HID のアーキテクチャ

Windows における HID ドライバー スタックのアーキテクチャは、hidclass.sys という名前のクラス ドライバー上に構築されています。 クライアントとトランスポート ミニドライバーは、ユーザー モードまたはカーネル モードからクラス ドライバーにアクセスします。

HID クラス ドライバー

システム提供の HID クラス ドライバーは、HID デバイス セットアップ クラス (HIDClass) の WDM 関数ドライバーとバス ドライバーです。 HID クラス ドライバーの実行可能コンポーネントは、hidclass.sys です。 HID クラス ドライバーは、HID クライアントと各種トランスポートをつなぐ接着剤のような役割を果たします。 これにより、HID クライアントをトランスポートから独立した方法で記述できます。 この抽象化レベルにより、新しい標準またはサード パーティのトランスポートが導入されたときに、クライアントは (ほとんど、またはまったく変更を加えることなく) 引き続き動作できます。

次の図は、アーキテクチャを表現したものです。

上記の図は、次のもので構成されています。

• HID クライアント – Windows およびサード パーティのクライアントとそのインターフェイスを識別します。
• HID クラス ドライバー - hidclass.sys 実行可能ファイル。
• HID トランスポート ミニドライバー - Windows およびサード パーティのトランスポートとそのインターフェイスを識別します。

汎用 HID クライアントとトランスポートのデバイス スタック図を次に示します。

また、USB 接続の HID キーボードとマウス コレクションを示すデバイス スタック図は、次のとおりです。

HID クライアント

HID クライアントは、HIDClass.sys と通信するドライバー、サービス、またはアプリケーションであり、多くの場合、特定の種類のデバイス (センサー、キーボード、マウスなど) を表します。 ハードウェア ID または特定の HID コレクションを使用してデバイスを識別し、次のガイダンスを使用して HID コレクションと通信します。

ユーザー モード ドライバーとアプリケーション、およびカーネル モード ドライバーは、次のように HID コレクションを操作します。

• ユーザー モード ドライバーとアプリケーションは、HIDClass サポート ルーチン (HidD_Xxx) を使用して HID コレクションに関する情報を取得します。
• カーネル モード ドライバー、ユーザー モード ドライバー、アプリケーションは、HID 解析サポート ルーチン (HidP_Xxx) を使用して HID レポートを処理し、カーネル モード ドライバーは HID クラス ドライバー IOCTL を使用して HID レポートを処理します。

次の表は、上記の情報をまとめたものです。

モード	ドライバー	アプリケーション
ユーザー モード	HidD_Xxx	HidP_Xxx
カーネル モード	HidD_Xxx OR IOCTL_HID_xxx	該当なし

詳細については、「HID コレクションを開く」をご覧ください。

Windows でサポートされる HID クライアント

Windows では、次に示す最上位のコレクションがサポートされます。

使用法ページ	使用方法	Windows 7	Windows 8	Windows 10	メモ	アクセス モード
0x0001	0x0001 - 0x0002	はい	はい	はい	マウス クラス ドライバーとマッパー ドライバー	排他的
0x0001	0x0004 - 0x0005	はい	はい	はい	ゲーム コントローラー	共有済み
0x0001	0x0006 - 0x0007	はい	はい	はい	キーボード/キーパッド クラス ドライバーとマッパー ドライバー	排他的
0x0001	0x000C	いいえ	はい	はい	フライト モード スイッチ	共有済み
0x0001	0x0080	はい	はい	はい	システム制御 (電源)	共有済み
0x000C	0x0001	はい	はい	はい (Windows 10 と Windows 10 Mobile の両方)	コンシューマー コントロール	共有 (Windows 10 と Windows 10 Mobile の両方)
0x000D	0x0001	はい	はい	はい	外部ペン デバイス	排他的
0x000D	0x0002	はい	はい	はい	統合ペン デバイス	排他的
0x000D	0x0004	はい	はい	はい	Touchscreen	排他的
0x000D	0x0005	いいえ	はい	はい	高精度タッチパッド (PTP)	排他的
0x0020	*複数	いいえ	はい	はい	センサー	共有済み
0x0084	0x0004	はい	はい	はい	HID UPS バッテリー	共有済み
0x008C	0x0002	いいえ	はい (Windows 8.1 以降)	はい	バーコード スキャナー (hidscanner.dll)	共有済み

上記の表では、入力 HID クライアントのアクセス モードは排他的となっています。これは、他の HID クライアントがその入力のターゲット受信者でない場合にグローバル入力状態をインターセプトまたは受信できないようにするためです。 セキュリティ上の理由から、Raw Input Manager (RIM) は、このようなすべてのデバイスを排他的に開きます。

デバイスが RIM によって排他モードで開かれている場合でも、ユーザーは読み取りおよび書き込みアクセス許可を要求せずに HID デバイス インターフェイスを開き、HIDClass サポート ルーチン (HidD_GetXxx) を使用して HID デバイス情報を取得できます。

共有モードでは、複数のアプリケーションがデバイスにアクセスできます。 たとえば、複数のアプリケーションがバーコード スキャナーにアクセスして、デバイスの機能について問い合わせ、統計情報を取得できます。 ただし、バーコード スキャナーからデコードされたデータの取得は、排他モードで行われます。 使用法は、USB-IF 使用法テーブルで定義されます。

*複数: 0x00 – 0xFF からのセンサーの使用法は、さまざまな目的でセグメント化されています。 たとえば、0x10 は生体認証センサーを示し、0x40 は光センサーを示します。 これらの割り当ては連続していません。 センサーの使用法の一覧については、「HID の USB-IF デバイス クラス定義」を参照してください。 Windows でサポートされているセンサーの使用法については、「HID センサーの使用法」を参照してください。

HID トランスポート ドライバー

HID クラス ドライバーは、HID ミニドライバーを使用してハードウェア入力デバイスにアクセスするように設計されています。 HID ミニドライバーは、サポートされている入力デバイスのデバイス固有の操作を抽象化します。 HID ミニドライバーは、HID クラス ドライバーに登録することによって、その操作を HID クラス ドライバーにバインドします。 HID クラス ドライバーは、ミニドライバーのサポート ルーチンを呼び出すことによって HID ミニドライバーと通信します。 次に HID ミニドライバーは、ドライバー スタックをたどって、基になるバスまたはポート ドライバーまで通信を送信します。

Windows でサポートされている HID トランスポート

サポートされている HID トランスポートの一覧については、このページを参照してください。

Windows Hardware Lab Kit (HLK) の USB 汎用 HID テストでは、HidUsb ドライバーと HidClass ドライバーについて説明しています。 サード パーティ製 HID ミニ ドライバーの HLK テストはありません。