Windows下PCI设备通用驱动程序设计与实现

"本文主要探讨了在Windows操作系统环境下，尤其是针对PCI设备的通用驱动程序设计。文章详述了PCI设备驱动程序开发过程中遇到的关键问题，包括端口、内存、中断的管理和封装技术，并提出了解决方案。作者指出，由于Windows系统对硬件资源访问的限制，需要设计设备驱动程序以确保软件对PCI设备的有效控制。驱动程序不仅包含物理设备的驱动，也有为文件系统等非物理设备编写的虚拟设备驱动。在不同的Windows版本中，驱动程序体系结构有所差异，例如Windows95/98与WindowsNT，以及后来的WDM（Windows Driver Model）驱动。尽管WDM在Windows2000和以后的版本中逐渐成为主流，但考虑到Windows95的市场占有率，开发者仍需兼顾其他类型的驱动程序。" 在Windows环境下，PCI设备驱动程序的设计通常涉及以下几个关键知识点： 1. **端口访问**：由于Windows系统限制了应用程序直接访问硬件端口，驱动程序需要提供接口允许用户程序安全地访问PCI设备的端口。 2. **内存管理**：驱动程序需要处理设备的内存映射，确保用户程序能够正确地读写设备内存，同时保持系统的稳定性。 3. **中断处理**：PCI设备通常使用中断进行通信，驱动程序需要适当地注册中断服务例程，并管理中断上下文，以确保中断处理的效率和响应速度。 4. **封装技术**：为了提高驱动程序的可复用性和降低复杂性，通常会将设备的常见操作封装成函数，提供统一的API供用户程序调用。 5. **驱动程序模型**：Windows95/98使用的是传统的驱动模型，而WindowsNT引入了WDM，后者在Windows98、Windows2000及后续版本中得到广泛支持。WDM驱动具备即插即用和电源管理特性，适用于多种设备，包括PCI设备。 6. **兼容性考虑**：由于市场上的Windows95系统仍然占一定比例，开发者在设计驱动程序时需要考虑与Windows95的兼容性，可能需要为不同版本的Windows编写不同的驱动版本。 7. **微处理器特性**：在设计驱动时，还需要了解微处理器的特性，如Intel 80386的中断优先级，这在处理中断请求时是重要的。 设计PCI设备的Windows驱动程序是一项复杂的工作，需要兼顾硬件特性、操作系统接口、多版本兼容性以及软件工程的最佳实践。通过封装和模块化设计，可以提高驱动程序的稳定性和可维护性，使其能够有效地服务于各种Windows环境下的PCI设备。