OS-9

OS-9は、リアルタイム、プロセスベース、マルチタスク、マルチユーザー オペレーティング システムファミリであり、1980 年代にMicroware Systems CorporationによってMotorola 6809 マイクロプロセッサ用に開発されました。2001 年に Radisys Corp によって買収され、2013 年に現在の所有者であるMicroware LPによって再び買収されました。

OS-9 ファミリは汎用コンピューティングで人気があり、商用組み込みシステムや愛好家の間で今でも使用されています。今日、 OS-9 は、Motorola 68000シリーズのマシン言語OS と、元々 OS-9000と呼ばれていたCで書かれたポータブル ( PowerPC、x86、ARM、MIPS、SH4など) バージョンの両方で使用される製品名です。

最初のバージョン (「OS-9 レベル 1」) は 1979 年から 1980 年にかけて開発され、Motorola 6809 CPU用にアセンブリ言語で記述され、すべてのプロセスはメモリ管理ユニットなしで CPU の 64KB アドレス空間内で実行されました。これは、6809 開発の一環として Motorola が請け負ったBASIC09プロジェクトのサポート オペレーティング システムとして開発されました。後の 6809 バージョン (「レベル 2」) はメモリ マッピング ハードウェアを活用し、ほとんどの実装で最大 2 MB のメモリ (1980 年頃) をサポートし、一部のプラットフォームではGUIも含まれていました。

1983 年、OS-9/6809 はMotorola 68000アセンブリ言語に移植され、拡張されました (OS-9/68K と呼ばれます)。さらに後 (1989 年) のバージョンは、移植性を高めるために主にCで書き直されました。移植可能なバージョンは当初 OS-9000 と呼ばれ、 1989 年頃に80386 PC システム向けにリリースされ、1995 年頃にPowerPCに移植されました。これらの後のバージョンには、OS-9/6809 レベル 2 のメモリ マッピング機能がありません。これは、単に必要がないためです。これらのバージョンでは、すべてのプロセスが共有する単一のフラット アドレス空間が使用されていました。メモリ マッピング ハードウェアが存在する場合は、ほとんどの場合、プロセスがアクセス権を持つメモリのみにアクセスするようにするために使用されます。680x0および80386 (およびそれ以降) のMPUはすべて、いずれにしても 1 MBをはるかに超えるメモリを直接サポートしています。

6809 プロセッサの使いやすい再入可能オブジェクト コード機能を利用するという初期の設計決定が広く行われていたため、OS-9 向けのプログラムは再入可能でなければなりません。コンパイラは再入可能コードを自動的に生成し、OS-9 用のアセンブラはこれをかなりサポートしています。また、OS-9 は位置独立コードとデータを使用します。これは、6809 がこれを直接サポートしているためです。コンパイラとアセンブラは位置独立をサポートしています。OS-9 カーネルは、メモリ マップで十分な空き領域がある場合にはどこでも、プログラム (共有コードを含む) をロードし、データを割り当てます。これにより、OS 全体とすべてのアプリケーションを ROM またはフラッシュ メモリに配置できるようになり、プログラムを RAM にロードして実行するときにメモリ管理要件が緩和されます。OS-9 のプログラム、デバイス ドライバ、および I/O マネージャはすべて「モジュール」であり、必要に応じて動的にロードおよびアンロードできます (リンク数による)。

OS-9/6809 は、Motorola 6809を使用する Motorola EXORbus システム、SWTPC、Tano、Gimix、Midwest Scientific、Smoke Signal Broadcastingなどの企業のSS-50 Busおよび SS-50C バス システム、複数のサプライヤのSTD-bus 6809 システム、 Fujitsu FM-11、FM-8、FM-7、 FM-77 、Hitachi MB-S1  [jp]などのパーソナル コンピュータ、その他多数で動作します。

DEC 互換機器のサードパーティ プロバイダーであるSystem Industries は、 VAXインストールのQIC ( 1/4 インチ カートリッジ)テープ バックアップコントローラーで OS9 を実行する 68B09E プロセッサーを使用しました。

最もよく知られたハードウェアは（その低価格と広範囲な流通のため）TRS-80 Color Computer（CoCo）と類似のDragonシリーズでした。極めてミニマリストなハードウェアプラットフォームであるCoCoでも、OS-9/6809 Level Oneの下では、複数の対話型ユーザー（たとえば、コンソールキーボードで1人、バックグラウンドでもう1人、シリアル接続を介して対話的に3人目など）を同時に実行したり、他のいくつかの非対話型プロセスを実行したりすることが可能でした。^[要出典] Positron 9000というシステムは、教育用のマルチユーザーシステムとして位置付けられ、MicrowareのBASICおよびPascal環境を提供し、64KBから512KBのRAMを搭載し、4つから12個のシリアルポートを備えています。ただし、システムの最小構成では、マルチユーザー操作によって応答性が影響を受けると報告されています。^[1] BBC Micro用のOS-9の2番目のプロセッサ実装は、Cumanaによって作成されました。オンボードRAM、SCSIハードディスクインターフェース、MC68008プロセッサを搭載していました。^[2]

OS-9 は、ベース 8032 モデルの 6502 に加えて 6809 を搭載し、さらに 64 KB を追加したCommodore SP-9000または SuperPET にも移植されました。トロント PET ユーザー グループは、MMU 付きのドーター ボードと OS-9 配布ディスクを含む HW/SW プロジェクトを後援しました。2 つのプロセッサ、96 KB、25×80 の画面、シリアル、パラレル、IEEE-488 ポート、および多数の周辺機器を備えたこのシステムは、入手可能な OS-9 システムの中で最も高性能なものの 1 つでした。

OS-9 のマルチユーザーおよびマルチタスク機能により、汎用の対話型コンピュータ システムとして使用できます。 Dynacalcスプレッドシート、VED テキスト フォーマッタ、Stylograph および Screditor-3 WYSIWYG ワード プロセッサなど、多くのサードパーティの対話型アプリケーションが OS-9 用に作成されています。TSCのnroffエミュレーション フォーマッタも、MicroWay によって OS-9 に移植されました。

1980年代半ば、 CD-iオペレーティングシステムにOS-9が採用されました。同じ頃、MicrosoftはCD-iオペレーティングシステムであるCD-RTOSに魅力を感じ、Microwareに買収を打診しました。交渉は失敗し、取引は成立せず、Microwareは独立を維持することを決定しました。^[3]

1980 年代後半、Microware は、より移植性の高いオペレーティング システムのバージョンである OS-9000 をリリースしました。オペレーティング システム カーネルの大部分はCで書き直され、ハードウェアに依存する部分はアセンブリ言語で記述されました。ツリー状のカーネル モジュール名前空間などの「より高度な機能」がいくつか追加されました。OS-9000 は、当初Motorola 680x0ファミリ CPU、Intel 80386、およびPowerPCに移植されました。OS-9000/680x0 はマーケティングに失敗し、すぐに撤退しました。これは、安定性が証明されている既存の OS-9/680x0 よりも、より重く遅いオペレーティング システムを試したい顧客がほとんどいなかったためと考えられます。Motorola 680x0 ファミリとVMEボード コンピュータ システム ベンダーが終焉に近づいていたことが、OS-9000/680x0 の不人気に影響した可能性があります。その後、Microware は、当初 OS-9000 と呼ばれていたものも含め、すべてのオペレーティング システムを単に OS-9 と呼ぶようになり、携帯電話、カー ナビゲーション、マルチメディアなどのポータブル コンシューマー デバイス市場へと事業の関心を移し始めました。

1980 年代後半から 1990 年代前半にかけて、放送システムで使用されていたキャラクター ジェネレーター コンピューターでは、OS-9 と OS-9000 が広く使用されていました。現在は廃止された Pesa Electronica は、CG 4722 や CG4733 などの CG で OS-9 を使用していました。

OS-9の最初のリリースから19年後の1999年、Apple ComputerはMac OS 9をリリースした。その年、Microwareは商標権侵害でAppleを訴えたが^[4]、裁判官は両者を混同する可能性はほとんどないと判断した。Microwareのあまり知られていないOS-9を知らない一部のMacintoshユーザーは、OS-9が何であるかを知らずにcomp.os.os9ニュースグループに投稿した。

2001 年、RadiSys はIntel IXP-1200ネットワーク プロセッサ リソースを取得するためにMicroware を買収しました。この買収により Microware は資本を獲得し、OS-9 の開発とサポートを継続できるようになりました。

2013 年 2 月 21 日、Microware LP (日本の Freestation、ドイツの Microsys Electronics、米国の RTSI LLC により設立されたパートナーシップ) は、RadiSys から Microware、OS-9 という名称およびすべての資産の権利を購入する資産購入契約を締結したことを発表しました。

OS-9 (特に 68k バージョン以降) は、多くの点で以前の世代の組み込みオペレーティング システムとは明らかに異なります。

• 8 ビット、16 ビット、32 ビットの CPUで動作します。
• ユーザー モードとスーパーバイザー (カーネル) モードを明確に分離します。
• 静的にリンクされた単一のモノリシック イメージではなく、個別に構築されたソフトウェア コンポーネント (実行可能プログラム イメージとカーネル モジュール) を動的に使用します。
• Unix ライクなプロセス名前空間モデル (メモリ モデルではない) とユーザー シェル プログラム。
• ハードウェアに依存しないレイヤー (例: ファイル マネージャー) とハードウェアに依存するレイヤー (例:デバイス ドライバー) を明確に分離します。

より新しいオペレーティング システムと比較すると、次のようになります。

• カーネルは、単純な内部データ構造を使用して、アセンブリ言語(OS-9/68K バージョンのみ) とC (他のアーキテクチャへの移植可能なバージョン) で完全に記述されており、柔軟性と改善の範囲が削減される一方で、リアルタイム オペレーティング システムに必要な決定性が向上しています。
• 一部の操作ではパフォーマンスも影響を受けましたが、アセンブリ言語によって速度の問題は解決されました。
• メモリ管理ユニット(MMU)のないシステムには、不正アクセスに対するメモリ保護もプロセスごとのメモリ保護もありませんが、MMU のあるシステムではメモリ保護を有効にすることができます。システム インテグレータは、MMU を制御するモジュールを追加または削除して、メモリ保護を有効または無効にすることができます。これにより、OS-9 は MMU のない古いシステムでも実行できます。
• OS-9 の古いバージョンはPOSIX スレッドをサポートしていませんが、OS-9 をサポートするすべてのプロセッサは POSIX スレッドをサポートしています。
• 同じ OS-9 インスタンス内の複数のソケット、コア、またはハードウェア スレッドに対するSMPサポートはありません( Linux が汎用タスクを実行する他のコアで実行されている場合、Core DuoやCore 2 Duoなどのデュアル コア プロセッサのコアの 1 つで RTOS として実行できます)。

OS-9 のリアルタイム カーネルでは、タスク切り替えとプロセス間通信機能により、複数の独立したアプリケーションを同時に実行できます。すべての OS-9 プログラムは、少なくとも 1 つの軽量プロセス (スレッド) を含むプロセスとして実行されますが、実質的にはスレッドの数に制限はありません。プロセス内では、これらの軽量プロセスは、POSIX スレッド仕様と API に従って、メモリ、I/O パス、およびその他のリソースを共有します。OS-9 は、各優先度内でラウンドロビン スケジューリングを行う固定優先度のプリエンプティブ スケジューリング アルゴリズムを使用してスレッドをスケジュールします。タイム スライスがサポートされています。優先度レベルは、エージングをサポートする範囲と、厳密な優先度スケジューリングを使用する高優先度の範囲に分けることができます。各プロセスは、適切な OS-9 サービス要求を発行することで、任意のシステム リソースにアクセスできます。すべてのスケジューリング ポイントで、OS-9 はアクティブ キューの先頭にあるスレッドの優先度を現在のスレッドの優先度と比較します。その優先度が現在のプロセスの優先度よりも高い場合は、アクティブ キューのスレッドにコンテキスト スイッチします。エージングは​​、時間の経過とともに、アクティブ キュー内のスレッドの有効な優先度を人為的に増加させます。定義された間隔で、タイム スライスにより、現在のスレッドが同じ優先度の他のスレッドの後ろのアクティブ キューに戻されます。

• カーネル – タスクの切り替え、メモリの割り当て、およびほとんどの非I/O呼び出しが含まれます
• IOMAN – さまざまなファイル マネージャーおよびドライバーへの I/O 呼び出しを処理します。
• ファイルマネージャーの基本セット:
  • SCF、シリアルファイル（シリアルデバイス）
  • RBF、ランダム ブロック (ディスク デバイス)
  • SBF、シーケンシャル ブロック (テープ デバイス)
  • NFM、NULL デバイス (USB およびその他のデバイス)
  • MFM、メッセージ
  • PCF、PC FATファイル
  • PIPEMAN、パイプマネージャー
  • Modman - メモリモジュールディレクトリ
• SSM – システムセキュリティ（MMU処理）
• キャッシュ – キャッシュ処理、
• VectXXX – ベクター / PIC ハンドラー
• FPU –浮動小数点エミュレーション
• Align – アドレスアラインメントフォルトハンドラ

以下のコマンドのリストは OS-9 シェルでサポートされています。

シェル組み込みコマンド

オペレーティング システム機能のユーティリティ

システム管理ユーティリティ

一般的なユーティリティ

OS-9 のプロセスと I/O パスの概念は、ほぼすべての点で Unix のものと非常に似ていますが、いくつか重要な違いがあります。まず、ファイル システムは単一のツリーではなく、各ツリーがデバイスに対応するフォレストです。次に、OS-9 には Unix スタイルのfork()システム コールがありません。代わりに、指定されたプログラムを実行するプロセスを作成するシステム コールがあり、 fork-execまたはspawnとほぼ同じ機能を実行します。さらに、OS-9 プロセスは 1 つだけではなく 2 つの「現在のディレクトリ」を追跡します。「現在の実行ディレクトリ」は、デフォルトで実行するプログラムをロードするために最初に参照する場所です (これは、UNIX での PATH環境変数の使用に似ています)。もう 1 つは現在のデータ ディレクトリです。

もう 1 つの違いは、OS-9 では、スラッシュを挟まずにピリオドを 3 回以上繰り返すことで親のディレクトリを示すことができることです ( 4DOS / 4OS2 / 4NT / TCにも見られる機能です)。たとえば、 OS-9 では、 はUnix の..../fileに似ています。ただし、 と は、ピリオドが 1 つまたは 2 つだけなので、OS-9 と Unix の両方で同じように機能します。 ../../../file...

OS-9 は、 6809の設計者の概念と、将来ソフトウェアがどのように配布されるかを予想した影響を受けて、最初からモジュール設計を採用していました ( CPU を設計した Motorola の Terry Ritter らによる 1979 年 1 月から 3 月のByteの 3 部構成の記事を参照)。

モジュール構造については、さらに説明が必要です。OS-9 は「モジュール ディレクトリ」を保持します。これは、ロードされたか、ブート時の初期スキャン中に ROM で見つかったかのいずれかによってメモリ内にあるすべてのモジュールのメモリ常駐リストです。OS-9 シェルにコマンドを入力すると、シェルは最初に現在のモジュール ディレクトリで指定された名前のモジュールを検索し、見つかった場合はそれを使用します (リンク カウントを増やします)。見つからない場合は、ディスク上で適切な名前のファイルを検索します。OS-9/6809 および OS-9/68000 では、モジュール ディレクトリはフラットですが、OS-9000 ではモジュール ディレクトリがツリー構造になっています。OS-9000 シェルは、すべてのバージョンの PATH 変数に類似した、代替モジュール ディレクトリで MODPATH 環境変数を検索します。これは、事前にロードされたモジュールを検索するモジュール ディレクトリの順序を示します。

モジュールはプログラムを保持するために使用されるだけでなく、データを保持するためにオンザフライで作成することもでき、OS-9 が共有メモリをサポートする方法です。OS-9/non-68000 はPOSIX スレッドをサポートします。1 つのプロセスで任意の数のスレッドを開始できます。

OS-9 は一般的な使用からは消えつつありますが、Microware LP は引き続きサポートしており、ARM や x86 などの最新のアーキテクチャで動作します。提供されるコンパイラ Ultra C/C++ はC89をサポートしていますが、C99もC++98もサポートしていません。Ultra C++ は C++ テンプレートを限定的にサポートしています。また、 wolfSSLなどの一般的なSSL/TLSライブラリでもサポートされています。

• Steve Adams の G-Windows を実行する OS-9 のバージョンは、Ontrak Systems / Lam Research が製造した半導体ウェーハ スクラバーに搭載されています。現在、数千のこれらのシステムが使用されていますが、そこで実行されているソフトウェアは、Y2K 問題に対処するために最後のバージョンが作成された 1999 年のものです。
• OS-9/68K のバージョンは、日本のX68000、Color Computer からのアップグレードとして設計者が意図した一部のパーソナルコンピュータ (例: 68070 および68340ベースの MM/1、および Frank Hogg Laboratories、PEP Modular Computers、Delmar Co. の他のコンピュータ) を含む、さまざまな 68000 ファミリ プラットフォームで実行されました。また、 1990 年代初頭に Recc-o-ware によってAtari STに移植され、ヨーロッパでは Cumana によって配布されました。Ultrascience によって配布された 68000 ベースのApple Macintoshへの移植版も存在します。Digby Tarvin によるAmigaへの移植版も存在すると言われています。
• OS-9/68K はCaltransによって 2070-1B および 2070-1E コントローラ カードで使用することが義務付けられており、多くの北米の交通信号制御システムを実行するために使用されることになります。
• OS-9/68K は、ユタ州の ScanLine Technologies 社が現在も生産している Quanta Delta テレビ放送用文字ジェネレーターなど、他の組み込みアプリケーションにも使用されています。このシステムのユーザー レベル インターフェイス コードは起動時に開始されますが、デバイスの編集チャンネル モニターのスクロール ウィンドウにルート シェル プロンプトを表示する、ドキュメント化されていない隠しキーボード シーケンスがありました。
• 組み込み市場では、OS-9 はFairlight CMIシンセサイザー、ロボット工学、車載ナビゲーション システム、Philipsの Compact Disc-Interactive ( CD-i ) 業界標準などのデバイスに応用されています。
• TRS -80 カラーコンピュータ（およびクローン）は今でもユーザーがおり、シカゴで毎年カンファレンスが開催されています。2018年現在、第27回「最後の」シカゴCoCoFEST ^{[5]が2018年4月21日〜22日に予定されています。カナダのプログラマーのグループは、効率化と}日立6309のネイティブモードの活用を目的として、OS-9/6809レベルIIをCoCo 3（アドレス変換ハードウェア付き）用に書き直しました。今日の真剣なCoCoユーザーは通常、CoCo 3の68B09Eを日立63B09Eに置き換え、NitrOS-9と呼ばれる書き直しを実行しています。この組み合わせは、特に低コストの8ビットコンピュータシステムで実行されていることを考えると、驚くほど高速です。
• Gary Becker の CoCo3 FPGA は、Altera DE-1 開発ボード上で NitrOS-9 を実行する合成 TRS-80 カラー コンピュータです。コア 6809 CPU は John Kent によって設計され、現在は 25 MHz で動作しています。
• OS-9000/80x86 は、Intel x86 CPU をベースに構築された PC タイプのマシンで実行できます。OS-9000 は、PowerPC、MIPS、Advanced RISC MachinesのARMプロセッサの一部のバージョン、およびHitachi SH ファミリのプロセッサの一部にも移植されています。
• DigiCart/II Plus オーディオ再生ユニットは OS-9/68K で動作します。これは、ラジオ局スタイルのカートプレーヤーのソリッド ステート代替品です。これらのユニットは、ラジオや、ウォルト ディズニー ワールドなどの公園のアナウンスを流す場所で使用されます。
• ドイツの電子機器メーカー Eltec は、1970 年代後半から産業用途の Eurocom モデルの CPU ボードを製造しており、6802 および6809 Eurocom-1 および Eurocom-2 から始まり、68K およびその派生の CPU ボードが今日まで製造されています。最新のボードは、OS-9 を含むさまざまなオペレーティング システムで提供できます。
• オムロンはNSシリーズのHMIパネルにOS-9を使用していました。しかし、新しいNAシリーズでは、オムロンはWindows Embedded Compact 7を選択しました。オムロンは、OS-9では、USBスティックなどのほぼすべてのドライバーをオムロンが作成する必要があることを示しました。^[6]
• OS-9000/SH4 は、日本国内市場向けに松下が製造した旧型自動車用 GPS ナビゲーション システム用のマップ CD/DVD のローダー (KIWI 形式のコンテナー LOADING.KWI 内) にあります。

• ポール・S・ダヤン（1992年）。OS -9の達人 - 1：事実。ギャラクティック・インダストリアル・リミテッド。ISBN 0-9519228-0-7。
• Mark A. Heilpern (1995). OS-9 入門. Microware Systems Corp. ISBN 0-918035-04-X。
• ピーター・ディブル（1994年）。OS -9 Insights。Microware Systems Corp. ISBN 0-918035-05-8。

• マイクロウェア LP
• DTR - PC で OS-9 ディスクにアクセス
• OS-9 よくある質問一覧
• RTSI LLC の OS-9 情報とソフトウェアのアーカイブ。
• カーリーのOS-9
• SourceForge上の 6809 OS-9 ディスク イメージを操作するためのコマンド ライン ツールのリポジトリ
• Mac/Win/Linux ホスト OS 上の OS-9 ユーザー モード プログラムの実行環境
• NitrOS-9 公式サイト(SourceForge上)
• Thomson MO5 への OS-9 ポート、エミュレーション (fr)
• TRS-80 カラーコンピュータ (CoCo) で OS-9 を実行する
• Google グループの Web インターフェース経由の comp.os.os9 ニュースグループ。
• OS-9公式ブログ
• SWTPC 6809システムをベースにした6809エミュレーター。OS9、UniFLEX、FLEXが実行可能。
• XiBase9 (GUI)
• ドラゴンウィキ