Microsoft Windows ライブラリファイル

Microsoft Windowsオペレーティングシステムは、「ダイナミックリンクライブラリ」と呼ばれる共有ライブラリの形式をサポートしています。これは、1 つのコピーのみがメモリにロードされ、複数のプロセスで使用できるコードライブラリです。この記事では、最新の Windows インストールにすべて含まれ、ほとんどの Windows アプリケーションが構築されているコアライブラリの概要を説明します。

内部コンポーネント

HAL.DLL はカーネルモードライブラリファイルであり、ユーザーモードプログラムでは使用できません。NTDLL.DLL は一部のプログラムでのみ使用されますが、プログラムで使用されるほとんどの Win32 ライブラリの依存関係です。

HAL.DLL

Windowsハードウェア抽象化レイヤー(HAL) は、hal.dllに実装されています。^{[1] HAL は、さまざまなハードウェアプラットフォーム (この文脈では、主に}チップセットを指します) によってさまざまな方法で実装される多数の機能を実装します。オペレーティングシステムの他のコンポーネントは、実際の実装に関係なく、すべてのプラットフォームで同じ方法でこれらの機能を呼び出すことができます。

たとえば、割り込みへの応答は、Advanced Programmable Interrupt Controller (APIC) を搭載したマシンと搭載していないマシンではまったく異なります。HAL は、さまざまなチップセットによるあらゆる種類の割り込みに対応する単一の関数をこの目的のために提供しているため、他のコンポーネントは違いを気にする必要がありません。

HAL はカーネルアドレス空間にロードされ、カーネルモードで実行されるため、HAL 内のルーチンはアプリケーションから直接呼び出すことができず、ユーザーモード API は HAL ルーチンに直接対応していません。代わりに、HAL は主に Windows エグゼクティブとカーネル、およびカーネルモードデバイスドライバーにサービスを提供します。ほとんどのハードウェアのドライバーは、通常ファイルタイプ.sysの他のファイルに含まれていますが、いくつかのコアドライバーはhal.dllにコンパイルされています。

PCIやPCI Expressなどのバス上のデバイス用のカーネルモードデバイスドライバーは、HAL 内のルーチンを直接呼び出して、デバイスのI/O ポートとレジスタにアクセスします。ドライバーが HAL ルーチンを使用するのは、プラットフォームによってこれらの操作の実装が異なる場合があるためです。HAL は各プラットフォームに対して操作を適切に実装するため、同じCPUアーキテクチャを使用するすべてのプラットフォームで同じドライバー実行可能ファイルを使用でき、ドライバーソースファイルをすべてのアーキテクチャ間で移植できます。

Windows 8より前のx86システムでは、インストールメディアに複数の異なる HAL ファイルがあります。Windows のインストール手順では、現在のプラットフォームに適した HAL ファイルを特定し、必要に応じてhal.dllに名前を変更してハードドライブにコピーします。この選択の基準には、ACPI互換の BIOS の存在、 APICの存在、複数のプロセッサが存在し有効になっているかどうかなどがあります。(マルチコア CPUの複数のコア、およびハイパースレッディングCPUによって実装された「論理プロセッサ」も、この目的ではすべて「プロセッサ」としてカウントされます。) x86-64およびItaniumプラットフォームでは、CPU アーキテクチャごとにhal.dll が1 つだけあります。Windows 8 以降では、x86 バージョンにも HAL が 1 つだけあります。

^{HALは、Windows 10のバージョン2004以降、ntoskrnl.exe [2]}に統合（または静的にリンク）されており、dllは下位互換性のためのスタブとしてのみ機能します。

NTDLL.DLL

NTDLL.DLL は Windows Native APIをエクスポートします。Native API は、 Win32やその他の API サブシステムのサポートなしで実行する必要があるオペレーティングシステムのユーザーモードコンポーネントによって使用されるインターフェイスです。この API のほとんどはNTDLL.DLLとntoskrnl.exe (およびそのバリアント)の上位に実装されており、これらのライブラリ内でエクスポートされたシンボルの大部分にはNt というプレフィックスが付けられています(例: NtDisplayString )。Native API は、KERNEL32.DLL によってエクスポートされた多くの「カーネル API」または「ベース API」を実装するためにも使用されます。^[3]^[4]^[5] Windows アプリケーションの大部分は NTDLL.DLL を直接呼び出しません。^[6]

このライブラリに直接リンクされているアプリケーションは、ネイティブサブシステムを使用すると言われています。その主な理由は、Win32 サブシステムが使用可能になる前に、システム起動シーケンスの初期段階で実行する必要があるタスクを実行することです。明白ですが重要な例として、Win32 サブシステムプロセスcsrss.exeの作成があります。csrss.exe プロセスが存在する前には、Win32 プロセスを作成できないため、それを作成するプロセス (Smss.exe、"セッションマネージャー") はネイティブサブシステムを使用する必要があります。csrss.exe自体はそのようなアプリケーションです。

ファイル拡張子が「.exe」であるにもかかわらず、ネイティブアプリケーションはユーザー (または Win32 またはその他のサブシステム内のプログラム) によって実行できません。例としては、システム初期化「ブルースクリーン」中にchkdsk を実行するautochk.exeバイナリがあります。その他の顕著な例としては、 csrss.exeなどのさまざまなサブシステムを実装するサービスがあります。

Win32アプリケーションとは異なり、ネイティブアプリケーションはカーネルランタイムコード ( ntoskrnl.exe ) 内でインスタンス化されるため、別のエントリポイント ( Win32 アプリケーションにある(w)(Win)MainCRTStartupではなくNtProcessStartup ) を持つ必要があり、 ^[4]メモリ内構造体へのポインターを介してコマンドライン引数を取得し、Rtlヒープ API (Win32 ヒープ API は単なるラッパーであり、実際の違いはありません) を使用して独自のメモリを管理し、 RtlExitUserProcess ( ExitProcessではなく)の呼び出しで実行を戻します。ネイティブアプリケーションにリンクされる一般的なライブラリは nt.lib で、これにはネイティブアプリケーションのスタートアップコードが含まれています。これは、C ランタイムが Win32 アプリのスタートアップコードを提供する方法に似ています。^[7]

API のほとんどは文書化されていませんが、ネイティブアプリケーションは Windows ドライバー開発キットを使用して構築できます。多くのウイルス対策ソフトウェアやその他のユーティリティソフトウェアベンダーは、通常、ユーザー空間では実行できない起動時のタスクを実行するために、製品内にネイティブアプリケーションを組み込んでいます。^{[引用が必要]}

Win32 API

このセクションのライブラリはそれぞれ、Win32 API のさまざまなサブセットを実装します。

カーネル32.DLL

KERNEL32.DLLは、メモリ管理、入出力（I/O）操作、プロセスとスレッドの作成、同期機能など、Win32ベースAPIのほとんどをアプリケーションに公開します。 ^[8]

GDI32.DLL

GDI32.DLL は、ビデオディスプレイやプリンタへの出力のための基本的な描画機能を実行するグラフィックスデバイスインターフェイス (GDI)関数をエクスポートします。これは、たとえば、XP バージョンのペイントで使用されます。アプリケーションは、GDI 関数を直接呼び出して、低レベルの描画 (線、四角形、楕円)、テキスト出力、フォント管理などの機能を実行します。^[8]^[9]

当初、GDIは16色と256色のEGA / VGA ディスプレイカードとモノクロプリンタをサポートしていました。機能は年々拡張され、現在ではTrueTypeフォント、アルファチャンネル、複数のモニターなどのサポートも含まれています。^[10]

USER32.DLL

USER32.DLLは、デスクトップ、ウィンドウ、メニューなどの Windows ユーザーインターフェイスの標準要素を作成および操作する Windows USER コンポーネントを実装します。これにより、プログラムはWindows の外観と操作性に一致するグラフィカルユーザーインターフェイス (GUI) を実装できます。プログラムは Windows USER から関数を呼び出して、ウィンドウの作成と管理、ウィンドウメッセージの受信 (ほとんどはマウスやキーボードイベントなどのユーザー入力ですが、オペレーティングシステムからの通知も含まれます)、ウィンドウへのテキストの表示、メッセージボックスの表示などの操作を実行します。

USER32.DLL の関数の多くは、GDI32.DLL によってエクスポートされた GDI 関数を呼び出して、ユーザーインターフェイスのさまざまな要素を実際にレンダリングします。一部の種類のプログラムでは、GDI 関数を直接呼び出して、USER32 関数によって以前に作成されたウィンドウ内で低レベルの描画操作を実行することもあります。

COMCTL32.DLL

COMCTL32.DLLは、ファイルのオープン、保存、名前を付けて保存のダイアログ、進行状況バー、リストビューなど、さまざまな標準 Windows コントロールを実装します。 USER32.DLL と GDI32.DLL の両方から関数を呼び出して、これらの UI 要素のウィンドウを作成および管理し、ウィンドウ内にさまざまなグラフィック要素を配置し、ユーザー入力を収集します。

COMDLG32.DLL

COMDLG32.DLL、共通ダイアログボックスライブラリは、Microsoft が「共通アプリケーションタスク」とみなすものを実行することを目的とした、さまざまな Windows ダイアログボックスを実装します。Windows Vista のリリース以降、Microsoft はこのライブラリによって提供される [開く] および [名前を付けて保存] ダイアログボックスを非推奨とみなし、[共通アイテムダイアログ API] に置き換えました。^[11]

WS2_32.DLL

WS2_32.DLL は、TCP/IP ネットワーク機能を提供し、他のネットワーク API との部分的な互換性が保たれるWinsock APIを実装します。wsock.dllとwsock32.dll は、Win3.11および Win95 との互換性を保つための古いバージョンです。

ADVAPI32.DLL

ADVAPI32.DLL（Advanced Windows 32 Base API DLL）^[12]は、Windowsレジストリを操作するためのセキュリティ呼び出しと関数を提供します。

NETAPI32.DLL

NETAPI32.DLL は、ネットワークインターフェイスを照会および管理するための関数を提供します。

OLE32.DLL

OLE32.DLL は、コンポーネントオブジェクトモデル、およびオブジェクトのリンクと埋め込みを提供します。

その他のAPI

DLL の

SHSCRAP.DLLは、オブジェクトのリンクと埋め込み（OLE）メカニズムの一部です。シェルスクラップファイルのサポートを実装しています。シェルスクラップファイルは、OLE対応アプリケーションからエクスプローラーウィンドウまたはデスクトップに選択したコンテンツをドラッグすると自動的に作成されますが、 ^[13]オブジェクトパッケージャーを使用して作成することもできます。その後、別のOLE対応アプリケーションにドラッグできます。

この機能は、セキュリティの向上と、一般的に使用されていない機能をオペレーティングシステムから取り除くために、Windows Vista（およびそれ以降のバージョン）から削除されました。^[14]スクラップ（.shs）ファイルは、さまざまなファイル（実行可能コードを含む）を含むことができ、「既知のファイルタイプのファイル拡張子を非表示にする」が無効になっている場合でもファイル拡張子が表示されないことから、ウイルスに使用されています。^{[15]この機能は、レジストリエントリと}DLLをWindows XPシステムからコピーすることで復元できます。^[16]

WINMM.DLL

WINMM.DLL は、オリジナルのWinMMオーディオ API へのアクセスを提供します。

IMM32.DLL

IMM32 は、入力方式エディターの呼び出しと対話を担当します。

ランタイムライブラリ

MSVCRT.DLL、MSVCP*.DLL、CRTDLL.DLL

MSVCRT.DLL は、 Visual C++ (MSVC)コンパイラバージョン 4.2 から 6.0 のC 標準ライブラリです。このライブラリは、これらのバージョンの MSVC でコンパイルされたプログラムに、ほとんどの標準 C ライブラリ関数を提供します。これには、文字列操作、メモリ割り当て、C スタイルの入出力呼び出しなどが含まれます。MSVCP *.DLL は、対応する C++ ライブラリです。

これは、他の Windows コンポーネントで使用するために Windows 95 OSR2.5 以降の Windows バージョンに同梱されています。以前のバージョンでは、代わりにCRTDLL.DLLライブラリが同梱されていました。以前のバージョンの Windows では、MSVCRT.DLL にリンクされたプログラムは、System32 フォルダーに互換性のあるコピーをインストールすることが期待されていましたが、多くのインストーラーがライブラリのバージョンを置き換える前にインストールされたバージョンと比較しなかったため、 DLL Hellの原因となっていました。

MSVC 4.0 より前および 7.0 から 12.0 までのバージョンでは、バージョンごとに異なる名前の DLL を使用していました (MSVCR20.DLL、MSVCR70.DLL、MSVCR71.DLL、MSVCP110.DLL など)。アプリケーションは適切なバージョンをインストールする必要があり、^[17] Microsoft はこの目的のためにVisual C++ 再頒布可能パッケージを提供していますが、Windows には通常、1 つのバージョンが既にインストールされています。

このランタイムライブラリは、Visual C++ および他のいくつかのコンパイラ (例: MinGW ) で記述されたプログラムによって使用されます。一部のコンパイラには独自のランタイムライブラリがあります。

バージョン14.0（Visual Studio 2015）では、C/C++ランタイムの大部分が、C99[1]に厳密に準拠した新しいDLL、UCRTBASE.DLLに移動されました。Windows 10以降のUniversal C Run Time（UCRT）はWindows[2]のコンポーネントの一部となるため、すべてのコンパイラ（GCCやClang / LLVMなどの非MS ）はUCRTにリンクできます[3]。さらに、UCRTBASE.DLLを使用するC/C++プログラムは、別の新しいDLLであるVisual C++ Runtimeにリンクする必要があります。バージョン14.0では、これはVCRUNTIME140.DLLでした。^[18]この名前は将来のバージョンで変更される可能性がありますが、バージョン17.0の時点では変更されていません。

ランタイムライブラリのソースコードは、参照とデバッグのためにVisual C++ ^[19]に含まれています（例C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 11.0\VC\crt\src：）。

その他のランタイムライブラリ

ATL*.DLL –アクティブテンプレートライブラリ
MFC*.DLL – Microsoft Foundation クラス
MSVBVM60.DLL – Visual Basic 6.0 仮想マシン ( Visual Basic.NETプログラムでは代わりに.NET Frameworkが必要です)
VCOMP*.DLL – Microsoft OpenMPランタイム
VCRUNTIME*.DLL – Microsoft Visual C++ ランタイム、MSVC 14.0+ 用
MSVCIRT.DLL – Microsoft C++ ライブラリ。MS C 9 および 10 (MSVC 2.x、4.x) 用の<iostream.h> (ファイル拡張子に注意) の非推奨の C++ クラスが含まれています (当時、ドラフト C++ 標準ライブラリは MSVCRT.DLL 内に統合されていました。Visual C++ 5.0 のリリースで分割されました)

.NET Framework ライブラリ

C#、Visual Basic.NET、C++/CLI、その他の.NET言語で書かれたプログラムには、 .NET Frameworkが必要です。これには多くのライブラリ（その1つはmscorlib.dll – Multilanguage Standard Common Object Runtime Library、旧Microsoft Common Object Runtime Library ^[20]）と、いわゆるアセンブリ（ System.Windows.Forms.dllなど）があります。

参照

参考文献

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外部リンク

API 呼び出しリスト (USER32.DLL) 2015-11-21 にWayback Machineでアーカイブ – Visual Basic でユーザー API クライアントライブラリを使用するためのヒント
API 呼び出しリスト (KERNEL32.DLL) 2015-11-21 にWayback Machineでアーカイブ – Visual Basic でカーネル API クライアントライブラリを使用するためのヒント
ネイティブ API リファレンス
ネイティブ API メソッドのほとんどを文書化した非公式 Web サイト
KERNEL32.DLL ベースアドレスの取得

[1] Blunden, Bill (2009)。ルートキットの兵器庫: システムの暗い隅での脱出と回避。Jones & Bartlett Learning。p. 101。ISBN 978-1-59822-061-2。

[2] @PetrBenes (2019年7月25日). 「何か見逃したかな？ルーチン…」 (ツイート) – Twitter経由。

[Eldad-2011-pp68-69-3] エイラム、エルダッド (2011)。リバーシング：リバースエンジニアリングの秘密。ジョン・ワイリー＆サンズ。pp . 68– 69。ISBN 978-1-118-07976-8。

[nativeapplications-4] 「ネイティブ Windows アプリケーションの内部」。Microsoft。2010年9 月 12 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011 年 12 月 14 日閲覧。

[5] Russinovich, Mark A. & Solomon, David A. (2009). Windows® Internals. O'Reilly Media. p. 136. ISBN 978-0-7356-3796-2。

[6] Marceau, Carla & Stillerman, Matt (2006)。「共有ライブラリを持つシステムにおけるモジュール動作プロファイル」。Neng, Peng 他 (編)。情報通信セキュリティ: 第 8 回国際会議、ICICS 2006 – 米国ノースカロライナ州ローリー、2006 年 12 月 4 ～ 7 日 – 議事録。Springer。p. 371。ISBN 978-3-540-49496-6。

[7] 「ネイティブアプリケーションの内部」。2010 年 10 月 23 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017 年 8 月 26 日閲覧。

[VSDC1-8] 「DLL 内の関数の識別」。.NET Framework ドキュメント。Microsoft。2022-03-11 – Microsoft Learn経由。

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[13] 「WD: Scrap (.shs) ファイルとは何ですか?」。Microsoft サポート技術情報。

[scrap_the_scraps-14] Raymond Chen. 「Windows Confidential: Scrapping the Scraps」。2011 年 12 月 14 日閲覧。

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[scrap_restore_hack-16] 「SHSファイルを開く方法」。2011年12月14日閲覧。

[17] 「C ランタイムライブラリ」。2011 年 12 月 7 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011 年 12 月 14 日閲覧。

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[20] 「「mscorlib」の「ms」は何の略ですか - ヒント: 「Microsoft」ではありません」。2004 年 1 月 31 日。