为 32 位 PCI 设备编写 Windows 64 位设备驱动程序

Question

我正在评估将我几年前编写的设备驱动程序从 32 位移植到 64 位。物理设备是 32 位 PCI 卡。也就是说，该设备是 32 位的，但我需要从 Win7x64 访问它。该设备向 Windows 世界提供一些寄存器，然后执行繁重的总线主控数据传输到一块驱动程序分配的内存中。

我在 Microsoft 文档中读到，您可以指示驱动程序是否支持 64 位 DMA。如果不是，则 DMA 是双缓冲的。但是，我不确定是否是这种情况。我的驱动程序将/可能是一个完整的 64 位驱动程序，因此它可以支持处理器地址空间中的 64 位地址，但实际的物理设备不支持它。事实上，设备 BAR 必须映射到 4 GB 以下，并且设备必须获得一个 PC RAM 地址才能执行 4 GB 以下的总线主控。这是否意味着我的驱动程序将始终通过双缓冲？这是一个对性能非常敏感的过程，双缓冲可能会阻止整个系统工作。

当然，设计新的 64 位 PCI（或 PCI-E）板是不可能的。

任何人都可以为这个过程提供一些资源（除了 MS 页面）吗？

非常感谢！

Answer 1

为仅支持 32 位 PCI 寻址的设备编写 64 位驱动程序没有问题。正如 Alexey 所指出的，您创建的 DMA 适配器对象指定了您设备的硬件寻址能力。当您分配 DMA 缓冲区时，操作系统会考虑到这一点，并确保在您的硬件可访问区域内分配这些缓冲区。 Linux 驱动程序的行为类似，您的驱动程序必须提供一个 DMA 地址掩码以与您的设备相关联，稍后使用的 DMA 函数将引用该掩码。

如果您的应用程序分配了一个需要进行 DMA 存取的缓冲区，您可能会遇到性能损失。这个缓冲区可以分散在整个内存中，内存中的页面超过 4G。如果您的驱动程序计划对这些进行 DMA，则需要在 DMA 期间将缓冲区页面锁定在 RAM 中，并根据页面位置为您的 DMA 引擎构建一个 SGL。问题是，对于 4G 以上的页面，操作系统必须将它们复制/移动到 4G 以下的页面，以便您的 DMA 引擎能够访问它们。这就是潜在的性能损失所在。

Answer 2

这是一个旧帖子，我希望答案仍然相关......

这里有两部分，PCI target 和 PCI master access。

PCI 目标访问： 驱动程序将 PCI BAR 映射到 64 位虚拟地址空间，驱动程序只需通过指针读取/写入。

PCI主访问：您需要通过调用IoGetDmaAdapter()创建一个DmaAdapter对象。创建时，您还描述了您的设备是 32 位的（请参阅 DEVICE_DESCRIPTION 参数）。然后调用DmaAdapter::AllocateCommonBuffer() 方法在PC RAM 中分配一个连续的DMA 缓冲区。

我不确定双缓冲。根据我的经验，不使用双缓冲，而是 DmaAdapter::AllocateCommonBuffer() 如果无法分配满足 DEVICE_DESCRIPTION 的缓冲区（在您的情况下为 32 位 dma 寻址），则会失败。