HAL（ソフトウェア）

HAL (ハードウェア抽象化レイヤー、またはハードウェア注釈ライブラリ) は、ハードウェア抽象化を提供するUNIX 系オペレーティング システム用のソフトウェアサブシステムです。

HAL は現在、ほとんどの Linux ディストリビューションおよび FreeBSD で非推奨となっています。機能は、2008 ～ 2010 年現在、Linux ではudevに、FreeBSD では devd に統合されています。^{[引用が必要]}以前は、HAL は udev 上に構築されていました。^{[引用が必要]}

udev や devd のような代替手段を持たない他のオペレーティング システムでは、依然として HAL が使用されています。

ハードウェア抽象化レイヤーの目的は、基盤となるハードウェアの種類に関係なく、デスクトップアプリケーションがシンプルで移植性の高い抽象APIを介してホストシステムのハードウェアを検出して使用できるようにすることでした。^[1]

Linux OS 用の HAL は、もともとHavoc Penningtonによって構想されました。これはfreedesktop.orgプロジェクトとなり、 GNOMEおよびKDE デスクトップ環境のソフトウェア スタックの重要な部分となりました。これはフリー ソフトウェアであり、 GNU 一般公衆利用許諾書とAcademic Free Licenseの両方のデュアル ライセンスが適用されます。^[2]

HAL は、割り込みルーティングなど、カーネル内のプラットフォーム固有のコア機能を処理するための Windows NTカーネル HALの概念とは無関係です。

従来、オペレーティング システム カーネルは、システムが実行されるハードウェアへの抽象インターフェイスを提供する役割を担っていました。アプリケーションは、これらの抽象化を介してハードウェアと通信するために、システム コールインターフェイスを使用したり、デバイス ノードでファイルI/O を実行したりしていました。これは、初期のデスクトップ コンピューティングの単純なハードウェアには十分でした。

しかし、コンピュータハードウェアは複雑化が進み、Unixカーネルが提供する抽象化は、サーバとデスクトップコンピュータの両方で現在一般的になっているデバイスと周辺機器の種類の急増に追いついていません。また、最近のバスのほとんどはホットプラグ対応になり、複雑なトポロジを持つことができます。その結果、デバイスはシステムコールインターフェースやUnix IPCを介して追跡するのが難しい方法で検出または状態を変更します。これを行う複雑さにより、アプリケーション作成者はハードウェアサポートロジックを再実装する必要があります。^[1]

一部のデバイスでは、使用準備のために特権ヘルパー プログラムも必要です。これらのヘルパー プログラムは、多くの場合、Unix の権限モデルでは表現しにくい方法で呼び出す必要があります (たとえば、ユーザーがビデオ コンソールにログインしている場合にのみワイヤレス ネットワークに参加できるようにするなど)。 ^{[1]アプリケーションの作成者は、} setuidバイナリを 使用したり、サービスデーモンを実行したりして、独自のアクセス制御と権限分離を提供しますが、そのたびにセキュリティ ホールが発生する可能性があります。

HAL は、ホスト コンピュータ上のほとんどのハードウェアへのアクセスを検出、列挙、仲介する役割を担う単一のデーモンです。アプリケーションは、オブジェクト ベースのRPCメカニズムの背後にハードウェアを抽象化するD-Bus IPCメカニズムを通じて HAL と通信します。

各論理ハードウェアデバイスはD-Bus オブジェクトとして表され、そのバス アドレスは一意の識別子として使用されます。デバイスには、ディスク パーティションや可視ワイヤレス ネットワークなどの抽象化が含まれます。デバイスの機能は D-Busインターフェースを通じて公開され、その状態はキーと値のペアのセットであるプロパティを通じてアクセスされます。

HALはこれらのオブジェクト上でハードウェアイベントを信号としてブロードキャストします。アプリケーションは信号をリッスンし、デジタルカメラが接続された、光ディスクが回転している、ラップトップコンピュータが蓋を閉じているなどのハードウェアイベントを表す信号に反応することができます。^{[3] [4]}

Linux では、HAL は/sys( Linuxシステムの仮想ファイル システム) を使用してハードウェアを検出し、カーネルのホットプラグイベントをリッスンします。一部の Linux ディストリビューションでは、新しいデバイス ノードが表示されるたびに udev デーモンが HAL に通知できるようにする udevルールも提供されています。

2011年現在、 Ubuntu、^[5]、Debian、^[6]、Fedora、FreeBSD、^{[7][アップデート]}などのLinuxディストリビューションや、KDE、 ^[8]、 GNOME、X.orgなどのプロジェクトでは、HALが「保守不可能な巨大なモノリシックな混乱状態」になったため、 HALを廃止するプロセスが進行中です。 ^[5]このプロセスはほぼ完了していますが、HALの使用は依然として残っています。Debian squeeze（2011年2月）とUbuntuバージョン10.04では、基本システムとブートプロセスからHALが削除されています。^{[9] Linuxでは、} udev （メインudev、libudev、udev-extras）と既存のudevおよびカーネル機能に統合されるプロセスが進行中です。FreeBSDなどのLinux以外のシステムでは、devdが代替となります。

当初は、新しいデーモンDeviceKit がHAL の特定の側面を置き換える予定でしたが、2009 年 3 月に、同じコードを udev にパッケージudev-extrasとして追加することになり、DeviceKit は非推奨となり、一部の関数は現在udev自体に移行されています。

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