Open Firmware

Open Firmware (kurz OFW oder OF) ist ein offener, plattformunabhängiger Standard, der eine Bootumgebung für Betriebssysteme von Rechnersystemen definiert (offene Firmware für den Bootprozess). Open Firmware ist standardisiert in IEEE-1275.

Die Funktionalität geht dabei weit über ein typisches PC-BIOS hinaus. Verbreitung findet OFW letztlich nur auf der SPARC- und PowerPC-Architektur. Außer am Kinder-Laptop OLPC XO-1 konnte sich OFW im PC-Bereich der x86-kompatiblen CPUs trotz der Vorteile nicht durchsetzen – dort besteht die Firmware (BIOS und dessen dedizierter Nachfolger EFI) seit jeher aus reinem x86-Maschinencode und ist daher auch nicht auf andere Prozessor-Architekturen portabel.

Funktionsweise

Open Firmware bietet eine Kommandozeile als optionalen Bootprompt und unterstützt programmierbare Kommandos in der hardwareunabhängigen assemblernahen Programmiersprache Forth. Über Open Firmware können Hersteller von Zusatzgeräten (z. B. Grafikkarten) deren Einbindung so gestalten, dass sie unabhängig von der CPU sind. Dazu definiert Open Firmware eine Forth-Variante, die in einem Zwischencode-Format namens FCode auf einem Festwertspeicher auf dem Zusatzgerät gespeichert werden kann.

OFW definiert eine Umgebung, die unabhängig von verwendetem Prozessor und System als eine Art Kernel fungiert (siehe virtuelle Maschine). Einsteckbare Geräte können dabei eigene Routinen beim System anmelden, die prinzipiell auf jeder Open-Firmware-Plattform ausgeführt werden können. Der Zugriff auf Geräte im System ist über eine Laufzeitumgebung möglich. Dort werden die Geräte in einer Baumstruktur verwaltet, deren Einträge eine dynamische Zahl von Attributen haben.

Der Zugriff auf die Geräte ist auch dem geladenen Betriebssystem möglich, sofern das Client Interface in der Open Firmware implementiert wurde. Da die Open-Firmware-Umgebung enge Grenzen setzt, in denen FCode-Treiber zu arbeiten haben, sind diese oft nicht sehr performant und unterstützen nur die Funktionen der Hardware, die zum Start benötigt werden. Aus diesem Grund übernimmt das Betriebssystem in aller Regel relativ schnell selbst die Kontrolle. Die Terminalkonsole von Solaris auf der SPARC-Architektur greift zum Beispiel auf den Grafikkartentreiber in der Open Firmware zurück, wodurch die Konsole sehr langsam ist.

Auch einfache Diagnosefunktionen können vor dem eigentlichen Systemstart ausgeführt werden, oder es können Einstellungen (Environment-Variablen) geändert werden – vergleichbar mit einem Linux-Bootprompt, jedoch wesentlich flexibler.

Geschichte

Die erste Spezifikation von Open Firmware stammt von Sun Microsystems.

Open Firmware wurde zunächst in Sun Microsystems’ SPARC-Architektur als OpenBootProm verwendet, und dann später mit der Einführung der PowerPC-Architektur für Apples Macintosh-Rechner übernommen.

Im PC-Bereich mit x86-kompatiblen CPUs konnte sich OFW nicht durchsetzen, dort geht der Trend in Richtung EFI. Daher setzt seit dem Umstieg auf die Intel-Architektur auch Apple anstelle der OFW nun Intels BIOS-Nachfolger EFI ein.

Einsatzgebiete

Open Firmware wird heutzutage auf einer Vielzahl von Plattformen, vom Einzelplatz- bis zum Großrechnersystem verwendet. Zum Einsatz kommt Open Firmware z. B. bei sämtlichen Systemen von Sun Microsystems – aber auch auf CHRP-Rechnern von Apple (PowerMacs) oder von anderen Herstellern, die auf der PowerPC-Architektur basieren. Beispielsweise benutzen die Rechner Pegasos-I und -II sowie die Efika-Mainboards der Firma Genesi eine Open Firmware.

Der OLPC XO-1 der Initiative “One Laptop Per Child” verwendet eine x86-Open-Firmware-Implementation zusammen mit einem angepassten Kind-gerechten Linux-Betriebssystem.

Siehe auch

• OpenBIOS, eine freie Implementierung von OFW

Weblinks

• IEEE-1275 Standard: offizielle Webpräsenz von Open Firmware
• Drei Artikel über Open Firmware von der Apple Developer Connection
• Open Firmware Kurzreferenz

Open Source

• Das U-Boot – Universal Bootloader