Emulation einer VAX mit SIMH: OpenVMS

In der dritten und letzten Runde habe ich schließlich auf meiner emulierten MicroVAX das ursprünglich von der Digital Equipment Corporation entwickelte OpenVMS installiert. OpenVMS – bis 1991 nur VMS – steht für Virtual Memory System und war zur Zeit seiner Erstveröffentlichung 1977 ein ausgesprochen fortschrittliches 32-Bit-Betriebssystem, das Mehrbenutzer- und Multitasking-fähig war. Es war zudem eines der ersten Betriebssysteme mit virtueller Speicherverwaltung, welches auch die Namensgebung begründet. Das Betriebssystem wurde gleichzeitig mit der VAX-Computerreihe veröffentlicht und für diese entwickelt. Für die Entwicklung von VMS war unter anderem David Neil Cutler verantwortlich, der 1988 von Microsoft bei DEC abgeworben wurde, um das seinerzeit neue Betriebssystem Windows NT zu entwerfen und die Entwicklung zu leiten. Das hatte zur Folge, dass es deutliche Ähnlichkeiten von VMS und Windows NT gibt.
Die Firma DEC wurde im Jahr 1998 von Compaq übernommen und damit auch die Weiterentwicklung von OpenVMS. Da Compaq selber wiederum im Jahr 2002 von Hewlett Packard übernommen wurde, gingen Weiterentwicklung und Vertrieb von OpenVMS auch an HP. Im Jahr 2014 hat HP Weiterentwicklung und Vetrieb mit OpenVMS 8.4 beendet. Dies übernimmt seitdem die eigens dafür gegründete VMS SOFTWARE INC (kurz: VSI) in Lizenz.

Seit der Veröffentlichung von VMS mit der Version 1.0 im Jahr 1977 bis zum jetzigen Zeitpunkt, hat das Betriebssystem insgesamt 4 Hardware-Plattformen unterstützt.: bis zur Version 7.3 im Jahr 2001 war dies die VAX-Architektur. Ab 1992 kam auch die von DEC entwickelte „Alpha AXP“ RISC Prozessor-Architektur hinzu, die von Anfang an auch eine 64-Bit-Architektur war. Die letzte für Alpha-Prozessoren erschienene OpenVMS-Version wurde von VSI im Jahr 2017 mit der Versionsnummer V8.4-2L2 veröffentlicht.
Durch die Übernahme von Compaq durch HP im Jahr 2001, wurde OpenVMS für die 64-Bit Itanium Architektur portiert. Die Itanium-Architektur (kurz: IA-64) wurde von HP und Intel gemeinsam entwickelt. Die Unterstützung der Itanium-Architektur soll mit dem letzten Update für OpenVMS 8.4 eingestellt werden.
Schon seit einiger Zeit wird durch HP und der VMS SOFTWARE INC an einer Portierung von OpenVMS auf die x86-64 Architektur hingearbeitet. Mit der künftig erscheinenden OpenVMS Verson 9.0 soll nur noch die 64-Bit CISC-Architektur unterstützt werden.

So viel zur Versionsgeschichte von OpenVMS. Der Betreiber der Webseite VaxHeaven (http://www.vaxhaven.com/VaxHaven) hat einige Images von CD-ROMs, Magnetbändern und Lochstreifen zusammen getragen und bietet sie wieder zum Download an. Dabei handelt es sich um Images von den OpenVMS-Installations-Medien, den Dokumentations- und Software-Produktbibliotheken.

OpenVMS 7.3 First Login
OpenVMS 7.3 First Login

Als OpenVMS Installations-Image hatte sich für mich nur die Version 7.1 für meine emulierte (Micro-) VAX angeboten. Nach der Installation hat sich aber herausgestellt, dass auf der Installations-CD von OpenVMS 7.1 nicht der TCP/IP Protokoll-Stapel von DEC mitgeliefert wurde. Version 7.1 wurde im Jahr 1996 noch von DEC veröffentlicht. Nach etwas Recherche im Internet bin ich dann doch noch auf die OpenVMS Version 7.3 fündig geworden. Dies war die letzte Version für die VAX-Architektur und wurde 2001 von Compaq veröffentlicht. Diese enthielt dann auch den TCP/IP Protokoll-Stapel.

Die Installation von (Open-) VMS läuft im Prinzip genauso ab wie diese von DECs ULTRIX. Es wird als erstes von dem Installations-Image – bei der realen Hardware also die Installations-CD oder das Magnetband – gebootet, die Ziel-Festplatte ausgewählt auf der im Anschluss alle „Sicherungssets zum Wiederherstellen“ des Systems für die Installation kopiert werden – im meinem Fall die erste mit der Bezeichnung DUA0 – und dann das System neu gestartet um von der Festplatte DUA0 die Installation und Einrichtung zu starten. Was zum Glück bei der Installation von OpenVMS im Gegensatz zu ULTRIX unter dem SIMH-Emulator wegfällt, ist der Umstand, dass man die Laufwerksbezeichnungen in einem Installations-Skript anpassen muss. OpenVMS sieht die Hardwarekennung RQ vom Emulator und kann mit diesen direkt arbeiten.
Im Verlauf des Installationsprozesses wird nach der lokalen Zeit gefragt. Es wird nochmals nach dem Quellinstallationsmedium (CD-Image) gefragt und sichergegangen, dass dieses auch gemountet wurde. Es wird auch gefragt, welche Softwarekomponenten installiert werden sollen – einschließlich DECwindows mit Motif wie bei ULTRIX. Ich habe zur Sicherheit alles mit ‚yes‘ bestätigt. Auch wird DECnet-Plus für die Netzwerkkonfiguration mit TCP/IP benötigt.
Man darf sich aber nicht wundern, die Angaben des benötigten und des zu verbleibenden Speicherplatz auf der Festplatte wird in Blöcken angegeben anstatt in Kilo-, Mega- oder Gigabyte. Da ein Block immer mit einer Größe von 512 Byte bemessen wird, lässt sich die Angabe in Byte recht schnell erahnen, beziehungsweise berechnen.
Wo es wieder einen signifikanteren Unterschied zu ULTRIX, sowie der restlichen Unix- und Linux-Welt gibt, ist die Anzahl der User-Accounts die bereits während der Installation eingerichtet werden. Zum einen gibt es den ‚SYSTEM‘-Account, der vergleichbar mit dem Root-Account bei Unix und Linux ist. Der Account SYSTEST bietet eine geeignete Umgebung zum Ausführen von UETP, einem Testpaket für Benutzerumgebungen auf eigenständigen Systemen. Darüber hinaus wird der Account FIELD angelegt, der dazu dient, ein System testen zu können.
Der Installer verlangt dann den ‚SCSNODE name‘ – also einen Hostnamen, sowie eine ‚SCSSYSTEMID‘, eine ID zur Identifikation des Rechners innerhalb eines VAX-Clusters.
Anschließend erwartet der Installer die Lizenzschlüssel, aber man kann dies auch erstmal verneinen und die Lizenzaktivierung hinterher nach der Installation durchführen. Letztendlich wird noch nach der Zeitzone gefragt und ob zurzeit die Sommerzeit vorherrscht oder nicht. Letztendlich wird noch DECnet-Plus installiert und es muss sichergestellt sein, dass das Installationsmedium gemountet ist, um die Komponenten installieren zu können. Abschließend erzeugt der Installer ein neues System-Image und fährt VMS herunter.
Nach dem ersten und jeden weiteren Bootvorgang meldet sich OpenVMS und wartet auf den Login. Der Prompt ist dabei nicht sofort zu sehen, dass heißt, vor dem Login muss immer einmal Return gedrückt werden. Ansonsten gibt OpenVMS auf der Systemkonsole immer die Auditmeldungen aus.
Insgesamt betrachtet ist die Installation von OpenVMS sehr einfach, wenn man mal beachtet, dass es sich dabei eigentlich um ein Enterprise-System handelt. Die Installation verlangt im Gegensatz zu DECs Ultrix nur sehr wenige technische Details, was sehr angenehm ist.

OpenVMS 7.3 TCP/IP Configuration
OpenVMS 7.3 TCP/IP Configuration ohne gültiger Lizenz

Danach geht es daran, das System netzwerkfähig zu bekommen. Allerdings ist es zu diesem Zeitpunkt nur möglich unter OpenVMS DECnet einzurichten. Der TCP/IP Protokoll-Stapel muss von der Installations-CD nachträglich installiert werden. Da meine eingesetzte OpenVMS Version 7.3 aus dem Jahr 2001 stammt, sind sämtliche Komponenten zum Glück mit einem heimischen IPv4-Netz kompatibel, während hingegen bei dem ULTRIX Final-Release 4.5 eine aus heutiger Sicht mit veralteten Funktionen ausgestattete Bind-Version enthalten ist und so keine Namensauflösung mehr möglich ist.
Leider ist es mir aber prinzipiell nicht mehr möglich, IPv4 unter meinem emulierten OpenVMS zu konfigurieren. Grund ist, dass für die Nutzung der Netzwerkfunktionalitäten OpenVMS mit einer gültigen Lizenz versehen werden muss. Für die Nutzung einer OpenVMS-Installation ohne kommerzielle Absichten hatte HP das OpenVMS-Hobbyist-Programm mal ins Leben gerufen gehabt. So konnte man sich nach Registrierung eine Hobbyisten-Lizenz mit einer Laufzeit von einem Jahr ausstellen lassen. Seit Mai letzten Jahres hat HP aber keine neuen Hobbyisten-Lizenzen mehr ausgestellt. Grund ist, dass man mit der Einstellung von OpenVMS 8.4 und der Veröffentlichung von Version 9.0 als ersten x86-64 Port ein neues ‚Community License Program‘ ab diesem Jahr auf die Beine stellen möchte. Die letzten von HP noch ausgestellten Hobbyisten-Lizenzen werden am 15. März dieses Jahres auslaufen. Möchte man also noch die Möglichkeit haben und in den Genuss von OpenVMS mit voller TCP/IP Netzwerkfunktionalität zu genießen, so gibt es noch im Rahmen des ‚Student Hobbyist License Programs‘ das Angebot, das FreeAXP Kit herunterzuladen. Dabei handelt es sich um die Emulation eines virtuellen Alpha-Server mit OpenVMS 8.4, welche auf einem 64-Bit Windows ausgeführt werden kann. Allerdings wird auch zum 15. März diese Lizenz ablaufen. Auch gibt es bei dem Kit keine Möglichkeit DECwindows mit Motif auszuführen. Ich bin ja mal gespannt, ob die VMS SOFTWARE INC wieder ein attraktives Lizenzierungsmodell für Leute wie mich auf die Beine stellt, die das Betriebssystem einfach nur mal ausprobieren, kennen lernen und damit ein wenig herumspielen möchten. Mich hätte es nämlich auch dringend interessiert, ob OpenVMS mit DECwindows und Motif auch so langsam auf meinem Linux-Host ist wie ULTRIX mit DECwindows und Motif, oder ob es vielleicht flüssiger läuft. – Im Internet gibt es nämlich Besitzer von originalen VAX-Computern, die berichten, das ULTRIX – wenn es überhaupt auf ihren Geräten zu installieren ist – nur sehr langsam ist im Vergleich zu (Open-) VMS.

VSI OpenVMS Student-Package
VSI OpenVMS 8.4-22 Student-Package

Auch wenn ich OpenVMS unter meiner emulierten MicroVAX leider doch nicht auf Grund der fehlenden Lizenzierunsgmöglichkeit in mein heimisches Netz integrieren kann, bin ich schon echt froh, dass ich es überhaupt zum Laufen bekommen habe.

Als Kommandozeileninterpreter und Skriptsprache steht unter OpenVMS die DIGITAL Command Language (DCL) zur Verfügung. Die Kommandos und deren Syntax unterscheiden sich deutlich denen von DOS und Linux/Unix. Bisweilen sind die Befehle sehr umständlich, wie zum Beispiel die Angabe um auf die oberste Verzeichnisebene eines Laufwerkes zu gelangen. Da steckt also viel Potenzial, das System kennenzulernen und zu erforschen. Der Hauptantrieb, weshalb ich mir OpenVMS überhaupt mal anschauen wollte, ist die Eigenschaft, dass bei der DCL alle Dateien und Verzeichnisse zwei Dateierweiterungen.
besitzen.:
Die Dateinamen und Verzeichneichnisse bestehen aus Namen, Datei-Typ und Versionsnummer (z. B. NAME.TYP;1), NAME und TYP sind jeweils Ketten von bis zu 39 alphanumerischen Zeichen. Geänderte Dateien werden als eine neue Version gespeichert, die sich in einer inkrementierenden Versionsnummer nach einem Semikolon im Dateinamen unterscheidet (NAME.TYP;1 → NAME.TYP;2). Dies wurde später auch von ISO 9660 übernommen. Die ältere Version wird vom System nicht gelöscht, dies kann der Benutzer mit den DELETE- oder PURGE-Befehlen bedarfsweise tun. Die maximal mögliche Versionsnummer ist 32767. Ist diese erreicht, kann keine neue Version der Datei mehr angelegt werden. Ein Aufräumen und Umbenennen ist selbstverständlich möglich.

Links:

Emulation einer VAX mit SIMH: Ultrix

In der zweiten Runde habe ich auf meiner emulierten MicroVAX das von der Digital Equipment Corporation entwickelte ULTRIX installiert. ULTRIX ist die Unix-Variante für die VAX- sowie die DECstation- und DECsystem-Rechnerfamilien von DEC, die erstmals im Jahr 1982 veröffentlicht wurde.
Das erste native VAX UNIX-Produkt von DEC war Ultrix-32, basierend auf 4.2BSD mit einigen Nicht-Kernel-Funktionen von System V, und wurde im Juni 1984 veröffentlicht. Später wurde es um Funktionen von BSD4.3 und Unix System V Release 2 ergänzt. Mit ULTRIX-11 bot DEC noch eine Implementation für die Minicomputer der Reihen PDP11 und Micro/PDP-11 an. Die letzte Version von ULTRIX war die Version 4.5 für DECstation und DECsystem mit RISC-CPU, sowie der VAX-Architektur. Sie wurde im November 1995 veröffentlicht.
ULTRIX unterstützte sowohl TCP/IP als auch DECnet, ebenso beherrschte es neben SMTP auch Mail-11. Ursprünglich wurde für die VAXstations unter Ultrix-32 die Desktopumgebung Ultrix Workstation Software (UWS) basierend auf dem X Window System verwendet. Mit der Verbreitung von X Version 11 (X11) wurde die DECwindows-Umgebung eingeführt, welche auch Grundlage für die Gestaltung des späteren Motif der OSF war.

Die letzte von DEC veröffentlichte ULTRIX Version 4.5 habe ich auch im Internet als CD-ROM Image gefunden. Hat man im Emulator von dem Installationsmedium gebootet, so steht man auch schon vor der ersten Hürde. Da es sich nicht um (originale) Hardware handelt, stimmen die Laufwerksbezeichnungen für CD-ROM Laufwerk und Festplattenlaufwerk nicht überein. Die Lösung ist, dass die Bezeichnung in dem Installationsprogramm angepasst werden müssen. Und das ist zum Glück keine wilde Sache, denn bei dem Installationsprogramm handelt es sich lediglich nur um ein etwas umfangreiches Shellscript. Allerdings stand ich dann vor der nächsten Hürde. Das minimale System des Installationsmediums, welches in den Computer geladen wurde, besitzt noch nicht einmal den vi als Texteditor. Es steht lediglich nur der noch ältere und zeilenorientierte ed als Texteditor zur Verfügung. Ich habe mich daher bereits im Vorfeld mit der Bedienung dessen ein wenig auseinander gesetzt gehabt. – Und es ist noch nicht mal das Programm cat auf der Shell verfügbar, mit dem man sich den Inhalt des Installationsskripts ausgeben lassen könnte. Auch hier ist man auf umständliche Weise auf den ed angewiesen.

ULTRIX war nie Jahr 2000-kompatibel. Also habe ich mich exakt um 25 Jahre in die Vergangenheit gebeamt, also in den November 1995. Die Zeit in der ULTRIX 4.5 veröffentlicht wurde und ich so langsam begann mich für Computer zu interessieren.

Login ULTRIX
Login ULTRIX mit DECwindows

Man ist aus heutiger Sicht durchaus erstaunt, wie übersichtlich doch die Config-Datei für den ULTRIX-Kernel ist. Es gibt lediglich sieben Optionen, die zusätzlich hineinkonfiguriert und kompiliert werden können. Ein Menuconfig, respektive Xconfig hat unter Linux über die Jahre hingegen deutlich an Optionen und Komplexität zugenommen.

Man ist ja froh, dass ULTRIX neben DECs eigenem DECNet auch irgendwann TCP/IP-Protokollfamilie aus der BSD-Welt mit übernommen hat. Ich konnte dem Host zwar eine IPv4 Adresse und das Gateway konfigurieren, aber das Routing über den nächsten Hopp hinaus habe ich nicht hinbekommen, so dass Computer aus anderen Netzen leider nicht zu erreichen sind. Auch die Namensauflösung von Domains funktioniert leider nicht. Dies liegt wahrscheinlich an der bereits veralteten Bind-Version. Das Problem scheint zu sein, dass ULTRIX sogenannte inverse Abfragen sendet, um eine IP-Adresse einem Hostnamen zuzuordnen. Die meisten DNS-Server unterstützen diese inversen Abfragen aber nicht mehr.

ULTRIX wird von dem Installationsprogramm so installiert und eingerichtet, dass der Systembenutzer root leider kein eigenes Heimatverzeichnis /root/ erhält. Alle Dateien werden also in die oberste Wurzelverzeichnisebene erstellt. Da ich ein Freund von Ordnung bin, habe ich das nachgebessert, so wie ich es von Linux und den modernen BSD-Unix gewohnt bin. Verzeichnis /root/ erstellen und alle .xxx-Dateien in dieses verschieben. Interessanterweise gibt es unter ULTRIX die Datei /etc/shadow nicht. Die Passwörter der User werden verschlüsselt auch in der Datei /etc/passwd abgelegt.

Motif DECwindows
Motif DECwindows

Selbst das Release des letzten großen ULTRIX-Updates ist (nicht nur) aus heutiger sehr minimalistisch und unkomfortabel auf der Commandline-Shell. Es fehlt an erster Stelle schon an einer vernünftigen Shell. Selbst die Korn-Shell unter ULTRIX unterstützte noch keine Commandline-History und die Tabulator-Autovervollständigung der Befehle. Auch gibt es kein (GNU-)tar, dass in einem Rutsch gezipte tar-Archive dekomprimiert und in die Ordnerstruktur zurückextrahiert. Stattdessen muss ein Archiv jedes mal mit dem ineffizienten uncompress dekomprimiert und tar extrahiert werden.
Mal ganz davon abgesehen, dass außer dem Standard C-Compiler keine Skript-Programmiersprache wie Perl auf dem System verfügbar ist.
Der Hardwaresammler und Websitebetreiber Joachim Buss hatte sich mal die Mühe gemacht und eine eigene ULTRIX Freeware CD-ROM mit etwas GNU-Software, welche man auch eher aus dem Linux-Umfeld kennt, zusammengestellt und bietet diese als Download im Internet an. Das war im Jahr 2002. Das heißt, dass die Versionen der Programme aus heutiger Sicht auch schon wieder sehr veraltet sind, aber dank einer Bash, dem Midnight Commander, wget und Skriptsprachen wie Perl oder Python, macht es die Bedienung von ULTRIX deutlich komfortabler. Es ist auch zu empfehlen, sich als Erstes den GNU C-Compiler und GNU make zu installieren. So lässt sich nämlich GNU tar nicht mit dem Standard C-Compiler von ULTRIX bauen. GNU tar ist aber in der Lage ein tar-Archiv mit einem Befehl gleichzeitig zu dekomprimieren und extrahieren. Des Standard-tar unter ULTRIX kann ein Archiv nur extrahieren und dazu muss aber vorher erst mit bzip2 separat dekomprimiert worden sein.
Einige Programme sind auf dieser CD-ROM als Quellcode vorhanden, während bei anderen wie dem Midnight Commander bereits vorkompilierten Programmbinaries einschließlich der Dokumentation als Archiv enthalten sind. Bei Diesen müssen die Dateien lediglich im Dateisystem entsprechend den Pfaden nachgehend kopiert werden.
So lässt sich das System um einige nützliche Programme, der GNU X11-Umgebung und Window-Manager erweitern. Es gibt aber auch einen SSH-, DHCP-, sowie einen Apache-Server für das ULTRIX.

Das letzte ULTRIX-Release war so rudimentär, dass es noch nicht einmal Aliase gab. Auch in vielen anderen Dingen ist das ULTRIX anders aufgebaut. So werden zum Beispiel die Heimatverzeichnisse der User nicht in dem Verzeichnis /home/ angelegt, wie es heute bei Linux und den BSD-Systemen die Konvention ist, sondern im Verzeichnis /usr/users/. Das Dialogbasierte Programm erlaubt die Speicherung der User-Verzeichnisse aber auch an eine andere beliebige Stelle des Dateisystems, ganz wie es dem Systemadministrator beliebt. Hier eine tabellarische Übersicht über die Unterschiede zwischen den einzelnen Unix-Derivaten und Linux. (eigenes DokuWiki)

ULTRIX DECwindows DECterminal 1
ULTRIX DECwindows DECterminal 1

Am Ende habe ich auf meinem Linux-Host, der die Emulation bewirtet, noch das Programmpaket xserver-xephyr installiert. Dieses erlaubt die Entgegennahme von einer X11-Session eines Host innerhalb eines Netzwerkes und stellt die Bildschirminformationen in einem separaten Fenster dar. Somit lässt sich die Ausgabe des X-Window-Servers vom Ultrix auch darstellen und das System über das grafische DECwindows mit Motif mit Maus und Tastatur bedienen. Allerdings hat sich das System bei mit ab diesem Punkt immer recht schnell die Karten gelegt und es funktionierte nicht über einen längeren Zeitraum. Mal ließen sich die Standard-Applikationen nicht starten oder das System brach nach einigen wenigen Minuten die X-Windows-Session wieder ab und warf mich auf das Login-Fenster zurück. Ich vermute – und das ist insgeheim auch meine Hoffnung – dass das Acer-Notebook als Host-Computer mit seinem AMD Athlon X2 Dual Core als Prozessor nicht leistungsstark genug für die Emulation ist.

ULTRIX DECwindows DECterminal 1
ULTRIX DECwindows DECterminal 2

Links:

MP3-Dateien aus der Tonspur einer DVD erzeugen

Meine DVD-Sammlung besteht fast nur aus Musik-DVDs. Von einigen der darauf enthaltenen Konzerte und Musik-Video-Clips, mochte ich dann immer auch eine Audioversion im MP3-Dateiformat bei einzelnen Lieder, beziehungsweise bei Konzerten eine AAC-codierte m4a-Datei mit Kapitelmarken. – Wobei man sagen muss, dass das MP3-Format selber auch Kapitelmarken unterstützt, nur gibt es bloß eine handvoll Software-Player die Kapitelmarken überhaupt unterstützen, bei den Hardware-Player ist mir selber sogar überhaupt keiner bekannt. Grund ist wahrscheinlich, dass die Funktion der Kapitel erst in einer Weiterentwicklung des MP3-Formats implementiert wurde, wo es sich bereits so weit etabliert hatte, dass es auch keine Rolle mehr gespielt hatte. Auch die Funktionalität der Kapitelmarken in AAC-codierten m4a-Dateien hat in der Music-App auf Apples iOS mal mehr oder weniger zuverlässig funktioniert.

Mein Workflow für die Extraktion von dem Audio auf der DVD sah seit dem Jahr 2003 so aus, dass ich am Computer die DVD mit einem Software-Player abgespielt habe und für den Vorgang ein Wave-Editor das Signal aus dem Audio-Mixer des Betriebssystems aufnahm. Dieses Verfahren war sehr störungsanfällig, da ich sicherstellen musste, dass kein anderes Programm mit Klangwiedergaben in die Aufnahme reingrätschen durfte. Passierte dies, so war die Aufnahme hin und musste neu begonnen werden, und selbst wenn es bei dem ersten Versuch geklappt hatte, so war dies Verfahren dennoch auch zeitaufwendig, denn die Audio-Spur auf der DVD musste ja mindesten einmal in der gesamten Länge abgespielt werden. Danach ging es an das Zurchtstutzen der Enden durch Schneiden, die Anpassung des Signalpegels und dem re-Encoding in die MP3-Datei.
Für die AAC-codierten m4a-Dateien mit den Kapitelmarken musste ich die Aufnahme erst als Wave-Datei speichern, welche ich dann unter GarageBand in ein neues Podcast-Projakt importiert habe. Nur die Podcast-Funktion von Apples GarageBand ist in der Lage die gewünschten Kapitelmarken zu setzen. Und klar: die fertigen Aufnahmen mit allen Kapitelmarken dürfen dann nur als m4a-Datei mit AAC exportiert werden, wenn diese beibehalten werden sollen. Auch GarageBand ist nicht in der Lage MP3s mit Kapitelmarken zu erstellen.
Wenn ich ehrlich bin, so habe ich das Gefühl, dass gerade durch den Schritt des analogen Aufzeichnens meine Aufnahmen bisher schon qualitativ bereits gelitten haben.

Da mir vor ein paar Tagen nach langer Zeit mal wieder eine Konzert-DVD in der Stadtbibliothek in die Hände gefallen ist, von der ich mir einen Großteil der Songs als MP3-Dateien nochmals als eine Art Best-of zusammenstellen möchte, ist das Thema „Extrahieren der Audio-Spur von DVD“ mir wieder in den Fokus gerückt.

Soll direkt aus der Audio-Spur der DVD eine MP3-Datei erstellt werden, ohne dass eine Audio-Bearbeitung vorher stattfindet, ist der für mich beste Workaround nun folgender.:

  • Das ISO-Image der DVD mit HandBrake einlesen.
  • Ein Encoding-Preset wählen, was am Ende eine schlecht mögliches Ergebnis im Video-Encoding ergibt. Der Schnelligkeit halber, denn der Video-Stream wird sowieso dann wieder weggeworfen.
  • Bei den Audio-Einstellungen MP3 als Codec wählen und die gewünschte Bitrate wählen. Für Musik 192 zum Beispiel.
  • Dann kann das Encoding gestartet werden.

Für das eigentliche Extrahieren der Audio-Spur, die ja bereits im gewünschten MP3-Format im MP4-Container enthalten ist, kommt nun das wirklich unschlagbar gute Kommandozeilenprogramm ffmpeg zum Einsatz.

ffmpeg -i Sample.m4a -vn -acodec copy Sample.mp3

Am Ende noch vielleicht Dateinamen anpassen und die id3-Tags bearbeiten. – Fertig!

Soll die Audio-Spur vor dem finalen Encoding als MP3 oder als AAC-m4a-Datei noch bearbeitet werden, so muss die Audio-Spur erst einmal unkomprimiert von der DVD extrahiert werden. Wer wie ich am liebsten das MP4-Containerformat mit der Videodateiendung .m4v verwendet, so muss dieses erst einmal in HandBrake als Zielformat in ‚mkv Datei‘ geändert werden. Grund ist, dass es über HandBrake nur mit mkv-Dateien möglich ist, die Audiospur der DVD mit dem Quell-offenen Audiokompressions-Codec FLAC verlustfrei zu Encodieren. Unter den Audioeinstellungen kann als Codec noch zwischen ‚FLAC 16-Bit‘ und ‚FLAC 24-Bit‘ gewählt werden. Danach das Encoding wieder starten.

Für das Extrahieren der FLAC-Datei kommt nun wieder ffmpeg zum Einsatz.:

ffmpeg -i Sample.mkv -acodec flac Sample.flac

Die erzeugte FLAC-Datei mit der verlustfreien Audiospur kann dann mit dem Audioeditor Audacity geöffnet und bearbeitet werden.

Für mich stellt sich weiterhin das Problem mit den Kapitelmarken. Da GarageBand leider nur den Import von MP3- und Wave-Dateien unterstützt, muss ich das bearbeitete Audio mit Audacity erst als Wave-Datei exportieren. Dann die Wave-Datei wie bereits früher gehandhabt, in GarageBand in ein neues Podcast-Projekt importieren, setzen der Kapitelmarke und das Projekt als AAC exportieren, damit die Marken funktionieren.

Es sei noch angemerkt, dass HandBrake auch in der Lage ist, den Signalpegel der Audiospur mittels Gain anzuheben. Davon möchte ich aber abraten, da dies vermutlich am Ende zu einem permanenten Try-and-Error Spiel führt, bis der Pegel in einem sinnvollen Volumen erhöht ist. Ich zum Beispiel könnte nie vorhersagen, welche akustische Dynamik eine Tonspur hat, und sehr schnell sind bei der unvorsichtigen Handhabung des Reglers, Stellen innerhalb der Tonspur – wenn nicht sogar über die gesamte Länge – übersteuert. Deswegen möchte ich immer die Benutzung eines Audio-Wave-Editors für die Bearbeitung einer Tonspur empfehlen. Audacity ist seit Version 2.3 in der Lage die Übersteuerten Stellen einer Tonspur mit einer roten Markierung nun kenntlich zu machen.

Bei meiner aktuellen DVD aus der Stadtbibliothek handelt es sich um eine Konzertaufnahme der Rolling Stones aus dem Jahr 1998 anlässlich ihrer ‚Bridges To Babylon‘-Tour. Das Konzert – unter dem Titel „Bridges To Bremen“ – fand am 02. September 1998 im Bremer Weserstadion statt und wurde von den TV-Stationen in ganz Europa und Teilen Afrikas im Fernsehen live übertragen. Das ist einmal an Bildformat 4:3 und -qualität – und vor allem an dem Audio zu hören. Da dieses Konzert wahrscheinlich nicht für eine offizielle Vermarktung als Tonträger durch das Label aufgenommen wurde, wo es eigentlich immer noch eine Post-Produktion mit dem Mastering gibt, sondern nur direkt versendet wurde, haben die Tontechniker das Signal fleißig durch einige Kompressoren geschickt. Außerdem befinden sich so ziemlich in allen Titeln übersteuerte Stellen.

Leider hatte Apple im Jahr 2013 die Podcast-Funktion mit Erscheinen von GarageBand in Version 10 wieder entfernt und damit mir die Möglichkeit von Kapitelmarken in AAC-encodierten m4a-Dateien genommen.

Links:

Emulation einer VAX mit SIMH: NetBSD

NetBSD ist ein unixoides Betriebssystem, bei dem die einzelnen Komponenten des Userland mit den Fähigkeiten des Kernels optimal abgestimmt sind. Dies wird dadurch erreicht, dass der Kernel und fast das ganze Userland aus einer Hand stammen. Großer Wert wird darauf gelegt, dass sich das System auf allen Architekturen gleich verhält. NetBSD versteht sich sowieso darauf, auf vielen Computer-Architekturen ausgeführt werden zu können, von denen inzwischen viele einen historischen Charakter haben. – Nicht umsonst gibt es den alten Witz.: ‚NetBSD läuft auf allen Geräten. Selbst auf einem Toaster.‘

Die Portierung von NetBSD auf die VAX-Architektur der Digital Equipment Corporation war erstmals mit der NetBSD-Version 1.2 im Oktober 1996 abgeschlossen. Seitdem wird der VAX-Port kontinuierlich weiter entwickelt. Trotzdem ist NetBSD ein modernes Betriebssystem am Puls der Zeit. So war NetBSD auch das erste unter den Open Source-Betriebssystemen, welches die USB-Schnittstelle mit der Version 1.4 im Mai 1999 unterstützte. Selbst unter Linux wurde die Unterstützung für USB erst mit Kernel 2.4 im Januar 2001 realisiert.

Boot NetBSD 9.1 MicroVAX 3900 1
Boot NetBSD 9.1 MicroVAX 3900

Ich selber habe meinen ersten Kontakt mit NetBSD mit Erscheinen der Version 4.0 aufgenommen. – Das war im Jahr 2008. Motivation war damals für mich, dass das Betriebssystem selber nur aus einem kleinen Basissatz mit den wichtigsten Programmen (also dem Useland) besteht und so trotz Fehlen einer grafischen Benutzeroberfläche mit Maus, stattdessen mit einer ncurses-ähnlichen Menü-Steuerung extrem fix auf dem Computer installiert werden kann. Nach dem ersten Boot auf das installierte System war und ist man nur mit dem vi als Texteditor ausgestattet, gezwungen das System durch editieren von Dateien und den Kommandozeilenprogrammen des Basissystems zu konfigurieren und sich einzurichten. Das war für mich der Hebel, einen Zugang zu der Shell zu bekommen. Schneller und deutlich angenehmer als, wenn ich mich zum Beispiel mit Linux From Scratch erst einmal durch lange Anleitungen lesen hätte müssen und die nötigen Programme sowie Bibliotheken aus dem Sorce-Code erst in Binädaten kompiliert werden müssen.

Inzwischen ist das Programm sysinstall – so heißt der ncurses-ähnliche Installer nämlich – nochmals verbessert worden. So lassen sich über ihn inzwischen unter anderem auch die Quellpfade für die pre-kompilierten Programmpakete sowie das Archiv der Programmpakete mit dem Quellcode konfigurieren und beziehen, den lokalen NTP-Zeitserver aktivieren, den Displaymanager xdm für den automatischen, grafischen Login systemweit aktivieren oder einen eingeschränkten User-Account erstellen.
Im Prinzip verläuft die Installation und Einrichtung des Systems auf der VAX-Architektur genau so wie bei der x86 PC-Version (32 und 64 Bit). Das einzige, was im Gegensatz zu den x86 PC-Versionen zum Glück wegfällt, ist die Partition mit der MBR-/GPT-Formatierung. Während des Boots des Installationsmediums muss aber noch ein Terminal ausgewählt werden, sonst kann verständlicherweise das sysinstall-Programm nicht starten. – Es stehen als Terminal-Emulation VT100, VT220, Ansi und XTerm zur Verfügung, wobei die Darstellung von der Ansi-Emulation im SIMH-Emulator absolut furchtbar aussieht.
War ich nach der Installation von dem NetBSD 7.x im SIMH ziemlich angenervt, weil der Init-Prozess bei jedem Booten von der HDD nach der gewünschten Terminal-Emulation fragt, wird bei NetBSD 9.x das System ohne der Emulation gestartet. Es kann sein, dass da die Skripte vor Veröffentlichung nicht vollständig implementiert wurden. Die Umgebungsvariable muss also nachträglich noch händisch gesetzt werden.

In meinem Doku-Wiki habe ich die knappe Konfigurationsdatei für die SIMH-Emulation für NetBSD dokumentiert.

Boot NetBSD 9.1 MicroVAX 3900 2
Login NetBSD 9.1 MicroVAX 3900

Da zum heutigen Veröffentlichungszeitpunkt dieses Beitrags NetBSD 9.1 erst 12 Tage zur Verfügung steht, wurden noch keine pre-kompilierten pkgsrc-Programmpakete für den VAX-Port auf den Servern zur Verfügung gestellt. Waren für NetBSD 8.2 noch 476 Binärpakete verfügbar, gibt es für NetBSD 9.0 nur noch 26 Pakete zur Auswahl. Ich denke, dass aufgrund der aus heutiger Sicht extrem begrenzten Leistungsfähigkeit der VAX-Architektur die Computermodelle längst nicht mehr auch nur für halbwegs sinnvolle Aufgabengebiete eingesetzt werden können, wird an der Menge der angebotenen Programmpakete auch kein Zuwachs mehr zu erwarten sein.
Der NetBSD-User John Klos hatte mal das Experiment gewagt und auf seiner VAXStation 4000/VLC mit 24 Megabyte RAM unter Version 9.0 Perl in der Version 5.30.3 aus den Quellen kompiliert. Das Kompilat stand erst nach exakt 9 Tagen, 15 Stunden, 6 Minuten und 48 Sekunden zur Verfügung.

Mit der Veröffentlichung von Version 2.8 war im Dezember 2000 die Portierung von OpenBSD auf DECs VAX-Architektur abgeschlossen und die Weiterentwicklung begonnen. OpenBSD selber ist von dem ehemaligen NetBSD-Mitinitiator und -entwickler Theo de Raadt im Jahr 1995 gegründet worden, nachdem dieser von seiner ehemaligen Community ausgeschlossen wurde. Nach der Veröffentlichung von Version 5.8 im Jahr 2015 wurde dann die Weiterentwicklung von OpenBSD auf die VAX-Reihe wieder aufgegeben.

Links:

Emulation einer VAX mit SIMH: Der SIMH-Simulator

SIMH (History Simulator) des Computer History Simulation Project ist eine Sammlung von Simulatoren für historisch bedeutende oder einfach nur interessante Computerhardware und -software aus der Vergangenheit. Ziel des Projekts ist es, hoch portable Systemsimulatoren zu erstellen und diese als Freeware im Internet mit frei verfügbaren Kopien bedeutender oder repräsentativer Software zu veröffentlichen.
Das Projekt soll zudem dazu dienen, älterer Software weiterhin eine Umgebung zu bieten, auch wenn die Original-Hardware nicht mehr zur Verfügung steht. Auch wird es verwendet, um Betriebssysteme wie OpenVMS, RSTS, RSX-11, RT-11, TOPS-10 oder TOPS-20 auf PCs laufen zu lassen.

Unter der Liste der emulierten Hardware sind folgende Computer vertreten:

  • einige der PDP-und VAX-Reihe von Digital Equipment Corporation
  • Nova und Eclipse von Data General
  • Großrechner von IBM der 700er-/7000er-Serie
  • Minicomputer von Hewlett-Packard und Honeywell
  • die CDC 1700 von Control Data Corporation
  • den Microcomputer Altair 8800 von MITS (wahlweise mit Zilog Z80 oder Intel 8080 Prozessor)
  • und viele andere

Die aktuelle, stabile Version vom SIMH ist die 3.x. Diese ist auch in allen aktuellen und namenhaften Linux-Distributionen, sowie BSD-Systemen als vorkompiliertes Paket in den Repositories enthalten. Ich aber hingegen bevorzuge lieber den aktuellen Beta-Zweig v4.0 – 19-01 Current von der GitHub Projektseite. Dies hat auch mehrere Gründe.:

  • In der aktuellen Beta 4 ist bereits USE_NETWORK als Teil der Kompilierungsbefehlszeile definiert, damit die PDP-11- und VAX-Simulatoren die Ethernet-Emulation unterstützen.
  • Neben der Emulation von DECs VAX11/780 und MicroVAX3900 aus dem SIMH-Zweig 3.x, wurden in dem Beta-Zweig 4.x Current weitere VAX-Modelle implementiert. – Allerdings muss ich dazu sagen, dass bei meinen Internetrecherchen ich festgestellt habe, dass andere User von fehlerhafter Netzwerkunterstützung berichteten. Ich selber habe bei einigen neu hinzugefügten VAX-Modellen das Problem gehabt, die Datenträger korrekt zu definieren und der Emulator konnte die virtuellen Geräte nicht ansprechen.
  • Von allen (neuen) VAX-Modellen sind die Boot-ROMs mit den eventuellen Patch-Dateien enthalten. Gerade bei Linux-Distributionen wie Debian-Linux, welche den Fokus haben, im Wesentlichen ein System aus freier Software zu bestehen, fehlen die Boot-ROM-Dateien, da sie proprietären Bytecode enthalten.

Um den aktuellen Beta-Release des SIMH-Emulators nun auf dem Computer installieren zu können, ist es wichtig folgende Pakete vorher zu installieren, sofern noch nicht geschehen. (als Benutzer root unter Debian-Linux):

apt-get update && apt-get install git build-essential

Quellcode des aktuellen Beta-Releases laden und den Emulator – zum Beispiel einer MicroVAX3900 von DEC – kompilieren.

$make {simulator-name (i.e. vax)}

git clone https://github.com/simh/simh.git
cd simh
make vax

Die so erstellte Binärdatei wird im SIMH-Verzeichnis in dem Unterverzeichnis BIN/vax gespeichert.

Damit das emulierte System auch Teil des heimischen IPv4 Netzwerkes ist, habe ich bereits in meinem Blog-Artikel „Netzwerk-Bridge unter Linux mit TUN/TAP“ beschrieben, wie unter einem Debian-basierten Linux eben diese einzurichten ist.

Start-Konsole
Start-Konsole mit Hilfe Übersicht

Um die Simulation der MicroVAX3900 nun starten zu können, muss lediglich die erstellte Binärdatei noch ausgeführt werden. SIMH startet dann immer erst in den Kommandomodus. Diese Konsole ist sehr mächtig und beinhaltet eine sehr umfangreiches Hilfesystem in dem alle Parameter zur Ausführung der Simulation, sowie die unterstützten Hardwarekomponenten des emulierten Computersystems aufgeführt werden. Ferner kann über die Konsole auch ein Log über die Simulation erstellt werden.

SIMH-Hilfe show-Befehl
SIMH-Hilfe show-Befehl
Zusätzliche Informationen der Hilfe
Zusätzliche Informationen der Hilfe
Informationen der Specifikationen
Informationen der Specifikationen

Mit der Konsole können auch dann direkt die Maschinen-spezifischen Parameter gesetzt werden und zur Ausführung für ein Betriebssystem der Hardware die Emulation gestartet werden.

Parameter und Boot
Parameter setzen und Boot

Es sei nochmal darauf hingewiesen, dass SIMH neben der VAX-Reihe von DEC auch andere Computerarchitekturen (anderer Hersteller) simuliert. Daher ist die Konsole von SIMH auch bei den anderen Simulatoren ähnlich umfangreich. – Zum Beispiel habe ich die Altair-Emulation mit dem Zilog Z80 Prozessor mal kurz ausprobiert gehabt.

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