JPH07219878A - 装置ドライバ及び計算機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 計算機における応用ソフトフェアとハード装
置との間に存在するＯＳ内のハード装置３を駆動する駆
動ドライブ６ａをＯＳ変更時に簡単に変更できる。 【構成】 装置ドライブ６ａを、ハード装置３に対する
実際の各種アクセス処理手順をそれぞれサブルーチン形
式で所持する装置ドライバ固有処理部９と、応用ソフト
ウエア２の各種命令に対応するカーネル５ａからの駆動
要求に応じて、装置ドライバ固有処理部９へ対応するサ
ブルーチン１２ａ〜１２ｇの起動指令を送出する共通テ
ンプレート部１０と、装置ドライバ固有処理部９がカー
ネル５ａのＯＳの種類に対応した共通関数を装置ドライ
バ固有処理部９のハード装置３に対応した共通関数に変
換するための互換用ライブラリ部１１とで構成してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機内に組込まれユ
ーザの要求に応じて作成された応用ソフトウエア（アプ
リケーション・プログラム）と、同じく計算機内に組込
まれたハード装置との間に介在して、応用フトウェアの
各種命令をハード装置に伝えて、このハード装置を駆動
するＯＳに係わり、特に、ハード装置を直接駆動する装
置ドライバ及びこの装置ドライバが組込まれた計算機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】各種情報処理を実行する計算機には、プ
リンタ，ＨＤＤ，ＦＤＤ，表示器，ＲＡＭボード、各種
入出力ポート等の多数のハード装置が組込まれている。
同時に、この計算機内には、この計算機のユーザが要求
する各種業務の処理を実現するための複数の応用ソフト
ウエアが組込まれている。また、計算機内には上述した
各種ハード装置を駆動するためのＯＳ（オペレーティン
グ・システム）が予め製造者によって組込まれている。

【０００３】図５は計算機内における各応用ソフトウェ
アとＯＳと各ハード装置との関係を模式的に示すブロッ
ク図である。計算機の記憶部１内には、ユーザが要求す
る各種業務を実行するための複数の応用ソフトフェア２
と、前述した各種のハード装置３を駆動するためのＯＳ
（オペレーティング・システム）４が記憶されている。
さらに、前記ＯＳ（オペレーティング・システム）４
は、１つのカーネル５と前記各ハード装置３を直接駆動
制御する複数の装置ドライパ６とで構成されている。

【０００４】カーネル４は、このＯＳ４の基本的部分を
構成するプログラムであり、各応用ソフトウエア２から
の各ハード装置３に対す各種命令を対応するハード装置
３の装置ドライバ６へ伝えると共に、各ハード装置３か
らの情報を装置ドライバ６を介して受領して応する応用
ソフトウェア２へ伝達する。

【０００５】各装置ドライバ６は、各ハード装置３との
間の情報交換と、カーネル５との間の情報交換とを行う
必要がある。各ハード装置３との間のインタフェースは
各ハード装置３が所持する物理的特性によってほぼ一義
的に定まる。また、カーネル５との間のインタフェース
は、このＯＳ４の種類や、同種のＯＳであってもバージ
ョンによって異なる。

【０００６】したがって、計算機に新たにハード装置３
を組込んだ場合や、ハード装置３を変更した場合には、
該当する装置ドライバ６のプログラムを新たに作成した
り、変更するする必要があるのみならず、採用している
ＯＳの種類が変更になったり、同種のＯＳであっても、
バーションが変更になると装置ドライバ６のプログラム
を全面的に作成し直す必要がある。

【０００７】例えば、同一ＵＮＩＸ（アメリカのベル研
究所で開発された複数ユーザ用会話型の汎用オペレーテ
ィングシステム）系のＯＳの場合であっても、Ｓystem
Ｖ系，ＳＵＮ系．Ｓolaris系の相互間においても、装置
ドライバ６との間のインタフェース規格が微妙に異なる
ために、ＯＳ４を変更する毎に、装置ドライバ６を全面
的に作成し直す必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、たとえ少
しでもＯＳが変更なると、各装置ドライバ６のプログラ
ムを全面的に作成し直す必要がある。この装置ドライバ
６のプログラムの作成には多大の時間と労力と、さらに
ＯＳに関する専門的知識が必要であった。

【０００９】その結果、ＯＳ種類を簡単に変更できない
のみならず、同一ＯＳ系列であっても簡単にバージョン
アップができずに、この装置ドライバと他の計算機の装
置ドライバに対する互換性、また、装置ドライバ自体の
保守性能及び信頼性能が低下する懸念がある。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ＯＳ変更にほとんど左右されない機能を有
する部分と、ＯＳ種類変更に応じて大きく左右される機
能を有する部分とを区別して構成することによって、た
とえＯＳ変更が生じたとしても、わずかな手直して、新
たなＯＳに対応でき、簡単にＯＳ種類の変更またはＯＳ
のバージョンアップを図ることができる装置ドライバ及
びこの装置ドライバが組込まれた計算機を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハード装置が
組込まれ、応用ソフトウエアの各種命令をＯＳを介して
ハード装置に伝えて、このハード装置を駆動する計算機
における前記ハード装置を駆動する装置ドライバに適用
される。

【００１２】そして、上述した課題を解消するために、
本発明の装置ドライバにおいては、ハード装置に対する
実際の各種アクセス処理手順をそれぞれサブルーチン形
式で所持する装置ドライバ固有処理部と、応用ソフトウ
エアの各種命令に対応するカーネルからの駆動要求に応
じて、装置ドライバ固有処理部へ対応するサブルーチン
の起動指令を送出する共通テンプレート部と、装置ドラ
イバ固有処理部がカーネルのＯＳ種類に対応した共通関
数を装置ドライバ固有処理部のハード装置に対応した共
通関数に変換するための互換用ライブラリ部とが設けら
れている。

【００１３】また、別の発明は、複数のハード装置が組
込まれ、応用ソフトウエアの各種命令をＯＳを介して各
ハード装置に伝えて、該当するハード装置を駆動する複
数のドライバ装置が組込まれた計算機に適用される。

【００１４】そして、この発明においては、各装置ドラ
イバに対して、自己に割当られたハード装置に対する実
際の各種のアクセス処理手順をそれぞれサブルーチン形
式で所持する装置ドライバ固有処理部と、応用ソフトウ
エアの各種命令に対応するカーネルからの駆動要求に応
じて、装置ドライバ固有処理部へ対応するサブルーチン
の起動指令を送出する共通テンプレート部と、装置ドラ
イバ固有処理部がカーネルのＯＳ種類に対応した共通関
数を装置ドライバ固有処理部のハード装置に対応した共
通関数に変換するための互換用ライブラリ部とを付加し
ている。さらに、これら複数の装置ドライバを共通に制
御する共通ドライバ部が設けられている。

【００１５】

【作用】このように構成された装置ドライバにおいて、
この装置ドライバは、大きく別けて、装置ドライバ固有
処理部と、共通テンプレート部と、共通ライブラリ部と
で構成されている。これらのうち、この装置ドライバに
おいて最も大きい部分を占める装置ドライバ固有処理部
は、ＯＳの基礎部を構成するカーネルに対して直接情報
の入出力処理を実行しないので、ＯＳ種類変更の影響は
はとんど受けない。

【００１６】また、共通テンプレート部は直接カーネル
と情報の授受を行うので、ＯＳ変更の影響を大きく受け
る。しかし、同一ＯＳ種類内におけるＯＳ変更に対して
は、ほとんど変更箇所がない。

【００１７】また、互換用ライブラリ部内には、装置ド
ライバ固有処理部がカーネルのＯＳに対応した共通関数
と装置ドライバ固有処理部のハード装置に対応した共通
関数との対応関係が記憶されている。したがって、ＯＳ
が変更されると、当然ＯＳに対応してこの互換用ライブ
ラリの内容を変更する必要がある。

【００１８】したがって、ＯＳが変更になると、互換用
ライブラリはほぼ全面書き直しが比必要であるが、共通
テンプレート部は、ＯＳ種類が大きく変更になった場合
にのみ書き直す。しかし、この装置ドライバの大部分を
占有する装置ドライバ固有処理部は、たとえＯＳが変更
になったとしても、ほとんど書き直す必要がない。

【００１９】よって、ＯＳ変更に伴う装置ドライバの変
更箇所を最小限に抑制できる。また、請求項２の計算機
においては、この計算機内に複数のハード装置及び各ハ
ード装置に対応する複数の装置ドライバが組込まれてい
る。そして、各装置ドライバを共通に制御するための共
通ドライバ部が設けられているので、例えば、この共通
ドライバ部を仮想ドライバとすることにより、各装置ド
ライバ内の共通テンプレート部のカーネルとの間の処理
負担が低減し、よって、ＯＳ変更に係わる部分をより一
層減少できる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図１は実施例の装置ドライバが複数個組込まれた計
算機の記憶部内の各応用ソフトウエア，ＯＳ（オペレー
ティング・システム）及び各ハード装置との関係を示す
ブロック図である。図５に示した従来の計算機の記憶部
内と同一部分には同一符号が付してある。したがって、
重複する部分の詳細説明は省略されている。

【００２１】計算機の記憶部１内には、複数の応用ソフ
トフェア２と、各ハード装置３を駆動するためのＯＳ４
ａが記憶されている。さらに、前記ＯＳ４ａは、１つの
カーネル５ａと前記各ハード装置３をそれぞれ個別に直
接駆動制御する複数の装置ドライバ６ａと、１つの共通
ドライバ部７とで構成されている。

【００２２】前記カーネル５ａはＯＳ４ａの基本的部分
を構成するプログラムである。そして。このカーネル５
ａは、各応用ソフトウエア２からの各ハード装置３に対
す各種命令を対応するハード装置３の装置ドライバ６ａ
へ伝えると共に、各ハード装置３からの情報を対応する
装置ドライバ６ａから得て、対応する応用ソフトウェア
２へ伝達する。

【００２３】前記各装置ドライバ６ａは、装置ドライバ
固有処理部９と共通テンプレート部１０と互換用ライブ
ラリ部１１とで構成されている。装置ドライバ固有処理
部９は、自己の装置ドライバ６ａが接続されたハード装
置３の物理的特性に応じて、このハード装置３に対して
直接各種の指令信号送出やデータ交換等のアクセス処理
を行う部署である。したがって、装置ドライバ６ａのモ
ジュールに含まれる全部のプログラムの内の大部分のプ
ログラムがこの装置ドライバ固有処理部９に含まれる。

【００２４】このハード装置３に対するアクセス処理の
手順の大部分は、ハード装置３の物理特性にて定まるの
で、カーネル５ａに採用されているＯＳの種類及びバー
ジョンにはほとんど関係しない。

【００２５】そして、ハード装置３との間で行なわれる
各種の情報の授受手順は図２に示すように、それぞれサ
ブルーチン１２ａ〜１２ｇの形式でまとめられて、装置
アクセス処理部１３内に記憶されている。

【００２６】ハード装置３に対する処理手順はＯＳが異
なってもほとんど変化しない。例えば、種々のＵＮＩＸ
においても、各処理手順をほぼ標準的な関数にまとめる
ことができる。具体的には、図示するように、ハード装
置３からの割込処理（intr）１２ａ、ハード装置３の初
期化（init/start）１２ｂ，ハード装置３のオープン処
理（open）１２ｃ．ハード装置３のクローズ処理（clos
e ）１２ｄ、ハード装置３からの読出処理（read）１２
ｅ、ハード装置３に対する書込処理（write ）１２ｆ、
ハード装置３固有の処理（ioctl ）１２ｇ等がそれぞれ
サブルーチンの形式で設定されている。そして、これら
の各サブルーチンは他のサブルーチと区別するために、
図示するように、固有のプリフィックス［ＹＹ］が先頭
に付加されている。

【００２７】さらに、ハード装置３からの割込は、図４
に示す共通ドライバ部７内に設けられた共通割込ハンド
ラ部１８を介して割込ベクタテーブル１５へ登録され
る。これは、ハード装置３からの割込は、通常、カーネ
ル５ａにより共通ドライバ部７の割込ルーチンエントリ
ー管理部１４を経由して直接読取られるために、この割
込ルーチンエントリー管理部１４がアドレスを管理する
割込ベクタテーブル１５へ登録される。

【００２８】次に、共通テンプレート部１０の機能を説
明する。共通テンプレート部１０は、図２に示すよう
に、データ構造体１７，ローダブルモジュール・エント
リ１８，デバイスアクセス・エントリ１９，自動コンフ
ィギュレーション・エントリ２０，ューティリィ２１等
で構成されている。

【００２９】図２は例えばＵＮＩＸの一種であるＳolar
ise のＯＳを採用した装置ドライバ６ａの共通テンプレ
ート部１０の構成図である。このデータ構造体１７及び
各エントリ１８．１９，２０は、ＵＮＩＸ系等の同一Ｏ
Ｓ種類内においては、ＯＳのバーションやハード装置３
の種類には関係なく標準化を図ることが可能である。す
なわち、採用するＯＳのバージョン変更や，ハード装置
３変更が生じたとしても、ほとんど書換える必要がな
い。

【００３０】次にこの共通テンプレート部１０の動作を
説明する。応用ソフトウェア２から一つのハード装置３
に対する命令が出力されると、この命令はＯＳ４ａのカ
ーネル５ａに入力される。カーネル５ａは該当ハード装
置３の装置ドライバ６ａ内の共通テンプレート部１０へ
その命令を入力する。共通テンプレート部１０におい
て、入力した命令のうち、装置ドライバ６ａの初期化
（inti）やハード装置３に対する各種アクセス（open，
close ，read，write ，ioctl ）は、装置ドライバ固有
処理部９の各サプルーチン１２ａ〜１２ｇが登録されて
いるデータ構造体１７のテーブル（dev entry={ … }）
を参照して、前記各サブルーチン１２ａ〜１２ｇを起動
させるに必要な引数の設定を行った後に、装置ドライバ
固有処理部９に対する目標とするサブルーチン１２ａ〜
１２ｇに対する起動指令（call）を送出する。

【００３１】その結果、装置ドライバ固有処理部９にお
ける該当サブルーチン１２ａ〜１２ｇが起動されて、対
応するハード装置３に対する実際のアクセス処理が実行
される。

【００３２】そして、該当サブルーチン１２ａ〜１２ｇ
によるアクセス処理結果は、該当サブルーチンから共通
テンプレート部１０への戻り値により判断される。そし
て、ドライバ規則に従って前記処理結果がカーネル５ａ
へ送出される。カーネル５ａは処理結果を命令（アク
セ）元の応用ソフトフェア２へ返送する。以上で一つの
命令に対するハード装置３に対するアクセス処理を終了
する。

【００３３】なお、この場合、共通テンプレート部１０
の各エントリ１８〜２０はカーネル５ａから直接アクセ
スされるために、システムで独自のプリフィックス［Ｘ
Ｘ］を有する名称で定義される。そして、これらの名称
は装置ドライバ固有処理部９の各サブルーチン１２ａ〜
１２ｇのプリフィックス［ＹＹ］に対応するので、両者
を１対１で対応することが可能である。

【００３４】次に互換用ライブラリ部１１の機能を説明
する。互換用ライブラリ部１１内には、図３に示すよう
に、カーネル５ａで使用された各共通関数（カーネル関
数群８）と装置ドライバ６ａで使用される各共通関数と
の関係がテーブル状態で記憶されている。

【００３５】すなわち、装置ドライバ固有処理部９の各
サブルーチン１２ａ〜１２ｇにおけるハード装置３に対
するアクセカ過程において、カーネル５ａから、例え
ば、タイムアウト監視、処理中断．処理再開、割込禁
止，割込許可等の各種の共通関数が入力される。

【００３６】しかし、カーネル５ａに設定されている上
述した各共通関数は、ＯＳが変更になると、各関数の文
字配列，文字数等のフォーマットが微妙に変化する。し
たがって、装置ドライバ固有処理部９は、これらの各共
通関数を、自己の各サブルーチン１２ａ〜１２ｇがハー
ド装置３との間で授受されている同一意味を示す共通関
数に変換する必要がある。

【００３７】よって、互換用ライブラリ部１１内には、
カーネル５ａの各共通関数を装置ドライバ固有処理部９
で使用する各共通関数に変換するためのテーブルが記憶
されている。

【００３８】また、この互換用ライブラリ部１１は、ハ
ード装置３から装置ドライバ固有処理部９への割込サブ
ルーチン１２ａの共通ドライバ部７の割込ベクタテーブ
ル１５に対する登録・削除処理も実施する。

【００３９】したがって、この互換用ライブラリ部１１
は、この計算機で採用するＯＳが変更になった場合は、
テーブルの内容を書換える必要がある。逆に言えば、Ｏ
Ｓが変更になると、互換用ライブラリ部１１の設定内容
を書換えるのみで、最大のプログラム容量を有する装置
ドライバ固有処理部９を全く書換える必要がない。

【００４０】次に、共通ドライバ部７の機能を説明す
る。図４はＵＮＩＸの一種であるＳolarisを例にして描
いた共通ドライバ部７の概略構成図である。この共通ド
ライバ部７は各装置ドライバ６ａに対して独立して設け
られた一種の仮想装置ドライバと見なすことができる。

【００４１】すなわち、共通ドライバ部７の共通割込ハ
ンドラ部１６は、各装置ドライバ６ａからのハードウェ
ア（Ｈ／Ｗ）割込ポーリング（polling)に対する共通的
な受付処理と終了処理を行う。さらに、この共通割込ハ
ンドラ部１６は、上述した機能の他に、各装置ドライバ
６ａにおける各装置ドライバ固有処理部９の割込エント
リーテーブル（intr func tbl)を有し、割込要因番号に
従って各装置ドライバ固有処理部９に対する割込ルーチ
ン起動を送出する。

【００４２】さらに、この共通ドライバ部７は、各装置
ドライバ固有処理部９のこの計算機に対する装着／取外
し時に各装置ドライバ固有処理部９から互換用ライブラ
リ部１１を経由して入力された割込ルーチンに対する登
録／削除要求を受けて、割込エントリーテーブル（intr
func tbl)及び割込ベクタテーブル１５に対する登録／
削除も管理する。

【００４３】すなわち、この共通ドライバ部７は各装置
ドライバ６ａにおける共通部分に対する各種登録／削除
を実行し、なるべくＯＳのカーネル５ａが各装置ドライ
バ６ａの処理動作に関与しないようにしている。

【００４４】このように構成された装置ドライバ６ａに
おいては、この装置ドライバ６ａを、この計算機に組込
まれた各ハード装置３に対して直接アクセスする装置ド
ライバ固有処理部９と、カーネル５ａと装置ドライバ固
有処理部９との間の橋渡しを、例えばサブルーチン起動
要求等で実現する共通テンプレート部１０と、カーネル
５ａの共通関数と装置ドライバ固有処理部９の共通関数
との対応を記憶した互換用ライブラリ部１１とで構成し
ている。

【００４５】そして、装置ドライバ６ａの全プログラム
量のうちの大半のプログラム量を占める装置ドライバ固
有処理部９をＯＳの種類やバーションにほとんど関係な
くプログラム構成できる。したがって、たとえＳＯの種
類変更やバージョン変更が生じた場合においても、装置
ドライバ６ａ全てを作成し直す必要がなく。比較的プロ
グラム量が少ない共通テンプレート部１０と互換用ライ
ブラリ部１１とを作り直すのみみでよい。

【００４６】さらに、共通テンプレート部１０は同一Ｏ
Ｓ種類内の異なるＯＳへの変更に対しては、ほとんど作
成し直す必要がない。このように、ＯＳ変更に応じて、
簡単に装置ドライバ６ａを作り直すことができるので、
異なるＯＳを採用した他の計算機にこの装置ドライバ６
ａを簡単に組込むことが可能である。また、簡単に採用
しているＯＳの種類やバージョンを変更できる。

【００４７】また、このような構成の装置ドライバ６ａ
を複数組込んで、かつ各装置ドライバ６ａを共通に制御
する共通ドライバ部７を設けた計算機においては、共通
ドライバ部７を設けることによって、各装置ドライバ６
ａとカーネル５ａとの間の情報交換量が低減でき、装置
ドライバ６ａにおけるＯＳ変更に起因するプログラム変
更量をより一層少なくできる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の装置ドライ
バ及びこの装置ドライバが組込まれた計算機によれば、
装置ドライバの機能を、ＯＳ変更にあまり左右されない
機能と、ＯＳ変更に応じて大きく左右される機能とに分
割している。そして、両者を例えば割込処理やサブルー
チンコール等で接続している。したがって、たとえＯＳ
に変更が生じたとしても、わずかな手直して、新たなＯ
Ｓに対応でき、簡単にＯＳ種類の変更又はバージョンア
ップを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係わる装置ドライバが組
込まれた計算機の要部を取出して示すブロック図

【図２】 同実施例装置の装置ドライバ固有処理部と共
通テンプレート部との概略構成を示すブロック図

【図３】 同実施例装置の互換用ライブラリ部の記憶内
容を示す図

【図４】 同実施例装置の共通ドライバ部の概略構成を
示すブロック図

【図５】 従来の一般的な装置ドライバが組込まれた計
算機の要部を取出して示すブロック図

【符号の説明】

１…記憶部、２…応用ソフトウェア、３…ハード装置、
４，４ａ…ＯＳ、５，５ａ…カーネル、６，６ａ…装置
ドライバ、７…共通ドライバ部、８…カーネル関数群、
９…装置ドライバ固有処理部、１０…共通テンプレート
部、１１…互換用ライブラリ部、１２ａ〜１２ｇ…サブ
ーチン、１３…装置アクセス処理部、１４…割込ルーチ
ンエントリ管理部、１５…割込ベクタテーブル、１６…
共通割込ハンドラ部、１７…データ構造体、１８…ロー
ダブルモジュール・エントリ、１９…デバイスアクセス
・エントリ、２０…自動コンアィギュレーション・エン
トリ、２１…ユーティリティ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハード装置が組込まれ、応用ソフトウエ
   アの各種命令をＯＳを介して前記ハード装置に伝えて、
   このハード装置を駆動する計算機における前記ハード装
   置を駆動する装置ドライバにおいて、 前記ハード装置に対する実際の各種アクセス処理手順を
   それぞれサブルーチン形式で所持する装置ドライバ固有
   処理部と、 前記応用ソフトウエアの各種命令に対応するカーネルか
   らの駆動要求に応じて、前記装置ドライバ固有処理部へ
   対応するサブルーチンの起動指令を送出する共通テンプ
   レート部と、 前記装置ドライバ固有処理部が前記カーネルのＯＳ種類
   に対応した共通関数を前記装置ドライバ固有処理部の前
   記ハード装置に対応した共通関数に変換するための互換
   用ライブラリ部とを備えた装置ドライバ。
2. 【請求項２】 複数のハード装置が組込まれ、応用ソフ
   トウエアの各種命令をＯＳを介して前記各ハード装置に
   伝えて、該当するハード装置を駆動する複数のドライバ
   装置が組込まれた計算機において、 前記各装置ドライバは、自己に割当られたハード装置に
   対する実際の各種のアクセス処理手順をそれぞれサブル
   ーチン形式で所持する装置ドライバ固有処理部と、前記
   応用ソフトウエアの各種命令に対応するカーネルからの
   駆動要求に応じて、前記装置ドライバ固有処理部へ対応
   するサブルーチンの起動指令を送出する共通テンプレー
   ト部と、前記装置ドライバ固有処理部が前記カーネルの
   ＯＳ種類に対応した共通関数を前記装置ドライバ固有処
   理部の前記ハード装置に対応した共通関数に変換するた
   めの互換用ライブラリ部とを有し、 かつ、前記複数の装置ドライバを共通に制御する共通ド
   ライバ部を具備したことを特徴とする計算機。