Панель инструментов Macintosh - Macintosh Toolbox

В Панель инструментов Macintosh реализует многие высокоуровневые функции Классическая Mac OS, в том числе набор интерфейсы прикладного программирования для разработки программного обеспечения на платформе. Toolbox состоит из ряда «менеджеров», программных компонентов, таких как Зарисовка, отвечающий за рисование экранной графики, и диспетчер меню, который поддерживает структуры данных, описывающие строку меню. Как оригинальный Macintosh был разработан без виртуальная память или же защита памяти, было важно классифицировать код в зависимости от того, когда он должен быть загружен в память или сохранен на диске, и как к нему следует обращаться. Панель инструментов состоит из подпрограмм, достаточно важных, чтобы постоянно храниться в памяти и быть доступными по двухбайтовому машинная инструкция; однако он исключает основные функции "ядра", такие как управление памятью и файловая система. Обратите внимание, что Toolbox не рисовать экранное меню: меню было разработано так, чтобы иметь настраиваемый внешний вид, поэтому код рисования хранился в ресурс, который может быть на диске.

Пришествие и реализация

В системах 68k

Оригинал Семейство Motorola 68000 реализация операционной системы Macintosh выполняет системные вызовы используя этот процессор недопустимый код операции Обработка исключений механизм. Motorola указала, что инструкции, начинающиеся с 1111 и 1010 никогда не будет использоваться в будущих процессорах семейства 68000, что освобождает их для использования как таковые операционной системой. Кроме того, у каждого из них был свой посвященный вектор прерывания отдельно от универсального обработчика недопустимого кода операции. В качестве 1111 был зарезервирован для использования co-процессоры, такие как 68881 FPU, Apple выбрала 1010 (шестнадцатеричный А) в качестве префикса для вызовов операционной системы. Обработка незаконных инструкций известна как ловушка, поэтому эти специальные инструкции были названы Ловушки.[1] Когда процессор встречает такую ​​инструкцию, он передает управление операционной системе, которая находит соответствующую задачу и выполняет ее. У этого механизма было два преимущества:

  • Это приводит к компактным программам. Только два байты используются при каждом доступе к операционной системе, в отличие от четырех или шести при использовании обычных инструкции по переходу.
  • Таблица, используемая для поиска соответствующей функции, хранится в ОЗУ. Тогда, даже если базовый код был сохранен в ПЗУ, его все равно можно было переопределить (залатанный ) путем замены ПЗУ адрес памяти с адресом RAM.

Система была дополнительно оптимизирована путем выделения некоторых битов инструкции A-trap для хранения параметры к наиболее распространенным функциям. Например, выделение памяти - очень распространенная задача, поэтому ее следует выражать как можно меньшим количеством байтов кода. Иногда программист хочет очистить блок памяти до нулей, поэтому либо функция распределения должна принимать логический параметр, либо должно быть две функции распределения. Для передачи параметра потребовалась бы дополнительная двухбайтовая инструкция, что было бы неэффективно. Наличие двух функций потребует как минимум четырех дополнительных байтов ОЗУ, используемых для адреса в таблице поиска функций. Наиболее эффективное решение - сопоставить несколько A-ловушек одной и той же подпрограмме, которая затем использует A-ловушку в качестве параметра. Это верно для наиболее часто используемых подпрограмм. Однако Набор инструментов состоял из меньше часто используемые подпрограммы. Toolbox был определен как набор подпрограмм, которые не принимали параметров в A-ловушке и были проиндексированы из 1024 записей, размером 4 килобайта. таблица отправки.[2] (Машины, поставляемые с ОЗУ менее одного мегабайта, используют одну таблицу из 512 записей, что соответствует таблице диспетчеризации ОС с 256 записями более поздних версий ПЗУ.[3])

В системах PowerPC

В 1994 году Apple выпустила Macintosh с использованием PowerPC архитектура, в которой отсутствовала аппаратная поддержка механизма A-trap, доступного в системах 68k. Однако из-за их использования при наложении программных исправлений таблицы отправки были сохранены. Код библиотеки API, лежащий в основе любой подпрограммы Toolbox, не делает ничего, кроме ссылки на таблицу отправки. Таблица отправки связана только с эмулированным кодом семейства 68000. Функции панели инструментов, реализованные в собственном коде PowerPC, должны сначала отключить эмулятор с помощью диспетчера смешанного режима. Ради единообразия и расширяемости новые записи о функциях даже продолжали добавляться в Toolbox после перехода на PowerPC.

Однако альтернативный механизм существовал в диспетчере фрагментов кода, который использовался для загрузки и динамического связывания собственных программ PowerPC. Средство системного вызова PowerPC, аналогичное механизму A-trap, использовалось для взаимодействия с Наноядро Mac OS, который предлагает несколько сервисов, непосредственно полезных для приложений.

Функциональность

Программные интерфейсы

Панель инструментов состоит из часто используемых функций, но не из наиболее часто используемые функции. В результате он превратился в мешанину из разных API. библиотеки.[3] Панель инструментов включает в себя большинство основных функций, которые отличают классическую Mac OS. Ссылки Apple «Внутри Macintosh: Macintosh Toolbox Essentials» и «Inside Macintosh: More Macintosh Toolbox», столь же расплывчатые по объему, также документируют большую часть Toolbox.

Использовать при загрузке

Поскольку большая часть Toolbox реализована в ПЗУ, наряду с компьютерными прошивка, было удобно использовать как загрузчик среда. В сочетании с Ресурсы Сохраненная на микросхеме ПЗУ, Toolbox может превращать экран в серый, отображать диалоговое окно с подписью приветствия «Добро пожаловать в Macintosh» и отображать курсор мыши. Используя Toolbox для загрузки машины, можно инициализировать рудиментарную среду, подобную Mac, перед загрузкой Системный чемодан с диска (фактически, до того, как были выполнены ПЗУ на картах NuBus), и именно тогда необходимо принять решение об использовании 24-битной или 32-битной адресации. (Для поддержки 32-битной адресации системой 7 требуется 32-битный чистый ПЗУ, так как старые ПЗУ Mac не поддерживают это). Необходимость диагностики как в BIOS резидент для Совместимость с IBM PC 'платы не нужны, так как Macintosh имеет большую часть диагностики в ПОЧТОВЫЙ и автоматически сообщает об ошибках через "Грустный Mac "коды.

Однако сходство между загрузочной средой и реальной операционной системой не следует путать с идентичностью. Хотя процесс загрузки «Классической Mac OS» запутан и в значительной степени недокументирован, он не более ограничен, чем Совместимость с IBM PC BIOS. Как ПК Главная загрузочная запись, Mac на основе ПЗУ считывает и выполняет код из первых блоков («загрузочных блоков») раздел диска выбран как загрузочное устройство. Затем загрузочные блоки проверяют, существует ли подходящая рудиментарная среда, и используют ее для загрузки чемодана системы. Другая операционная система с другим файловая система может загружаться, просто используя собственный код в загрузочных блоках.[4] Однако эта система не использовалась для PowerPC Linux, поскольку Открытая прошивка в ПЗУ нового мира Для машин требуется загрузчик в файловой системе HFS - причина, не имеющая ничего общего с Toolbox или «старомодными» компьютерами Mac в целом. В более узком смысле, панель управления загрузочным диском в классической Mac OS и macOS позволяет пользователю выбирать только смонтированную файловую систему с очень конкретными ограничениями.

Наследие

В Mac OS X, Toolbox вообще не используется, хотя Классическая среда загружает ROM-файл Toolbox на свою виртуальную машину. Большая часть Toolbox была реструктурирована и реализована как часть Apple Углерод API программирования, позволяющий программистам, знакомым с Toolbox, порт их программный код легче переносится на Mac OS X.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Apple Inc. (6 июля 1996 г.). "Прямые инструкции". Архивировано из оригинал на 2004-07-02. Альтернативный URL
  2. ^ Apple Inc. (6 июля 1996 г.). «О ловушке». Архивировано из оригинал на 2004-07-02. Альтернативный URL
  3. ^ а б Олсон, Джеймс Х. (4 сентября 1997 г.). «Мак Аламанак II». Linux / m68k для Macintosh.
  4. ^ Apple Inc. (6 июля 1996 г.). «Загрузочные блоки». Архивировано из оригинал на 2004-03-12. Альтернативный URL

внешняя ссылка