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OS-9(オーエスナイン)は、マイクロウェア(現RadiSys)によってモトローラの8ビットMPU MC6809のために開発されたリアルタイムオペレーティングシステム(以下、RTOS)である。現在では680x0/x86/SH/ARMなど、幅広いCPUに対応している。

当時、マイクロウェアは、モトローラの依頼により共同でプログラミング言語Basic09を開発していた。この言語の開発・実行環境としてマイクロウェアが開発したのがOS-9である。

◆特徴

◇プリエンプティブマルチタスク

RTOSは、一般のマルチタスクOSと異なり、高負荷の状態が持続してもシステムの停止に至ることはほとんど無い。これは、RTOSが各タスクの切り替えを強制的に(プリエンプティブと呼ぶ)、確実に行う事、あらかじめ決められたタスクの優先順位を厳密に管理する機能を持っているからである。

◇マルチプロセス

他の組み込み用RTOSはマルチタスクをスレッドにより実現している事が多いが、OS-9は各タスク間のメモリ保護を行えるプロセスモデルを採用している。

◇モジュール構造

OS-9を構成する全ての部分は、 モジュールと呼ばれる統一された構造を持っており、必要な機能だけを選択して使用することができ、自由度の高い構造になっている。これにより、OS-9は以下の特徴を有する。

・移植性が高い - 移植に必要なモジュールだけを新たに作成すればよい。個々のモジュールも容易に作成可能。

・アップグレードが簡単 - 対象モジュールのみ交換可能。再起動の必要も無い。

・セキュリティに強い - 各モジュールにCRCがあり、正当なモジュールのみロード可能。

・デバッグが簡単 - OS自体が構造化されているため、問題点の切り分けが行いやすい。

・エディション - モジュールにエディションがあり、同一名のモジュールがメモリ中に複数ある場合、最新のモジュールのみ有効となる。ROM化されたシステムをアップグレードする場合、新しいモジュールのROMを追加するだけでよい。

・ROM化可能 - 変数はカーネルにより別領域に確保されるため、各モジュール(プログラム)は、全て主記憶空間内のROM上で直接実行可能である。

  ・また全てのモジュールがリロケータブルなモジュールになっていることからROM化特有のアドレスを意識しないでプログラミングすることが可能である。

・再入可能(リエントラント) - プログラムがリエントラントであることはOS-9において必須の条件であり、リエントラントでないコードは利用できない。なお、プログラムは自身を実行中に書き換えてはならない(自己書き換えコードはリエントラントではない)。

・メモリ使用効率が高い - プログラムがリエントラントであるため、コード領域を各プロセスで共有することが可能になり、メモリの利用効率が高くなる。また、OS自身がモジュールの集合であるので、必要なモジュールのみをロード(あるいはROM化)すればよい。

・遅い - 汎用性は高いが、専用に設計されたモノリシックOSに比べるとオーバヘッドが生じる。例えばモジュールのCRCチェックは8ビットCPUには重い負荷であった。

 OS-9のモジュールの種類

・カーネルモジュール

  ・ OS9p1

  ・ OS9p2

  ・ OS9p3 (日本語版のみ)

・ファイルマネージャモジュール

  ・ RBF - Random Block File Manager (ディスク)

  ・ SCF - Sequencial Character File Manager (コンソールなど)

  ・ SBF - Sequencial Block File Manager (テープ)

  ・ PipeMan - Pipe File Manager (パイプ)

  ・ IBF - IEEE 488 Interface Bus File Manager (エーアールケーコーポレーション製)

  ・ PCF - PC-DOS equivarent File Manager(PC-DOSファイルの操作)

  ・ NVFM - non-volatile file manager(CD-iのデータ保存のための、ディレクトリを持たず、バッファリングしないファイルシステム)

  ・ CDFM - Compact Disk File Manager

  ・ NRF - Non-Volatile RAM File Manager

  ・ UCM - User Communication File Manager

  ・ DSM - Display Support Manager

  ・ GFM - Graphics File Manager

  ・ NFM - Network File Manager

  ・ SOCKMAN - Socket File Manager (OS-9/ISP - Internet Support Package に含まれている)

  ・ IFMAN - 通信インターフェース・ファイル・マネージャ

  ・ PKMAN - 仮想キーボード・ファイル・マネージャ

・デバイスドライバモジュール

  ・ (例)sc6821 - MC6821用汎用コンソールドライバ

・デバイスディスクリプタモシュール

  ・ (例)t0 - デバイスのアドレス、設定値などを保持

・プログラムモジュール

  ・(例)cc - Microware C Compiler当時、マイクロウェアはMicroware C Compiler をANSI準拠と称していた。実際にパーサーも改良され、ANSI準拠のライブラリも準備されたが、最期までプロトタイプが実装されず、実質はK&R準拠のCコンパイラであった。 / Ultra C CompilerUltra C Compiler は ANSI X3.159-1989準拠のコンパイラである。

・データモジュール

  ・(例)init - システム初期化定数などを保持

・BASIC中間コードモジュール

・共有ライブラリモジュール

・runb - MW-BASIC/Basic09ランタイムライブラリ

  ・csl - C language shared libraryANSI C準拠ライブラリモジュール。Micoware Ultra Cでコンパイルされたモジュールを実行するのに必要となる。

  ・psl - presentation support library(CD-i用)

◇ダイナミックローディング

カーネル以外のすべてのモジュールは、システムの稼動中、任意の時点で追加、削除、更新が自由に行える。例えばデバイスドライバは任意の時点でメモリにリンク(ロード)/アンリンク(アンロード)が可能であるため、デバッグ中も、カーネルを壊さない限りシステムを再起動する必要がない。

またモジュールをメモリにリンク(ロード)するときにリンクカウントがインクリメントされるほか、モジュールを利用(オープン)する度にリンクカウントがインクリメントされ、プロセスでモジュールの利用が終わるとリンクカウントがデクリメントされる仕組みがある。よってモジュールを利用しているプロセスがある間は、故意にアンリンクしようとしてもアンリンク(アンロード)されない。またリンクカウントがゼロになるとモジュールがメモリからアンリンク(アンロード)される。

◇メモリ保護

ハードウェアがMMUを持つ場合、メモリ保護機能が有効となる。システム空間とユーザ空間が分離され、また、各ユーザプロセス間も分離される。デバッグ中のユーザープロセスが他のプロセスやシステムを破壊することがない。OS-9/6809では特にLevel2と呼ぶ。

◇マルチユーザ

組み込み用途だけではなく、一般のコンピュータとして使用可能であり、UNIXと同様のマルチユーザの機能を備えたTSSの環境がある。ユーザ、グループ別にファイルやプロセスのアクセス権がある。

◇UNIXライク

以上のようなRTOSの上で、UNIXライクな開発環境が構築されている。簡易なものであるがシェルも実装されており、ファイルシステムも階層構造を始めとしてUNIXに近い機能を実現している。

◇OS-9LAN

OS-9には独自のLAN、OS-9LANがある。LAN上の他のコンピュータの資源に対して、透過的にアクセスが可能な優れたものである。フルパスリストの先頭にコンピュータ名を追加するだけで、そのコンピュータのファイルやデバイスにアクセス可能で、例えばシェルからリダイレクトして、LAN上の他のコンピュータに接続されたプリンタに出力可能である。

なお、開発は、当初、星光電子により、OS-9/6809と富士通FM-11+ARCNetという構成でおこなわれた。

X68000用のOS-9LANは、マイクロボードより販売されていた。

◇ ウインドウシステム

OS-9/680x0には以下のようなウインドウシステムが発売された。

・ X Window System:マイクロウェアが移植。Motifも付属。

・ Personal-Window:マイクロウェアジャパンが、X68000のために開発。

・ G-WINDOW: ドイツのGESPAC(代理店:フォークス)が開発。

◇欠点

・UNIXと異なり、仮想記憶機能が存在しないため、搭載された主記憶容量以上の記憶空間が使えない。(もっとも、仮想記憶を利用するとリアルタイム性が担保できなくなるため、RTOSとしての意義がなくなる。)

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