CP/M

Processador de Comandos do Console

O Console Command Processor (CCP, ou Processador de Comandos do Console) recebe entradas do teclado e transmite resultados para o terminal. O CP/M pode operar com uma impressora ou com um terminal de vídeo. Todos os comandos do CP/M estão integrados ao interpretador de comandos. O console normalmente exibe o prompt A> na tela para indicar a unidade de disco padrão atual. Quando utilizado com um terminal de vídeo, esse prompt aparece ao lado de um cursor piscante — fornecido pelo terminal —, indicando que o CCP está aguardando a entrada do usuário.

Um comando interno do CCP — a letra da unidade seguida por dois-pontos — permite selecionar a unidade padrão. Por exemplo, se você digitar B: e pressionar a tecla Enter no prompt de comando, a unidade padrão mudará para B, e o próprio interpretador exibirá essa alteração.

A linha de comando do CP/M foi padronizada com base nos sistemas operacionais da Digital Equipment, como o RT-11 para o PDP-11 e o OS/8 para o PDP-8. Os comandos consistiam em palavras-chave seguidas por uma lista de parâmetros separados por espaços ou caracteres especiais. Se o CCP reconhecesse um comando interno, ele o executava. Caso contrário, tentava localizar o arquivo executável no disco ou na área do usuário (nas versões posteriores), carregá-lo e passar-lhe quaisquer parâmetros adicionais da linha de comando. Esses programas eram conhecidos como "programas transitórios". Após a conclusão, o CP/M recarregava a parte do CCP que havia sido sobrescrita pelos programas transitórios, disponibilizando assim mais memória para esses programas.

Às vezes, os comandos eram confusos. Por exemplo, a instrução para duplicar arquivos era PIP (Peripheral-Interchange-Program), o nome do antigo utilitário da DEC usado para essa finalidade. O formato dos parâmetros do programa não era padronizado; portanto, não havia uma "opção de caractere" única para distinguir as opções do nome do arquivo.

Sistema Operacional de Disco

O Basic Disk Operating System (BDOS, ou Sistema Operacional de Disco Básico) fornece acesso a operações como abrir um arquivo, sair do console e imprimir. Os programas carregam os registradores do processador com o código de função para a operação e os endereços dos parâmetros ou buffers de memória, e solicitam um local fixo na memória. Como o endereço é o mesmo independentemente da quantidade de memória no sistema, os programas são executados da mesma maneira para qualquer tipo ou configuração de hardware.

Sistema Básico de Entrada/Saída

O Sistema Básico de Entrada/Saída (Basic Input Output System ou BIOS) fornece acesso às funções de baixo nível exigidas pelo sistema operacional. Essas funções incluem a leitura ou escrita de caracteres individuais no terminal do sistema e a leitura ou escrita de um setor de dados no disco. O BDOS lida com parte do buffer de dados do disco, mas antes do CP/M 3.0, ele assumia um tamanho de setor de disco fixo de 128 bytes, como o usado em disquetes de densidade única de 8 polegadas. Como a maioria dos formatos de disco de 5,25 polegadas utiliza setores grandes, o bloqueio e o desbloqueio — bem como o gerenciamento da área de memória do disco — eram realizados por meio de código específico na BIOS.

A personalização era necessária porque as opções de hardware não estavam limitadas pela compatibilidade com nenhum padrão amplamente conhecido. Por exemplo, alguns fabricantes utilizavam o terminal de computador como uma unidade independente, enquanto outras versões incorporavam um sistema de exibição de vídeo integrado. Portas seriais para impressoras e modems podiam utilizar diferentes tipos de chips UART, e os endereços das portas não eram fixos. Algumas máquinas utilizavam E/S mapeada em memória em vez do espaço de endereçamento de E/S do 8080. Todas essas variações de hardware permanecem ocultas dos demais módulos do sistema graças ao uso da BIOS, que utiliza pontos de entrada padronizados para os serviços necessários à execução do CP/M, como E/S de caracteres ou acesso a blocos de disco. Como o suporte para comunicação serial com um modem era muito rudimentar na BIOS ou podia estar completamente ausente, era prática comum que os programas CP/M que utilizavam modems tivessem uma sobreposição de usuário instalada, contendo todo o código necessário para acessar uma determinada porta serial na máquina.

Sistema de arquivos

Os nomes dos arquivos consistiam em até oito caracteres, seguidos por um ponto e uma extensão de arquivo de até três caracteres (formato de nome de arquivo "8.3"). A extensão geralmente identificava o tipo de arquivo. Por exemplo, .COM indicava um arquivo binário executável e .TXT indicava um arquivo contendo texto ASCII.

Cada unidade de disco era identificada por uma letra. Normalmente, as duas unidades de disco eram identificadas como unidades A: e B:. Para se referir a um arquivo em uma unidade específica, a letra da unidade era precedida pelo nome do arquivo, separados por dois pontos, por exemplo, A:FILE.TXT. Sem a letra da unidade como prefixo, o padrão era usar os arquivos na unidade atual (por exemplo, um programa em execução na unidade B acessará arquivos na unidade B, a menos que os nomes dos arquivos sejam precedidos por uma letra de unidade).

O tamanho do arquivo era especificado como o número de registros de 128 bytes (correspondentes diretamente aos setores do disco em unidades de 8 polegadas) ocupados por um arquivo no disco. Não havia uma maneira padronizada de especificar o tamanho exato dos arquivos em bytes. O sistema operacional mantinha o tamanho do arquivo atualizado no bloco de controle de arquivo (FCB). Como muitos aplicativos (como editores de texto) tratam arquivos como sequências de caracteres, em vez de sequências de registros, por convenção, os arquivos de texto terminam com o caractere CTRL-Z (ASCII SUB, hexadecimal 1A). Determinar o fim de um arquivo de texto consistia, portanto, em examinar o último registro do arquivo em busca do caractere CTRL-Z de término. Isso também significava que inserir um caractere CTRL-Z no meio de um arquivo geralmente tinha o efeito de truncar o conteúdo de texto do arquivo.

Não havia suporte para modificação da data do arquivo (marca temporal), embora algumas versões posteriores do CP/M tenham adicionado esse recurso como uma extensão.

O CP/M 2.2 não possuía subdiretórios na estrutura de arquivos, mas contava com 16 "espaços de usuário" para organizar arquivos em disco. O conceito de espaço de usuário tornou a versão de usuário único do CP/M mais compatível com sistemas MP/M multiusuário. Uma correção comum para o CP/M e seus derivados consistia em tornar um espaço acessível ao usuário independentemente do espaço de usuário configurado. Um novo comando, 'USER', permitia ao usuário alterar essa área para um valor entre 0 e 15. 'USER 0' era o valor padrão. Se você alternar para outro usuário, por exemplo, USER 1, o conteúdo salvo em disco por esse usuário estará disponível apenas para o USER 1; o USER 2 não poderá vê-lo nem acessá-lo. Como o CP/M era um sistema operacional de usuário único, a instrução USER tinha pouca segurança; nada impedia que qualquer usuário acessasse qualquer um dos outros 16 espaços de usuário. O recurso de espaço de usuário provavelmente era pouco útil em disquetes, mas era mais útil para organizar arquivos em máquinas equipadas com discos rígidos de grande capacidade.

Memória livre para programas

Na versão original do CP/M para os processadores 8080, 8085 e Z80, a memória de leitura/gravação entre o endereço hexadecimal 0100 e a posição imediatamente anterior ao endereço armazenado em 0006H (o endereço mais baixo no BDOS) é a Transient Program Area (TPA, ou "Área de Programas Transitórios") disponível para os programas de aplicação CP/M. Embora todos os processadores Z80 e 8080 pudessem usar 64 kB de memória, a quantidade disponível para os programas podia variar dependendo do projeto do computador específico. Alguns computadores utilizam uma grande parte do espaço de endereçamento para outras tarefas, como a ROM do BIOS ou a memória de vídeo. Portanto, alguns sistemas tinham mais memória disponível para TPA do que outros. A comutação de bancos de memória era uma técnica comum que permitia aos sistemas ter uma TPA alta usando ROM e memória de vídeo, se necessário. O CP/M 3.0 também permitia que partes do BDOS fossem executadas no banco de memória de troca (swap).

O início e o auge do CP/M

Portabilidade

O CP/M era descrito como um "barramento de software", que permitia que vários programas interagissem com diversos hardwares de forma padronizada. Os programas escritos para CP/M eram tipicamente portáveis entre diferentes máquinas, geralmente exigindo apenas a especificação de sequências de escape para controle de tela e impressora. Essa portabilidade tornou o CP/M muito popular, e muito mais software foi escrito para CP/M do que para sistemas operacionais que podiam ser executados em uma única marca de hardware. Uma restrição à portabilidade era que certos programas usavam o conjunto de instruções do processador Z80, que não podia ser executado em processadores 8080 ou 8085.

Diversas marcas de máquinas utilizavam o CP/M, sendo alguns exemplos notáveis ​​o Altair, o IMSAI 8080, o Osborne 1, os portáteis Kaypro e os microcomputadores MSX. Até mesmo o Apple II conseguia executar o CP/M quando uma placa Z80 adicional era instalada. O sistema padrão compatível com CP/M ajudou a estabelecer o recorde de vendas de todos os tempos, provavelmente com o Commodore 128 como hardware, embora poucas pessoas realmente utilizassem nele os recursos do CP/M. No Reino Unido, o CP/M também estava disponível para o BBC Micro, equipado com um coprocessador Z80. Ele também funcionava no famoso sistema de processamento de texto Amstrad PCW e estava disponível para a série Amstrad CPC e modelos posteriores do ZX Spectrum.