro ユーザー ガイドに記載されています。

MOS は文字認識を実装しており、システム フォントで画面に印刷されているテキストを矢印キーで選択し、COPY入力するのと同じようにキーで入力できます。画面編集を有効にするには、ユーザーがハードウェア カーソルを読み取りたいテキストまで移動し、OS が元の位置にソフトウェアで 2 番目のカーソルを表示します。 を押すと、ハードウェア カーソルからソフトウェア カーソルに 1 文字コピーされ、両方が進むため、キーを押したままにするとテキストの一部がコピーされ、カーソルは必要に応じて画面の垂直端を回り込みます。編集中に画面がスクロールすると、ハードウェア カーソルの位置がテキストに合わせて調整されます。ユーザーはコピー中にテキストを変更でき、ユーザー定義文字はグラフィック モードで認識されます。またはを押すと画面編集が終了し、通常の効果が得られます。文字認識は、現在のカーソル位置の文字を読み取る呼び出しによって API でユーザーに提供されます。^{[引用が必要]}COPYRETURNESCAPE

サウンド生成は別の OS 呼び出し OSWORD によって実行され、アキュムレータに配置されたタスク コードによって列挙されるさまざまなタスクを処理します。すべての OSWORD 呼び出しには、複数のデータを送受信するために使用されるパラメーター ブロックがあります。このブロックのアドレスは X レジスタと Y レジスタで渡され、下位バイトは X に、上位バイトは Y に格納されます。バッファリングされたサウンド チャネルは 4 つあり、BBC Micro のサウンド チップに基づいて、メロディック チャネルが 3 つ、ノイズ チャネルが 1 つです。メロディック チャネルには波形が1 つだけあります。サポートされているノート パラメーターは、ピッチ、継続時間、振幅、エンベロープ選択、およびさまざまなコントロール オプションです。振幅パラメーターの場合、ゼロまたは負の値は静的振幅を設定し、正の値は振幅とピッチ エンベ​​ロープ (定義済みの時間的変化) を選択してノートに適用します。

制御パラメータはチャネル パラメータを通じて渡され、フラッシュ (ノートを再生する前にバッファがクリアされ、チャネルが無音になる)、同期カウント (その数のチャネルに対して同じ同期カウントが受信されるとすぐに、同期されたノートがすべて一緒に再生される)、および装着されている場合の音声システム アップグレードの制御が含まれます。

OSWORD はサウンド以外の多くの機能を処理しますが、その多くは BASIC では直接サポートされていません。パラメータ ブロックを設定し、そのアドレスを X% と Y% にロードし、タスク コードを A% にロードして、ルーチンを呼び出すことで、BASIC からこれらの機能にアクセスできます。

BBC Micro は、Tube経由で接続された 2 番目のプロセッサをサポートしており、システム バスに直接アクセスできます。Tube インターフェイスのドライバー コードは MOS には保持されず、通常は外部のサービス ROM によって提供されます。

OS にはすべての I/O (ポートと画面メモリ) の読み取りと書き込みを処理する呼び出しがあり、Acorn のドキュメントではプログラマーにこれらを使用するよう強く推奨されています。その理由は、2 番目のプロセッサがインストールされると、ユーザー ソフトウェアは Tube プロセッサ バスの反対側にある別のメモリ マップから実行され、メモリ マップされた I/O レジスタとビデオ メモリへの直接アクセスが不可能になるためです。ただし、パフォーマンス上の理由から、多くのゲームを含む多くのアプリケーションは、I/O のメイン アドレス空間に直接書き込みます。そのため、6502 の 2 番目のプロセッサが接続されると、クラッシュしたり画面が空白になったりします。パフォーマンスが重要な領域の 1 つがスプライトのサポートです。BBC Micro ハードウェアはスプライトをサポートしておらず、ゲームはソフトウェアでスプライトを実装する必要があります。実際には、OS 呼び出しの代わりに直接アクセスを広く使用しても、問題が発生することはほとんどありませんでした。2 番目のプロセッサ ユニットは高価で、それを利用するソフトウェアはほとんど書かれていなかったため、購入する人はほとんどおらず、購入したとしても、問題が発生した場合は単に電源を切るかケーブルを抜くだけで済みました。

MOS には、カセットと ROM という 2 つのファイルシステムが組み込まれています。これらは非常によく似ており (適切な ROM がインストールされた*ROM、*OPT 1 2を試してください*CAT)、多くのコードを共有しています。これらは、特定のフラグが設定されたファイルは、実行する場合を除いてロードできないという基本的なコピー保護メカニズムを備えています。 ^[7] ( 1987 年にAmstradが量産用ツインカセットレコーダーを発売するまでは、^{[8]ほとんどの家庭ユーザーは、ファイルをコンピューターにロードして再保存することなくカセットを}ダビングする機能を持っていませんでした。) Master シリーズに標準でインストールされている Advanced Disc Filing System (ADFS) にも同様のメカニズムがあります。^[9]

BBC Microファミリーのバージョンは0.10 から始まり、1.20 で終わります。紛らわしいことに、Electron はBBC Micro のバージョン 1.20 より後にリリースされたにもかかわらず、バージョン 1.00 で出荷されました。これは、Electron 用の ROM の最初のリリースだったためです。MOS バージョン番号は API 定義として意図されたものではありません。Electron ROM は、いかなる意味でも BBC Micro ROM バージョン 1.0 に「基づいて」いません。

このバージョンは BBC モデル B+ 用で、 B+ にある 横向きおよびシャドウ RAMのサポートが追加されていることを除いて、基本的に MOS 1.20 と同じです。

MOS 3 から MOS 5 は、それぞれ Master 128、Master ET、Master Compact モデルの BBC Master シリーズシステムに同梱されています。

MOS 3 の初期リリースでは、B+ 上の MOS 2 で提供されていた機能が拡張され、追加のハードウェアのサポート、コマンド ライン機能の提供、および強化されたグラフィックス プロット機能による VDU ドライバー コードの拡張が行われました。公開された注目すべきバージョンは 2 つあり、最も一般的なバージョンは 3.20 で、もう 1 つはバージョン 3.50 です (バージョン 3.50 にはより多くの機能とバグ修正が含まれていましたが^[10]、一部の一般的なアプリケーション ソフトウェアとの互換性が 100% ではなかったため^[11]、オプションのアップグレードとしてのみ提供されました)。

MOS 4 は、同様に最小化されたマスター ET 向けに設計された MOS 3 の簡素化されたバージョンであり、いくつかの小さなバグが修正されました。

MOS 5 はマスター コンパクトに同梱されていましたが、いくつかの機能が削除されたり、大幅に修正され、大幅に変更されました。

MOS 3.50 ではスペースがコード用に再利用されたが、MOS ROM 内の入出力メモリ位置 (0xFC00 から 0xFEFF までの 768 バイト) によって通常は隠されている領域には、システムに貢献した人の名前のリストが含まれていた。これは、ROM を抽出してEPROMプログラマーでその内容を読み取ることで復元できる。そのようなデバイスを持っていない人は、アクセス制御レジスターのテスト ビットを設定し、マシン コード プログラムを使用して ROM をテキスト モードの画面メモリに直接コピーすることで、マスター上の ROM にアクセスできた。^[12]

MOS 1.20 の ASCII クレジット文字列の全文は次のとおりです。メモリを節約するため、カンマの後にスペースは入りません。

(C) 1981 Acorn Computers Ltd.Thanks are due to the following contributors to the development of the BBC Computer (among others too numerous to mention):- David Allen,Bob Austin,Ram Banerjee,Paul Bond,Allen Boothroyd,Cambridge,Cleartone,John Coll,John Cox,Andy Cripps,Chris Curry,6502 designers,Jeremy Dion,Tim Dobson,Joe Dunn,Paul Farrell,Ferranti,Steve Furber,Jon Gibbons,Andrew Gordon,Lawrence Hardwick,Dylan Harris,Hermann Hauser,Hitachi,Andy Hopper,ICL,Martin Jackson,Brian Jones,Chris Jordan,David King,David Kitson,Paul Kriwaczek,Computer Laboratory,Peter Miller,Arthur Norman,Glyn Phillips,Mike Prees,John Radcliffe,Wilberforce Road,Peter Robinson,Richard Russell,Kim Spence-Jones,Graham Tebby,Jon Thackray,Chris Turner,Adrian Warner,Roger Wilson,Alan Wright.

1993年と2001年のインタビューで、エイコーンの共同設立者ヘルマン・ハウザーは、マイクロソフトのビル・ゲイツがMS-DOSをエイコーンに売ろうとしたが、ハウザーはMS-DOSを採用することはエイコーンのシステムを維持することに比べて「後退的なステップ」になると考えていたと語った。^{[13] [14]}

注記