DOS保護モードインターフェース

コンピューティングにおいて、DOS Protected Mode Interface ( DPMI ) は 1989 年に導入された仕様で、DOSプログラムを保護モードで実行できるようにし、当時の新しい PC プロセッサのリアル モードでは利用できない多くの機能へのアクセスを可能にします。当初はMicrosoftがWindows 3.0用に開発しましたが、後に Microsoft は仕様の管理をオープン メンバーの業界委員会に委ねました。^{[ 1 ] [ 2 ]}現代のほとんどすべてのDOS エクステンダーはDPMI に基づいており、DOS プログラムが PC で使用可能なすべてのメモリをアドレス指定し、保護モード (主にリング3、最小特権) で実行できるようにします。^{[ 3 ]}

DPMI は DOS Protected Mode Interface の略です。これは、80286 シリーズ以降のプロセッサでプログラムを保護モードで実行し、これらの CPU モードを手動で設定することなくリアル モードへの呼び出しを実行できるようにするAPIです。DPMI は、特にメモリなどのさまざまなリソースを管理するための機能も提供します。これにより、DPMI 対応プログラムは マルチタスクOS で動作し、OS カーネルが複数のアプリケーション間でリソースを分配できるようになります。DPMI は、スーパーバイザ モードで実装する必要のある機能のみを提供します。これは、シングルタスクのマイクロカーネルと考えることができます。残りの機能は、リアル モードDOSおよびBIOSサービスへの呼び出しを介して DPMI 対応プログラムから利用できるため、DPMI API 自体はほとんど DOS から独立しています。DPMI API が DOS に固有のものである理由は、DOS メモリを管理するための 3 つの関数と、「DPMI」の頭文字の「D」だけです。

DPMIサービスは、16ビット、32ビット、または「ユニバーサル」のいずれかであり、DPMIカーネル、DPMIホスト、またはDPMIサーバーと呼ばれます。これは、ホストオペレーティングシステム（仮想DPMIホスト）またはDOSエクステンダー（実DPMIホスト）によって提供されます。DPMIカーネルは、 DOS/4GWやDOS/32AのようにDOSエクステンダーの一部である場合もあれば、CWSDPMIやHDPMIのように独立したものである場合もあります。

DPMI API の主な用途は、DOS エクステンダーがホスト OS に依存しない環境を提供できるようにすることです。DOS エクステンダーは DPMI カーネルの存在を確認し、インストールされていない場合にのみ独自のカーネルをインストールします。これにより、DOS 拡張プログラムは、独自の DPMI カーネルを提供するマルチタスク OS 内、またはベアメタルDOS 上で直接実行できます。ベアメタル DOS の場合は、DOS エクステンダーが独自の DPMI カーネルを使用します。Windows 3.x および 9x のユーザーモード カーネルは DOS エクステンダーを使用して構築されているため、Windows のリング 0 カーネルが提供する DPMI API に完全に依存しています。

最初の DPMI 仕様の草案は、1989 年に Microsoft のRalph Lipeによって公開されました。^{[ 4 ] [ 1 ]}これは、386 拡張モードのWindows 3.0用の DPMI のプロトタイプ バージョンに基づいていましたが、この実装のいくつかの機能は公式仕様から削除されました。これには、 MS-DOS 拡張機能^{[ 5 ]}または、Ralph Lipe が元の草案で提案したDOS API 変換という機能が含まれます。 ^{[ 6 ]}そのほとんどは、DOS および BIOS インターフェースの実装でした (この経緯により、4Ch などの一部の INT 21h API はすべての DPMI 実装で実装する必要があります)。DPMI バージョン 0.9 は、新しく設立されたDPMI 委員会によって 1990 年に公開されました。結果として得られた仕様のバージョン番号 0.9 は、DPMI 委員会のメンバーが合意できた標準の簡素化された性質と不完全な状態を反映するために選択されました。^{[ 1 ]} Windows は互換性のために DPMI バージョン 0.9 を報告していますが、実際にはシステムの重要な部分であるため、他の部分も実装しています。^{[ 5 ] [ 1 ]} DPMI のこの文書化されていない完全な性質は、業界では「真の DPMI 」として知られるようになりました。 ^{[ 7 ]} DPMI 標準は、VCPI 仕様の欠点を克服するための唯一の取り組みではありませんでした。Microsoft が Windows 3.0 用に DPMI を開発したのと同時に、Intel の Software Focus Group、^{[ 8 ] [ 1 ]} Lotus、^{[ 8 ]} Digital Research、Interactive Systemsなどを含む別の業界連合が、拡張 DOS アプリケーションで 386 のメモリ管理とマルチタスク機能を利用できるようにするために、Extended VCPI ( XVCPI )という仕様を開発しました。^{[ 8 ] [ 1 ] [ 9 ]} MicrosoftのDPMI提案が多くの類似した問題に対処し、Windowsによって支持されていることが判明すると、これらの取り組みは1990年2月にサンタクララのインテルでの会議中にDPMI委員会の設立につながった。^{[ 8 ] [ 1 ]}

1991年、DPMI委員会はDPMIをバージョン1.0に改訂し、多くの明確化と拡張を取り入れましたが、Windowsで実装されていた「真のDPMI」に必要な要素は依然として含まれていませんでした。実際、「真のDPMI」は公式のDPMI仕様の一部にはならず、WindowsもDPMI 1.0の拡張機能を実装しませんでした（そして、多くのDPMIホストも実装しませんでした）。

DPMI は拡張 DOS アプリケーション ソフトウェアを保護モードおよび拡張メモリで実行するように設計されているが、^{[ 10 ]}常駐システム拡張機能にはあまり適していない。1992年頃にDigital Research / Novellによって開発されたDPMSという別の仕様^{[ 10 ]}は、変更された DOS ドライバ ソフトウェアを拡張メモリに簡単に移動して保護モードで実行し、従来のメモリ フットプリントを小さなスタブにまで削減するという要件に特化している。これはHelix Cloakingでもサポートされている。

DPMIの「方法」は、DOSとIBM PCに特有のものです。他のコンピュータは16ビットから32ビットにアップグレードされ、新しい32ビットAPIと新しいメモリ管理/アドレッシング機能を備えたオペレーティングシステムのアップグレードによって高度なプログラムサポートが提供されました。たとえば、OS/2コアシステムは32ビットプログラムをサポートしており、GUIなしで実行できます。DPMIソリューションは、主要なオペレーティングシステムベンダーであるMicrosoftが32ビットWindowsの将来に対応できる、あるいは対応しようとする前に、サードパーティがDOSプロテクトモードプログラムをWindows 3.x上で安定して実行できるようにする必要性に対応するために主に必要とされたようです。さらに、Microsoftは32ビット移行の解決策を32ビットDOSではなく、まったく異なる（そして互換性のない）APIを備えた32ビットWindowsと見なしていました。

• 仮想制御プログラムインターフェース（VCPI）
• DOSプロテクトモードサービス（DPMS）
• ヘリックスクローキング
• NetWare I/Oサブシステム（NIOS）
• マルチユーザーDOSフェデレーション

• DOSプロテクトモードインターフェース入門 – ホワイトペーパー。インテル。1993年。インテル注文コード 240787-003。（22ページ）
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