この度、Windows XP用デバイスドライバの開発を担当させていただきました。通常のWindowsアプリケーションの開発と、一味の違う経験となりましたので、基本的な知識や注意点を含めて簡単に紹介させていただきたいと思います。

まず、デバイスドライバとは何のことでしょうか？
Microsoft社の説明によると、オペレーティングシステム（以下OS）が、ディスクデバイス、ディスプレイアダプタ、マウスやトラックボールなどの入力デバイス、モデム、FAX、プリンタといったハードウェアを管理するのに使用するコードのことです。
Windowsに限らずLinuxやMac OSなど各種OSにおいても、デバイスドライバは周辺機器を動作させ、OSが周辺機器を制御するための橋渡しを行うために不可欠の存在です。

デバイスドライバを説明するためには、下記Windows XPアーキテクチャイメージから見てみましょう。（Microsoft社WDKドキュメントの図を元に一部変更）

図1. Windows XPアーキテクチャ

ソフトウェアの動作モードには、ユーザーモードとカーネルモードが含まれています。弊社で多く開発してきたアプリケーションやDLLなどは、ユーザーモードで動作するソフトウェアです。
一方、デバイスドライバはカーネルモードのソフトウェアで、IOマネージャを介してユーザーモードの上位ソフトウェアとのやり取りを、HAL（Hardware Abstraction Layer）を介してハードウェアとのアクセスを行います。また、直接データをやり取りする手段を持たないデバイスドライバに対して、IOマネージャが「IRP（I/O Request Packet）」と呼ぶ通信を行い、データのリクエストと応答を実現しています。

メモリのみアクセス可能で周辺装置へのアクセスが制限されるユーザーモードに対して、カーネルモードは周辺機器、メモリ、IO空間の全てにアクセスが可能です。そのため、デバイスドライバはアクセスが制限されていない反面、システムに影響する動作も実行できてしまい、システム破壊につながるリスクもあります。十分に注意を払いながら開発を進める必要があります。

デバイスドライバの開発には、開発対象となるハードウェアはもちろんのこと、PCなどのハードウェア環境と開発用ソフトウェア一式が必要です。

開発環境一式を揃ったところで、いざデバイスドライバの開発を始めようとしたところ、どこから着手すれば良いでしょうか？
ここから、開発の流れと手順を簡単に紹介させていただきます。

難しいと思われるデバイスドライバの開発は、開発キットを上手に利用できれば思ったよりずっと簡単です。しかし、それはただ動くだけのデバイスドライバの話です。今回は、実際の開発を通じて、開発用の知識以外もコミュニケーション能力が求められていることを痛感しました。

拙い文章ですが、今回の開発を通じて経験させていただいた内容を一通り紹介させていただきました。
Windowsデバイスドライバの開発は、Microsoft社の開発キットを利用することで煩雑の処理を簡略化することができ、だいぶ楽になります。しかし、一方、Windowsの仕組みとハードウェアの仕様を十分に理解したうえで開発を進める必要があります。