TW444177B - Dynamic extension of static device drivers - Google Patents

Description

444 1 7 A7 B7 鉍濟部中央嫖苹局員工消贤合作社印^ 五、發明説明（1 ) 發明背景 1.發明領域 本發明係大致有關電腦系統，尤係有關一種在不須重建 作業系統的情形下延伸靜態裝置驅動程式之一種方法。 .習用技術之説明 傳統電腦系統（1 〇)的基本結構係示於圖1。電腦系統 (10)的中〜疋一中央處理單元（Centrai ，簡稱CPU)或處理器（12)，該處理器（12)係連接到數個周 邊裝置，廷些周邊裝置包括：_屯於使用者介面的若干輸入/ 輸出（I/O)裝置（14)(例如顯示奪視器.及鍵盤）、—個用來儲 存該電腦的作業系統及使用者程式之永久性記憶裝置（Μ) (例如一硬碟或軟碟）、以及一個被處理器（1 2 )用來執行程 式指令之暫時性記憶裝置（18)(例如隨機存取記憶體或 RAM)。處理态(12)被其中包括一匯流排(2〇)或一直接通 运（22)的各種裝置連接到各周邊裝置。電腦系統⑽可以 具有圖中未示出的許多其他组件，例如用來連接到諸如數 據機及印表機之串列痒及平行碎。熟悉-本^技術者又可了 解’還有可配合圖！的方塊圖所示各組件使用的其他組件； 例如，連接到處理器（12)的一顯示介面卡可用來控制—影 像顯示監視L利用各種裝置驅動程式（―種軟體程幻來 控制硬體裝置。 電腦系統（1G)亦包含勃體（24__) ’勃體（24)的主要目的在 於-開始將電腦開機時自周邊裝置（通常爲永久性記恨裝置 (16))搜尋並載入—作業系統。 -----1---—-装-------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度·中關，4：轉（CNS 規格（21Qx 297公楚） 4 44 1 7 7 經於-部中央榼準局W工消贽合作社印繁 A7 B7 五、發明説明（2 ) 作業系統的搜尋及載入過程被稱爲電腦的"啓動„ (b 〇 〇 t〗n g ”）。可將電腦系統（j 〇 )設計成：可讓韌體（2 4 ) 在無須先將電腦關機然後再度開機的情形下重新啓動一作 業系統（亦即”軟性”啓動）。韌體（24)本質上是通常儲存在 諸如唯璜記憶體（R 0 M)等的唯讀儲存裝置（R e a d _ 〇 n i y S t o r a g e，簡稱R 〇 s )的—系列機器指令。如圖2之流程圖 所不，在將電腦系統（1 〇 )的電源打開之後，處理器（丨2 )開 始執行韌體的指令，並在步驟（26)中搜尋一作業系統。如 果找到一作業系統，則在步驟ς28)中將其中包括該作業系 統中所具有的任何裝置驅動程式之該.作業系統載入暫時性 '己隐(1 8)中，使該系统得以與適當的硬體通訊。如果諸 如硬體裝置是在啓動序列之後被連接到該電腦系統，則 該作業系統隨即可在步驟（3 〇)中動態載入額外的裝置驅動 私式。瑕後在步驟（32)中，該作業系統可容許加入其他的 應用程式層（亦即使用者程式）。 則又的説明大致適用於任何類型的作業系統，其中包括 兩種爷用的作業系統MSDOS及ϋΝΓΧ (MSDOS是 Microsoft股份有限公司之商標；υΝίχ*υΝιχ系統實驗 至之商払），但是本發明特別適用於υΝΙχ是—種 多使用者及多工的作業系統，許多供應商以不同的版本提 供 這些版本尤其包括：SystemV(由A.m e r i c a η

Telephone & Telegraph公哥供應）、ΑΙχ(由國際商用 機斋股份有限公司供應）、及Mach(由NeXT電腦公司提供） 。圖3不出—個典型的UNIX工作站（34)。工作站（34)包含 ___ -5- 本紙張尺度適用㈣規格（2i〇xl^i¥l ----- --- - m I- ---- 1 士κ ί - _ 1 : II 11 Τ---- . I ! . _ _ 广 (請先閱讀背面之注意事項再.填寫本S ) 444 彳 *7 7 a? B7 五、發明説明（3 ) 圖1所示的各種硬體组件（概括以代號3 6表示）’且工作站 (3 4 )又包含兩個軟體層，亦即作業系統核心（3 8 )及使用者 應用程式層（40)。作業系統核心（kernel)(3 8)是作業系統 的最低層，且係用來作爲各使用者程式與各硬體裝置間之 中介，而且作業系統核心（38)尤其包含作爲硬體控制單元 (42)之若干裝置驅動程式》作業系統核心（38)可包含：若 干靜態裝置驅動程式（44)，這些靜態裝置驅動程式在 系統啓動時就與該作業系統核心結合；以及若干動態載入 的裝置驅動程式（4 6)’係在系终啓動之後將這些動態載入 的裝置驅動程式（4 6)加入作業|統核-心。一個動態載入的 裝置驅動程式（4 6)可用於一個特有的裝置，或者該動態載 入的裝置驅動程式（4 6)只是用來取代一個一般性靜態裝置 驅動程式。通常由一個諸如裝置切換表(48)的緩衝機構來 存取這兩種裝置驅動程式。 裝置驅動程式通常是與特定的硬體相關’因而在安裝或 使用特定硬體裝置時可能會發生困難。如果適用於—個新 裝置的裝置驅動程式先前並未存在於作-業系統柱心(亦即爲 經濟部中央標準局員工消费合作社印" ^ ^ 1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 靜態結合），而且如果無法取得—個可動態載入的驅動程义 ，則必須使該作業系統核心重新與一個報“紅、 * “人 興個新的靜態裝置驅動 程式，“。如果可取得-個可動態載入的驅動程式 易於將孩可動態載人的驅動程式載人作爲’ 在某些情形中，要求只能經由結合： 系、.无核心中（靜態裝置驅動程式來提供 業 函式，這是因爲在能夠載入作業 :~ “或硬體的 菜系統核心延伸之前，這些 本纸張尺度適用中家標準（CNS ) Mim ( 4441 7 7 A7 B7 經濟部中央樣準局員工消f合作社印？水 五、發明説明（4 ) 作業系統核心延伸所需的能力必須先存在。這些函式包含 諸如NVRAM、RAMDD、及控制台裝置驅動程式。在這 些情形 '中’增強靜態裝置驅動程式的功能或能力的唯—方 式爲重建基礎作業系統核心。同樣地，一旦載入—靜態裝 置驅動程式之後，也無法修改該靜態装置驅動程式。例如 ’靜態裝置驅動程式中可能有一程式錯誤（bug ;亦即軟體 指令的錯誤），但是除非重建該作業系統核心，否則無法修 改該錯誤。因此，需要且最好是發明—種無須重建作業系 統核心或以其他方式重新啓動迮業系統即可改變_靜態結 合的裝置驅動程式的功能之方基。 發明概述 因此，本發明之一目的在於提供一種載入—電腦系統的 装置驅動程式之改良式方法。 '本發明之另一目的在於提供一種可修改一靜態結合的裝 置驅動程式之方法。 本發明之又一目的在於提供一種可在無須重建作霁系統 的情形下修改靜態結合的裝置驅動程式之方，法。 種用來控制一電腦系統中的一裝置之方法達到了前述 各項目的，該方法大致包含下列各步驟：將一靜態裝置驅 動表式載入該電腦系統的記憶—體中；以及隨後利用—個登 錄在孩靜態裝置驅動程式的驅動程式延伸來動態延伸該靜 磕裝置驅動程式。該靜態裝置驅動程式具有用來控制裝置 的複數個控制常式（handleT)或函式，且該驅動程式延伸修 改至少一個這些函式，但是該驅動程式延伸亦可用來改變 (請先閏讀背面之注意事項再填寫本S ) -裝 丁 本紙乐尺度適用中囷S象標準（CNS ) Λβ見格（2〗0x 297公釐） V； 444 1 7 A7 B7 經濟部中央標隼局—工消费合作社印袈 五、發明説明（5 ) ' ^ 數個甚或全部的該等函式。在該電腦系统是一個有—作 系統核心常駐在記憶體中的TJNIX型工作站夕香> ,, F 6又貫施例中，該 靜態裝置驅動程式是在該作業系統核心内， * 1册至少—個 進入點提供给該驅動程式延伸，而動態延伸該靜綠裝晉。 動程式。 S β L_驅 若參照下文之詳細說明，將可易於了解本發明的上述及 其他目的、特徵、及優點。 附圖簡述 將在最後的申請專利範圍中普及本發明的創新特徵。然 而，若參照下文中對一實施例夂詳細_說明，並配合各附圖 ’將可完全了解本發明及其較佳使用模式、其他目的與優 點，這些附圖有： 圖1是一習用技術電腦-作業系統之方塊圖； 圖2是一電腦如何載入一個具有與作業系統結合的若干靜 態裝置驅動程式之習用技術作業系統且如何在載入作業系 統之後再動態載入可載入裝置驅動程式之流程圖； 圖3是一個具有靜態及動態裝置驅動程式的習用技術 UNIX型工作站之方塊圖： 圖4是一個根據本發明而配置且具有若干登錄驅動程式延 伸的UNIX型工作站之方塊圖以及 圖5是一個電腦如何根據本發明而載入一個具有若干可登 錄驅動程式延伸的靜態裝置驅動程式之作業系統且該等靜 ®驅動私式如何動態存取所登錄的該等驅動程式廷伸之流 程圖。 -8 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂---

.I - t I 本紙張尺度適用中SS家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0X 297公釐） 444177 A7 發明説明 經濟部令央榡準局員工消f合作社印；；4 較佳實施例之詳細説明 現在請參閱各圖示，尤其請參閲圖4，圖中示出—個根據 本發明的urnx型工作站實施例（50)。工作站（5〇)大致係 由圖1所示的相同基本硬體所構成，一部份的硬體裝置係以 代號（5 2 )標π，但是工作站（5 〇 )具有—個載入作業系統核 心（54)的創新作業系統，可登綠靜態裝置驅動程式延伸。 作業系統核心（54)具有與其結合的#干靜態裝置驅動程式. (56)，且作業系統核心（54)包含連接到各裝置驅動程式的 輸出之硬體控制單元（58)。係g由—個作爲使用者應用程 式（62)介面的傳統裝置切換表（令〇)而存取這些靜態裝置驅 動程式（56)。作業系統核心（54)亦包含若干登錄到各靜態 裝置驅動程式（56)之驅動程式延伸（64)。這些驅動程式延 伸控制硬體控制單7L( 58)，但是該裝置切換表無法存取這 些驅動程式延伸。相反地，各靜態裝置驅動程式（56)登綠 —些特定的控制常式或函式（例如開啓、讀取、i〇eti、或其 他的I/O控制函式），以便針對所存取的特定裝置而將程序 進入點提供給這些函式。 ~ 此種解決方案可動態延伸一靜態裝置驅動程式之功能， 以便在也需要靜態啓動時的功能之情形中/得到一可載入 裝置驅動程式之彈性。一個此類的例子爲：在系統啓動的 稍後時點上，一作業系統核心延伸可因對該靜態裝置驅 動程式之一 ioctl()呼叫而登錄其本身待被呼叫的i〇Ctl()。 亦可將此例擴充到其他的裝置驅動程式進入點。在此種方 式下’一使用者可在無須重建作業系統核心的情形下改變 -9- 本紙掁尺度適用中國S家標準（CNS ) Λ4規格（210x297公釐） (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

.1T 1 - I - - I 1 444 7 7 經濟部中央榡準局—工消贽合作社印？ 木 A7 B7 五、發明説明（7 ) —個靜態結合的裝置驅動程式之函式。此種適應性可讓使 用者強化一裝置驅動程式，例如，提供特定硬體的變化版 本’或以其他方式修改驅動程式（例如修改一程式錯誤）。 使用所登錄的驅動程式延伸之一電腦系統之典型作業係 示於圖5。在打開該系統的電源之後（或執行一軟性啓動命 令之後），在步驟（7 0 )中韌體搜尋—個要載入的作業系統。 然後在步驟（72)中，將包含任何靜態裝置驅動程式的作業 系統載入主記憶體中。在步驟（74)中，設定各驅動程式的 组恐，以便根據裝置驅動程式堆入點而識別各驅動程式延 伸。例如，如果呼叫—靜讀取/.寫入裝置驅動程 式足進入點，則首先檢查該驅裔程式以確定是否有該進入 點的任何已登錄之驅動程式延伸，並且在如果確係如此時 則呼4所登綠的該驅動程式延伸。該驅動程式延伸可檢 且A NVRAM要求的偏移量，並決定— NVRAM是否屬於 該驅動程式延伸所控制的N VRAM裝置。如果確係如此， 則該驅動程式延伸將服務該要求，但是如果並非如此，則 該驅動程式延伸將把控制權還給該靜態裝置驅動程式，該 靜態裝置驅動程式將呼叫所登錄的次二驅.程式延伸，或 者在適當時親自處理該要求。在載入作業系統且登錄了任 何驅動程式延伸之後，即在步驟（76)中執行—般的使用者 程式。然後當任何應用程式將一函式呼叫傳送到一個具有 登錄驅動程式延伸的靜態裝置驅動程式時，該靜態驅 動程式在步躁（7 8 )中將該呼叫重新繞送到該驅動程式延伸 在此種方式下，登錄可讓驅動程式延伸取代靜態驅動程 式的—特定功能’或將新的功能加人靜態裝置驅動程式。 ______- 10 - ^纸張尺度適用中國國家^準（CNS〉M現f (21〇χ297公楚------- ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 襄---- 訂 ν' 五、 赶濟部中央裙芈局兵Μ消費合作社印^ A7 B7 發明説明（ 在本發明的一特定實施例中，修改—A j χ作業系统，以 便心供—設備裝置驅動程式（/dev/nvram)，該設備裝置驅 動程式是一種在該設備裝置驅動程式可動態載入其他的支 援^式之前先提供所需基本功能之靜態裝置驅動程式。然 而，經由一個登綠到該設備裝置驅動程式的特殊驅動程式 延伸，提供了與特定機器有關的—些額外函式。此種方式 可讓常見的靜態函式保留在基礎作業系統中，同時將一些 與特定機器相關的函式移到適當的作業系統核心延伸中， 而這些作業系統核心延伸可在^行時動態載入且登綠到該 設備裝置驅動程式。 所登綠的驅動程式延伸（64)與動態載入的驅動程式不同 ^通#並不疋-個完整的驅動程式’亦即驅動程式延仲通 ^只修改一部份的驅動程式功能。然而，所登錄的一驅動 私式延伸可完全取代一特定靜態驅動程式之所有功能，或 者可利用所登錄的兩個或更多個驅動程式延伸來取代所有 的基礎功能。熟悉本門技術者當可了解，㉟了所登錄的這 些驅動程式延伸（64)以外，根據本發明而構建的—作業系 統仍然可以有動態載入的驅動程式（圖4中並未示出 雖然已參照一些特定實施例而説明了本發、，但是本說 明之目的並非在對本發明加㈣制。熟悉本門技術者在參 閱本發明的説明之後，將可易於了解所揭露實施例的各種 修改万式、及本發明的各替代穿施例。因此，在不脱離下 列申請專利範圍中界定的本發明之精神及範圍下，仍 出此類的修改。 ^ ----- -11- 本紙故尺賴用中晒家^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 444 1 7 A8 B8 C8 D8 經濟執，中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 ·—種用以控制一個具有記憶體的電腦系統中—裝置之方 法，包含下列各步驟： 將一靜態裝置驅動程式載入該電腦系統的該記憶體中 ’該靜態裝置驅動程式具有提供複數個用以控制該裝置 的函式之裝置；以及 利用一個驅動程式延伸來動態延伸該靜態裝置驅動程 式。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中係回應—使用者應用 程式之函式呼叫，而動態延伸該靜態裝置驅動程式。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法-，其中載入.該靜態裝置驅動 心式係作爲在该電腦系統中氣.入一作業系统的另一步膝 之一部分。 4，如申請專利範園第1項之方法，其中： 該電腦系統是一個有—常駐在該記憶體的作業系統核 心之UNIX型工作站； 該靜態裝置驅動程式是在該作業系統核心中：以及 將至少一個進入點提供給該驅動程式延伸，而韌態延 伸該靜態裝置驅動程式。 - 5‘如申請專利範圍第1項之方法，其中係將該靜態裝置驅動 程式中之一登綠提供給該驅動程式廷伸，而動態延伸該 靜態裝置驅動程式。 6 .如申請專利範圍第丨項之方法，其中該驅動程式延伸修改 琢靜態裝置驅動程式的複數做函式中之至少一個函式。 7.如申請專利範圍第〖項之方法，其中該驅動程式延伸提供 ------ -12- 本紙張^度適用中国國家標隼{ CNS ) Α4^7ΐΐ0χ^7^* ) ^^^1 Mfn 1^— ^ϋι« κ —rj— —^^1« «HI ^^11 · V - (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 1—444 ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 六、申請專利範圍 了一個用來控制該裝置的新函式。 8 ’如申蜻專利範圍第1項之方法，其中亦將該驅動程式延伸 載入該電腦的該記憶體中。 9 ·如申請專利範圍第6項之方法，其中至少一個函式是—輸 入/輸出函式。 10·如申請專利範圍第6項之方法’其中係將該驅動程式延伸 登錄到至少一個函式，而動態延伸該靜態裝置驅動程式。 Ϊ 1.—種電腦系統，包含·‘ —硬體裝置； 儲存一個用以控制該硬體裝置的靜態裝置驅動程式之 記憶裝置； ' 執行來自該靜態裝置驅動程式的指令以控制該硬體裝 置之處理器裝置；以及 一個登錄到該靜態裝置驅動程式之裝置驅動程式延伸 ，因而該靜％裝置驅動程式將—個發出到該硬體裝置的 函式呼叫重新傳送到該裝置驅動程式延伸。 1 2 _如申請專利範園第丨丨項之電腦系統，其中： 該靜態裝置驅動程式提供複數個函-式=，用以控制該硬 體裝置；以及 Λ 該靜態裝置驅動程式只針對其中一個該等函式而將一 函式呼叫重新傳送到該裝置-驅動程式延伸。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項之電腦系統，其中： 該靜態裝置驅動程式提供複數個函式，用以控制該硬 體裝置；以及 μ ____—_-13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Ad規格（2ίΟΧ297公釐） 1!- 1 - - - - - »11— In · 士欠 ί . ί In I 1—1 - 0¾--& c靖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 444 17 ABCD 中請專利範圍 琢靜悲裝置驅動程式針對至少兩個該 式呼叫重㈣送賴”㈣程式延伸。 知、 14_如申請專利範圍第⑽之電腦系統，其中： 该電腦系統是一個有—.. 胥㊉駐在孩記憶裝置的作業手今 核心之UNIX型工作站； 于'，.’ 該靜態裝置驅動程式是被載入該作業系統 及 T ’ I .該靜態裝置驅動程式將_進人點提供給該裝置驅動右 式延伸，而重新傳送該函式呼叫。 1 ：) •如申請專利範圍第丨丨項之電腦系統，其.中該裝置驅動程 式延伸提供一個新函式，用士控制該裝置。 1 6 .如申請專利範圍第丨4項之電腦系統，其中該作業系統掠 心包含一硬體控制單元，且該裝置驅動程式延伸係直接 連接到該硬體控制單元。 ^ ：----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公釐）