Hardware Abstraction Layer




Hardware Abstraction Layer (HAL、ハードウェア抽象化レイヤー) とは、コンピュータのハードウェアとそのコンピュータ上で動作するソフトウェアの間に存在する、ソフトウェアで実装した抽象化レイヤーである。オペレーティングシステム (OS) のカーネルからハードウェア毎に異なる差異を隠蔽する機能を持ち、それによってカーネルコードは異なるハードウェアのシステム上で動作してもほとんど変更する必要がなくなる。PCにおいては、HALは基本的にマザーボード用ドライバの形態をとり、上位のプログラムがハードウェアに直接アクセスする下位のコンポーネントに指示できるようにする。




目次






  • 1 概要


  • 2 DirectX


  • 3 脚注


  • 4 関連項目





概要


多数存在するCPUアーキテクチャ毎の動作の違いなどがあっても、適切に設計されたHALを用意すれば動作できる。そのため、システムを開発するときにハードウェアの差異を意識することなく設計できる。これらはNTベースのOSで用いられる技術である。NTベースのOSには、カーネル空間にHALがあり、カーネルやドライバや実行サービスとハードウェアの仲介をする[1][2]。これにより、Windows NT のカーネルモードのコードは各種の異なるメモリ管理ユニットのアーキテクチャのプロセッサに移植でき、各種I/Oバスアーキテクチャのシステムに移植できるようになっている。コードの大部分はそれらシステム上で、単にその命令セットアーキテクチャにコンパイルするだけでソースコードを修正することなく実行することができる。例えば、SGIの Intel x86 ベースのワークステーションはIBM PC 互換ではないが、HALのおかげで NT を実行することができた。


BSD、macOS、Linux、CP/M、DOS、Solaris といったオペレーティングシステムにもHALに相当する部分は存在しているが、明確にHALとして認識・区別されていない。Linuxなどでは、動作中のカーネルに対してAdeosのようなHALを後から挿入することができる。NetBSDはHAL層を明確に区別しており、非常に移植性が高い。このシステムは uvm(9)、pmap(9)、bus_space(9)、bus_dma(9) といったサブシステムから構成される。ISA、EISA、PCI、PCI-Eなど、複数のアーキテクチャで使われているI/Oバスも抽象化されており、デバイスドライバも最小限の修正だけで移植可能である。


HALの極端な例として、System/38やAS/400のアーキテクチャがある。これらシステム上のコンパイラの多くは抽象化された機械語コードを生成する。Licensed Internal Code (LIC) はそれを動作中のシステムのプロセッサ用コードに変換し実行させる。LIC層より上のアプリケーションやOSのコードはSystem/38からAS/400に移行する際に全く修正も再コンパイルも不要だった（System/38とAS/400では少なくとも3種類の全く異なるプロセッサが使われている）。


HALは、カーネルの代わりにハードウェアと直接やり取りするものであるため、そのインタフェースはOSのAPIよりも下位に存在する。したがって、HALの処理にかかる時間はAPI（システムコール）にかかる時間よりも短くなければならない。


HALが定義されたOSは各種ハードウェアに容易に移植可能である。これは非常に様々なプラットフォーム上で動作することを要求される組み込みシステムでは特に重要である。



DirectX


Windows向けのリアルタイム3次元コンピュータグラフィックスAPIであるDirect3Dにおいても、ビデオカードなどのグラフィックスハードウェアを抽象化するためのHALデバイス[3]が用意されている。ベンダー間の差異を吸収する層であるHALデバイスを利用することにより、ベンダー共通のDirect3D APIを用いてハードウェアの機能にアクセスできる。


なお、DirectDrawにはドライバーをユーザーモードでエミュレーションするためのHardware Emulation Layer (HEL) が用意されていた[4]。



脚注





  1. ^ “Windows NT Hardware Abstraction Layer (HAL)”. Microsoft (2006年10月31日). 2007年8月25日閲覧。


  2. ^ Helen Custer (1993年), Inside Windows NT, Microsoft Press 


  3. ^ DirectX 用語集


  4. ^ Hardware Emulation Layer (Windows Drivers)




関連項目



  • HAL (ソフトウェア)

  • Adeos

  • Direct3D































  • 表

  • 話

  • 編

  • 歴


オペレーティングシステム
概要


  • 歴史

  • 一覧
カーネル











構造


  • モノリシックカーネル

  • マイクロカーネル

  • エクソカーネル（英語版）

  • ハイブリッドカーネル（英語版）
構成

  • アドレス空間

  • マイクロカーネル

  • ローダブル・カーネル・モジュール

  • デバイスドライバ

    		•


    プロセス管理











    概念


    • プロセス

    • プロセス制御ブロック

    • 割り込み

    • スレッド

    • コンテキストスイッチ
    スケジューリング
    アルゴリズム

  • マルチタスク

  • プリエンプション

  • ラウンドロビン

  • 多段フィードバックキュー

  • Shortest job next

    		•



    メモリ管理と
    リソース保護

  • セキュリティリング

  • メモリ保護

  • 仮想記憶

  • ページング方式

  • セグメンテーション違反 / バスエラー

  • 一般保護違反（英語版）

    		•
    実装例

  • AIX

  • AmigaOS

  • BeOS

  • BSD

  • Haiku

  • HP-UX

  • Linux

  • Classic Mac OS

  • macOS

  • MorphOS

  • MS-DOS

  • Multics

  • OS/2

  • OS2200

  • ReactOS

  • Solaris

  • UNIX

  • Windows

  • z/OS

  • IBM i

  • Redox

    		•
    その他

  • ブートローダー

  • Live CD

  • Live USB

  • PXE

  • API

  • 仮想ファイルシステム

  • 仮想テープライブラリ（英語版）

  • コンピュータネットワーク


  • OSシェル（CLI

  • TUI

  • GUI


  • VUI（英語版））

  • HAL

    		•

    ポータルコンピュータ - カテゴリカテゴリ









































    • 表

    • 話

    • 編

    • 歴


    Windows コンポーネント
    コア


    • .NET Framework

    • Aero

    • ClearType


    • COM（OLE - OLE オートメーション - DCOM - ActiveX - 構造化ストレージ - MTS）

    • DirectX

    • DWM

    • GDI

    • Windows Imaging Component

    • Windows Imaging Format


    • Windows Script Host（VBScript - JScript）

    • Windows サーチ


    • 印刷 (XPS)

    • エクスプローラー

    • 音声


    • シェル（シェル名前空間（スタートメニュー - タスクバー - 特殊フォルダ - 関連付け）

    • 次世代 TCP/IP スタック
    アプリとツール

  • Cmd.exe

  • Cortana

  • FAX とスキャン

  • Mobility Center

  • PowerShell

  • Snipping Tool

  • Sysprep

  • Windows Journal

  • Windows Media Player

  • Windows Mobile デバイス センター

  • Windows Subsystem for Linux

  • Windows Update

  • Windows インストーラー

  • Windows 画像と FAX ビューア

  • Microsoft Edge

  • Microsoftストア

  • WinSAT

  • イベント ビューアー

  • 音声認識

  • 外字エディタ

  • 拡大鏡

  • カレンダー

  • 管理コンソール


  • コントロール パネル（アプレット）

  • サウンド レコーダー

  • システム構成

  • システム ファイル チェッカー

  • システムの復元


  • スキャンディスク (CHKDSK)

  • タスク マネージャー

  • ディスク クリーンアップ

  • デバイス マネージャー

  • デフラグ

  • 電卓

  • ナレーター

  • ペイント

  • メモ帳

  • 文字コード表

  • 問題の報告と解決

  • リモート アシスタンス

  • ワードパッド

    		•
    カーネル

  • DLL

  • EXE

  • HAL

  • I/O

  • Ntoskrnl.exe

  • Svchost.exe

  • Win32コンソール

  • Winlogon

  • WinPE

  • WinRE


  • WOW/WOW64

  • Windows サービス


  • NTLDR/ブート マネージャー

  • サービス コントロール マネージャー

  • アイドル プロセス

  • カーネル パッチ保護

  • 回復コンソール

  • レジストリ

    		•
    サービス

  • CLFS

  • BITS

  • Windows エラー報告

  • Wireless Zero Configuration

  • シャドウ コピー

  • 自動再生

  • タスク スケジューラ

  • マルチメディア クラス スケジューラ

    		•
    ファイルシステム

  • CDFS

  • DFS

  • exFAT

  • FAT12

  • FAT16

  • FAT32

  • IFS


  • NTFS（ジャンクション - マウント ポイント - リパース ポイント - シンボリック リンク - TxF - EFS）

  • ReFS

  • UDF

    		•
    サーバー

  • Active Directory

  • DFS レプリケーション

  • DNS

  • IIS

  • MSDTC

  • NAP

  • RMS

  • SharePoint Services

  • Windows Media Services

  • WSUS

  • 移動ユーザー プロファイル

  • グループ ポリシー

  • ドメイン


  • リモートデスクトップサービス (Remote Desktop Protocol)

    		•
    アーキテクチャ

  • CSRSS

  • IRP

  • KTM

  • LSASS

  • NT系のアーキテクチャ

  • SMSS

  • Windows リソース保護

  • オブジェクト マネージャー


  • スタートアップ プロセス (Vista)

  • セキュリティ アカウント マネージャー

  • 論理ディスク マネージャー

    		•
    セキュリティ機能

  • BitLocker

  • Defender

  • DEP

  • MIC

  • Protected Media Path

  • UAC

  • UIPI

  • セキュリティ センター

  • ファイアウォール

    		•
    開発終了















    ゲーム


    • リバーシ

    • ピンボール

    • インクボール

    • Chess Titans

    • Mahjong Titans

    • Purble Place

    • スパイダ ソリティア

    • ソリティア

    • ハーツ

    • フリーセル

    • マインスイーパ
    アプリ

  • Anytime Upgrade

  • CardSpace

  • Contacts

  • DVD メーカー

  • Internet Explorer

  • Mail

  • Media Center

  • Messenger

  • Mobile Device Center

  • NetMeeting

  • Outlook Express

  • WinHelp

  • デスクトップ ガジェット

  • ハイパーターミナル

  • バックアップと復元センター

  • フォト ギャラリー

  • プログラムマネージャ

  • ミーティング スペース

  • ムービー メーカー

  • リソースメーター

    		•
    その他


  • UNIX サブシステム
    • Interix


  • Video for Windows

    		•





    Popular posts from this blog

    MongoDB - Not Authorized To Execute Command

    Image
    .everyoneloves__top-leaderboard:empty,.everyoneloves__mid-leaderboard:empty,.everyoneloves__bot-mid-leaderboard:empty{ height:90px;width:728px;box-sizing:border-box; } 0 I have successfully enabled authorization on MongoDB and I have created an account on the admin database and then I created an account for my database called test. The following connection string to connect to my test database works successfully: mongo --host 192.168.17.52 --port 27017 -u user1 -p password --authenticationDatabase test Only problem I have now is, I cannot execute commands such as: show dbs. I get the following error when I try to do so: "errmsg" : "not authorized on admin to execute command { listDatabases: 1.0, lsid: { id: UUID("a1d5bc0d-bc58-485e-b232-270758a89455") }, $db: "admin...
    Read more

    in spring boot 2.1 many test slices are not allowed anymore due to multiple @BootstrapWith

    Image
    1 I tried to upgrade a yummy sandwich made of two test slices (@JsonTest and @JdbcTest in my case, crunchy test code in between) adding spring boot 2.1 flavour to it. But it seems it was not much of a success. I cannot annotate my tests with many @...Test since they are now each bringing their own XxxTestContextBootstrapper. It used to work when they all used same SpringBootTestContextBootstrapper. @RunWith(SpringRunner.class) @JdbcTest @JsonTest public class Test { @Test public void test() { System.out.printn("Hello, World !"); } } The error I get from BootstrapUtils is illegalStateException : Configuration error: found multiple declarations of @BootstrapWith for test class I understand I might be doing something wrong here but is there an easy way I could load both Json and Jdbc contex...
    Read more

    How to fix TextFormField cause rebuild widget in Flutter

    Image
    .everyoneloves__top-leaderboard:empty,.everyoneloves__mid-leaderboard:empty,.everyoneloves__bot-mid-leaderboard:empty{ height:90px;width:728px;box-sizing:border-box; } 0 I've got the same issue at #9280. I tried all solutions from that topic with/without GlobalKey for Scaffold and Form but the problem wasn't fixed. I tried to build a authentication form with login and signup. But the keyboard doesn't show when I tap the TextFormField at the first time. Then I try to input some letter from physical keyboard, the widget is rebuilt. Like this: login screen Nothing to be log when I run flutter run --verbose, so I logged manually. Every tapping on field, the widget called dispose -> init -> build. [√] Flutter (Channel beta, v1.0.0, on Microsoft Windows [Version 10.0.17763.195], ...
    Read more