From: HAL在Kernel和硬件之间 

HAL在抽象什么？

        HAL位于内核最底层。“与硬件直接打交道“的这一层被称为硬件抽象层。顾名思义，Windows内核希望把硬件相关的代码放在HAL模块，而这似乎与WRK众多amd64或x86目录相违背。

        注意，任何代码期望做到完美的抽象也许是不合理的。HAL只是在抽象和硬件最相关的处理器、中断、电源管理等，对于更上层的执行体，没办法全部取代。正如执行体中依然会在多处对于x86和amd64架构分别处理，这些并不适合放在HAL.

        例如KeGetCurrentThread函数:

        

        

        官方解释： Windows Kernel-Mode HAL Library

Windows runs on many different configurations of the personal computer. Each configuration requires a layer of software that interacts between the hardware and the rest of the operating system. Because this layer abstracts (hides) the low-level hardware details from drivers and the operating system, it is called the hardware abstraction layer (HAL).

HAL像是主板驱动

        对于不同主板，对应着不同厂商，同时处理器、中断、电源管理和IO接口等都是特定的，HAL就像是在适配主板。当然把HAL比作了"主板驱动"并不完全合适，因为主板驱动真的包含驱动程序。

谁在调用HAL?

        Ntoskrnl.exe导入表查看调用HAL哪些API. 内核和驱动程序都会使用HAL.

内核和驱动程序如何访问硬件？

        按照HAL的定义，内核和驱动程序并不能直接访问硬件，比如用IO指令访问显存或启动CPU.

这些访问硬件的动作被封装在HAL里面。

HAL以什么形态存在?

        DLL.

%WINDOWS%\system32\hal.dll    (不同硬件平台有差异)

        在Windows Vista和Windows Server 2008之前，不同平台的HAL DLL是确定的，这之后，HAL是在启动过程动态确定的。具体参考：Vista and later 内核和HAL

不同类型的HAL

        

         From: Windows内核原理与实现

         不同HAL差异在于： 单核/多核、中断控制器、电源接口、IO接口

HAL和内核需要匹配

        对于Windows XP和Windows Server 2003, HAL和内核文件必须是匹配的，否则，可能出现不能启动。

• The operating system image and HAL must be kept in sync at all times. Therefore, if you use a checked version of the operating system image, you must also use the checked version of the HAL (and vice versa). Failure to keep a system's operating system image and HAL coordinated can make the system unbootable.

具体参阅: Installing Just the Checked Operating System and HAL (For Windows XP and Windows Server 2003)

Android HAL

        不要和它混淆了，Android HAL是因为Linux内核GPL license必须开源会损坏厂商利益，在用户模式以动态链接库达到隐藏代码的目的，和Windows HAL有很大差异.

HAL API

        Windows内核--WRK和真实的Windows内核源代码差多少?(1.3) 有提到wrkamd64.exe导入表中依赖HAL API如下。

        

HAL内部实现

        可参阅ReactOS提供HAL的源代码。

        

        例如x86架构Flush TLB的HAL实现如下，里面读写了x86架构相关的寄存器，如cr3, cr4等。

VOID
NTAPI
HalpFlushTLB(VOID)
{
    ULONG_PTR Flags, Cr4;
    INT CpuInfo[4];
    ULONG_PTR PageDirectory;

    //
    // Disable interrupts
    //
    Flags = __readeflags();
    _disable();

    //
    // Get page table directory base
    //
    PageDirectory = __readcr3();

    //
    // Check for CPUID support
    //
    if (KeGetCurrentPrcb()->CpuID)
    {
        //
        // Check for global bit in CPU features
        //
        __cpuid(CpuInfo, 1);
        if (CpuInfo[3] & 0x2000)
        {
            //
            // Get current CR4 value
            //
            Cr4 = __readcr4();

            //
            // Disable global bit
            //
            __writecr4(Cr4 & ~CR4_PGE);

            //
            // Flush TLB and re-enable global bit
            //
            __writecr3(PageDirectory);
            __writecr4(Cr4);

            //
            // Restore interrupts
            //
            __writeeflags(Flags);
            return;
        }
    }

    //
    // Legacy: just flush TLB
    //
    __writecr3(PageDirectory);
    __writeeflags(Flags);
}