Windows コンソール

	Windows 10 20H2のcmd.exeを備えた Windows コンソール
その他の名前	Win32 コンソール
開発者	マイクロソフト
リポジトリ	github.com/microsoft/terminal/tree/main/src/host
書かれた	C++
オペレーティング·システム	マイクロソフトウィンドウズ
プラットフォーム	IA-32、x86-64、ARM64
タイプ	ターミナルエミュレータ
ライセンス	MITライセンス
Webサイト	docs.microsoft.com/en-us/windows/console/

Windows コンソールは、 Microsoft Windowsのコンソールアプリケーション用のインフラストラクチャです。Windows コンソールのインスタンスには、画面バッファーと入力バッファーがあります。これにより、コンソールアプリケーションをウィンドウ内またはハードウェアテキストモード(画面全体を占有) で実行できます。ユーザーは、+キーの組み合わせを使用して、この 2 つを切り替えることができます。テキストモードは、 Windows Vista以降では使用できません。ただし、 Windows 10以降では、ネイティブの全画面モードを使用できます。 Alt↵ Enter

Windows コンソールインスタンスは通常、画像を表示する必要はないが色を使用する可能性があるアプリに使用されます。例としては、cmd.exe、Windows PowerShell、Far Manager、Midnight Commanderなどがあります。

2019年に、コンソールホストはWindowsターミナルとともにMITライセンスの下でオープンソース化されました。^[1]

ウィンドウモードと全画面モード

Windows では、コンソールアプリケーションは 2 つのモードで実行できます。

1 つのモードでは、テキストをウィンドウに配置し、オペレーティングシステムのフォントレンダリングを使用します。このモードでは、アプリケーションとユーザーのやり取りはウィンドウシステムによって制御されます。これは、 xtermなどのX ウィンドウシステムアプリケーションに似ています。

2 つ目はフルスクリーンモードです。Windows XP以前では、フルスクリーンコンソールはハードウェアテキストモードを使用し、ビデオアダプターにラスターフォントをアップロードします。これは、テキストシステムコンソールに似ています。この初期のフルスクリーンモードは、VGA 互換のテキストモードのみをサポートし、最大文字解像度は 80列x 28 行です。^[2]このモードはWindows Vistaでは非推奨になりました。^[3] Windows XP ディスプレイドライバーをインストールすることでこの問題を回避することができましたが、 ^[3]Windows 8以降では受け入れられません。^[4] Windows 10 では再びフルスクリーンモードが搭載されていますが、この実装ではテキストモードではなく、ネイティブの Windows レンダリングサブシステムが使用されます。画面に収まる限り多くの列と行を持つことができます。^[5]

アプリは、 +キーの組み合わせを使用して 2 つのモードを切り替えることができます。 Alt↵ Enter

詳細

入力バッファは、イベント（キーボード、マウスなどから）が格納されるキューです。出力バッファは、文字とその属性が格納される長方形のグリッドです。コンソールウィンドウには複数の出力バッファがある場合がありますが、特定の瞬間にアクティブ（つまり表示される）になるのはそのうちの1つだけです。アプリは、高レベル関数（やなど）と低レベル関数（やなど）の両方を公開するWindows APIを介してプログラムでWindowsコンソールと対話できます。^[6]ReadConsoleWriteConsoleReadConsoleInputWriteConsoleOutput

ユーザーは、システム全体またはアプリレベルでカラーパレットやフォントを変更できます。ただし、コンソールアプリの各インスタンス自体では、カラーパレットやフォントをその場で変更することはできません。

Windows コンソールアプリは、 Windows (特にWindows 9x )上では見た目は変わらないかもしれませんが、MS-DOSアプリとは異なります。Windows コンソールアプリは、 Windows API全体にアクセスでき、MS-DOS または互換オペレーティングシステムでは実行されません。ただし、DOS アプリは Windows API にアクセスできず、仮想 DOS マシン(VDM)の助けを借りて 32 ビットバージョンの Windows でのみ実行できます。

実装

Windows 3.1以前では、コンソールのネイティブサポートはありません。これらのバージョンは MS-DOS のグラフィカルインターフェイスに過ぎないため、以前のバージョンの Windows で実行されたテキストプログラムのほとんどは、実際にはウィンドウで実行される MS-DOS プログラムでした。アプリケーションを Windows に移植する作業を簡素化するために、 Visual C++の初期バージョンには、通常のウィンドウ内に基本的なコンソール機能を実装するライブラリであるQuickWinが付属しています。Borland C++の同様のライブラリはEasyWin と呼ばれていました。

ウィンドウズ9x

Windows 9x のサポートは、コンソールウィンドウがシステムの仮想 DOS マシンで実行されるため、Win32 コンソールアプリケーションへのキーボード入力は、キーボード割り込みをフックすることによって実際の DOS アプリケーションでも使用される DOS VM で実行される conagent.exeによってコンソールウィンドウに送信される必要があるため、Windows NT に比べて比較的貧弱です。次に、 Vcond (VxD )をconagent.exe呼び出します。次に、 Vcond はキーボード入力をシステム VM に渡し、最後に Win32 コンソールアプリケーションに渡す必要があります。パフォーマンスの他に、この実装のもう 1 つの問題は、DOS VM に対してローカルなドライブが Win32 コンソールアプリケーションから見えないことです。これにより混乱が生じる可能性があります。

Windows 9x では、画面バッファはVGA テキストバッファの構造を反映し、文字セルごとに 2 バイトを使用します。1 バイトは文字コード用、1 バイトは属性用です (文字はOEM 文字セットでなければならず、属性は高輝度背景/点滅なし)。これにより、実際の VGA テキストモードを使用する場合、操作が大幅に高速化されます。

Windows NT および Windows CE

従来、クライアント/サーバーランタイムサブシステム(CSRSS) は、Windows NT ファミリのオペレーティングシステム上のコンソールウィンドウの管理を担当していました。 ^[7]Windows 7では、CSRSS はconhost.exe各コンソールウィンドウを管理するために 1 つずつ生成します。Windows 8以降では、コンソールアプリがconhost.exeプロセスを直接生成します。この変更は、セキュリティとユーザビリティの両方に影響します。CSRSS は高度な権限を持つセキュリティコンテキストで実行されますが、各 CSRSS はコンソールアプリと同じセキュリティコンテキストで実行されます。さらに、Windows 7 では、この変更により、コンソールウィンドウにAero Glass テーマconhost.exeの機能が追加されました。^[8]

Windows NT およびWindows CEでは、画面バッファは文字セルごとに 4 バイトを使用します。2 バイトは文字コード用、2 バイトは属性用です。文字はその後、16 ビットのUnicodeサブセット( UCS-2 ) でエンコードされます。^[9]下位互換性のため、コンソール API には Unicode と非 Unicode の 2 つのバージョンがあります。非 Unicode バージョンの API では、コードページ切り替えを使用して、表示される文字の範囲を拡張できます (ただし、コンソールウィンドウにTrueTypeフォントが使用されている場合のみ、使用可能なコードの範囲が拡張されます)。UTF -8も「コードページ 65001」として使用できます^[10] (完全な Unicode の UCS-2 サブセットからのみ表示) ^[要出典]。

Windows 10の2018年10月のアップデート以降、Windowsコンソールは完全なUnicodeサポートを備えています。^[11]

参照

参考文献

^ Cinnamon, Kayla (2019 年 5 月 6 日)。「Windows Terminal の紹介」。開発者向け Windows コマンドラインツール。Microsoft。2019年5 月 10日閲覧。
^ Julio Sanchez、Maria P. Canton (2003)、「VGA Fundamentals, Part II: DOS Graphics」、The PC Graphics Handbook (for C++ Programmers) (書籍)、CRC Press、p. 125、ISBN 0849316782
^ ab 「一部の 16 ビット DOS ベースプログラムとコマンドプロンプトは、Windows Vista および Windows 7 では全画面モードで実行されません」。サポート。Microsoft。2011 年 9 月 23 日。
^ 「Windows 2000 ディスプレイドライバーモデル (XDDM) 用ドライバーの開発ロードマップ」。Windows Dev Center - ハードウェア。Microsoft。2013年 11 月 16 日。2013年12 月 16 日閲覧。XDDMおよび VGA ドライバーは、Windows 8 以降のバージョンではコンパイルされません。
^ Tkachenko, Sergey (2014年11月24日). 「Windows 10でコマンドプロンプトをフルスクリーンで開く」. Winaero . 2019年7月31日閲覧。
^ 「コンソールモード」。Windowsコンソールのドキュメント。Microsoft。2020年10 月 13 日に取得– Microsoft Docs 経由。
^ マイクロソフトセキュリティアドバイザリ (930181): Windows クライアントサーバーランタイムサブシステムに影響を与えるエクスプロイトコードが公開されました
^ Yosifovich, Pavel; Ionescu, Alex; Russinovich, Mark E.; Solomon, David A. (2017 年 5 月 15 日)。Windows内部、パート 1: システムアーキテクチャ、プロセス、スレッド、メモリ管理など(第 7 版)。ワシントン州レドモンド: Microsoft Press。p. 67。ISBN 9780735684188。
^ 「コンソールリファレンス」。Microsoft。2009 年。2010 年1 月 1 日閲覧。
^ 「リリースノート」。docs.microsoft.com。2022年6 月 27 日。コンソール: コードページ 65001 (utf8) で出力テキストが表示されない問題を修正
^ Turner, Rich (2018 年 11 月 15 日)。「Windows コマンドライン: Unicode および UTF-8 出力テキストバッファー」。開発者向け Windows コマンドラインツール。Microsoft。2019年6 月 14 日閲覧。

外部リンク

Windows コンソールのドキュメント
Windows コマンドライン: 背景ブログ

[1] Cinnamon, Kayla (2019 年 5 月 6 日)。「Windows Terminal の紹介」。開発者向け Windows コマンドラインツール。Microsoft。2019年5 月 10日閲覧。

[VGA_Fundamentals-2] Julio Sanchez、Maria P. Canton (2003)、「VGA Fundamentals, Part II: DOS Graphics」、The PC Graphics Handbook (for C++ Programmers) (書籍)、CRC Press、p. 125、ISBN 0849316782

[fullscreen-deprecated-3] 「一部の 16 ビット DOS ベースプログラムとコマンドプロンプトは、Windows Vista および Windows 7 では全画面モードで実行されません」。サポート。Microsoft。2011 年 9 月 23 日。

[4] 「Windows 2000 ディスプレイドライバーモデル (XDDM) 用ドライバーの開発ロードマップ」。Windows Dev Center - ハードウェア。Microsoft。2013年 11 月 16 日。2013年12 月 16 日閲覧。XDDMおよび VGA ドライバーは、Windows 8 以降のバージョンではコンパイルされません。

[5] Tkachenko, Sergey (2014年11月24日). 「Windows 10でコマンドプロンプトをフルスクリーンで開く」. Winaero . 2019年7月31日閲覧。

[6] 「コンソールモード」。Windowsコンソールのドキュメント。Microsoft。2020年10 月 13 日に取得– Microsoft Docs 経由。

[7] マイクロソフトセキュリティアドバイザリ (930181): Windows クライアントサーバーランタイムサブシステムに影響を与えるエクスプロイトコードが公開されました

[8] Yosifovich, Pavel; Ionescu, Alex; Russinovich, Mark E.; Solomon, David A. (2017 年 5 月 15 日)。Windows内部、パート 1: システムアーキテクチャ、プロセス、スレッド、メモリ管理など(第 7 版)。ワシントン州レドモンド: Microsoft Press。p. 67。ISBN 9780735684188。

[9] 「コンソールリファレンス」。Microsoft。2009 年。2010 年1 月 1 日閲覧。

[10] 「リリースノート」。docs.microsoft.com。2022年6 月 27 日。コンソール: コードページ 65001 (utf8) で出力テキストが表示されない問題を修正

[11] Turner, Rich (2018 年 11 月 15 日)。「Windows コマンドライン: Unicode および UTF-8 出力テキストバッファー」。開発者向け Windows コマンドラインツール。Microsoft。2019年6 月 14 日閲覧。