WinDriver高级编程

1、DMA 传输

使用DMA传输有两种方式：连续缓冲DMA 、离散DMA。离散DMA的效率比连续DMA 高，这种方式下Pci设备可以直接从不同的地址拷贝内存块，物理内存存在碎片，虚拟内存连续就可以和用户的缓冲区进行数据的交换。如果你的设备不支持离散DMA ,你就必须分配连续的物理内存给DMA 传输，然后再拷贝到你的数据缓冲区。
不同的PCI设备,DMA 编程也是很不相同的。一般情况下，你要明确PCI 设备的本地地址，主机地址（计算机中的物理内存地址），统计包（要传输的数据块）。给寄存器去传输。

1.1 离散DMA

DMA 传输举例
下面的过程介绍了离散DMA 传输，更详细的内容请参考：
\\ WinDriver\\plx\\9054\\lib\\p9054_lib.c
\\WinDriver\\plx\\9080\\lib\\p9080_lib.c
\\WinDriver\\marvell\\gt64\\lib\\gt64_lib.c
// DMA
BOOL DMA_routine(void *startAddress, DWORD transferCount, BOOL fDirection)
{

WD_DMA dma;
int i;

BZERO (dma);//清零
   dma.pUserAddr = startAddress;
   dma.dwBytes = transferCount;
   dma.dwOptions = 0;

// lock region in memory
    WD_DMALock(hWD,&dma);
    if (dma.hDma==0)
      return FALSE;

for(i=0;i!=dma.dwPages;i++)
   {
      // Program the registers for each page of the transfer
      My_DMA_Program_Page(dma.Page[i].pPhysicalAddr,
      dma.Page[i].dwBytes, fDir);
    }
    // write to the register that initiates the DMA transfer
    My_DMA_Initiate();
    // read register that tells when the DMA is done
   while(!My_DMA_Done());
   WD_DMAUnlock(hWD,&dma);
   return TRUE;
}

你需要弄清楚什么？
.   My_DMA_Program_page 将设备寄存器设为传输连接表的一部分。
.   My_DMA_Initiate 初始化DMA的位。
.   My_DMA_DONE 读设备的传输结束位

缓冲大于1M的离散DMA传输支持256 页。X86 处理器的每页4k,256X4kb=1MB.由于第一页和最后一页不能作为边界，所以256页可以使用1MB-8KB. 如果你要锁定大于1的缓冲，你需要DMA_LARGE_BUFFER 选项。
BOOL DMA_Large_routine(void *startAddress,
DWORD transferCount, BOOL fDirection)
{
    DWORD dwPagesNeeded = transferCount / 4096 + 2;
   // WD_DMA structure already has space for WD_DMA_PAGES
   // number of entries
   WD_DMA *pDma=calloc(sizeof(WD_DMA)+sizeof(WD_DMA_PAGE)* (dwPagesNeeded - WD_DMA_PAGES),1);
   pDma->pUserAddr = startAddress;
   pDma->dwBytes = transferCount;
   pDma->dwOptions = DMA_LARGE_BUFFER;
   pDma->dwPages = dwPagesNeeded;
   // lock region in memory
   WD_DMALock(hWD,pDma);
   // the rest is the same as in the DMA_routine()
   // free the WD_DMA structure allocated
   free (pDma);
}

1.2 连续缓冲的DMA传输

更详细的粒子在下列文件中：
 WinDriver\\QuickLogic\\lib\\pbclib.c
 WinDriver\\amcc\\lib\\amcclib.c
读的顺序
下面是从板子读到主机内存的先后顺序。
{
WD_DMA dma;
BZERO (dma);
// allocate the DMA buffer (100000 bytes)
dma.pUserAddr = NULL;
dma.dwBytes = 10000;
dma.dwOptions = DMA_KERNEL_BUFFER_ALLOC;
WD_DMALock(hWD, &dma);
if (dma.hDma==0)
return FALSE;
// transfer data from the card to the buffer
My_Program_DMA_Transfer(dma.Page[0].pPhysicalAddr,
dma.Page[0].dwBytes, fDir);
// Wait for transfer to end
while(!My_Dma_Done());
// now the data is the buffer, and can be used
UseDataReadFromCard(dma.pUserAddr);
// release the buffer
WD_DMAUnlock(hWD,&dma);
}

写的顺序
下面是从主机内存写入板子的过程
{

WD_DMA dma;
BZERO (dma);
//allocate the DMA buffer (100000 bytes)
dma.pUserAddr = NULL;
dma.dwBytes = 10000;
dma.dwOptions = DMA_KERNEL_BUFFER_ALLOC;
WD_DMALock(hWD, &dma);
if (dma.hDma==0)
return FALSE;
// prepare data into buffer
PrepareDataInBuffer(dma.pUserAddr);
// transfer data from the buffer to the card
My_Program_DMA_Transfer(dma.Page[0].pPhysicalAddr,
LocalAddr);
// Wait for transfer to end
while(!My_Dma_Done());
// release the buffer
WD_DMAUnlock(hWD,&dma);
}

2、中断处理

向导很容易处理中断，尽可能的自动生成中断处理代码。下面的内容帮助你理解中断处理的机理，你可以按照这个思想写你自己的中断处理代码。

2.1 一般的中断处理

1 生成线程来处理引入的中断。
2 线程进入死循环等待中断请求。
3 有中断发生，驱动的中断代码被调用。
4 中断返回，循环继续等待。
WD_IntWait 函数先让线程休眠，有中断发生时，唤醒线程。
在中断的等待过程中没有占用CPU,一旦中断发生，WinDriver 内和首先响应，然后，WD_IntWait 唤醒中断处理线称并返回。
由于中断线程运行在用户模式下，你可以调用任何API 函数。
边缘触发中断例程（常用于ISA/EISA 卡）

// interrupt structure
WD_INTERRUPT Intrp;
DWORD WINAPI wait_interrupt (PVOID pData)
{
printf (\"Waiting for interrupt\");
for (;;)
{
WD_IntWait (hWD, &Intrp);
if (Intrp.fStopped)
break; // WD_IntDisable called by parent

// call your interrupt routine here
printf (\"Got interrupt %d\\n\", Intrp.dwCounter);
}
return 0;
}
void Install_interrupt()
{
BZERO(Intrp);
// put interrupt handle returned by WD_CardRegister
Intrp.hInterrupt = cardReg.Card.Item[0].I.Int.hInterrupt;
// no kernel transfer commands to do upon interrupt
Intrp.Cmd = NULL;
Intrp.dwCmds = 0;
// no special interrupt options
Intrp.dwOptions = 0;
WD_IntEnable(hWD, &Intrp);
if (!Intrp.fEnableOk)
{
printf (\"Failed enabling interrupt\\n\");
return;
}

printf (\"starting interrupt thread\\n\");
thread_handle = CreateThread (0, 0x1000,
wait_interrupt, NULL, 0, &thread_id);
// call your driver code here
WD_IntDisable (hWD, &Intrp);
WaitForSingleObject(thread_handle, INFINITE);
}

简化的中断处理

WinDriver 提供了方便的中断处理函数，InterruptEnable 和InterruptDisable 。下面的代码重写的中断处理函数。
VOID interrupt_handler (PVOID pData)
{
WD_INTERRUPT * pIntrp = (WD_INTERRUPT *) pData;
// do your interrupt routine here
printf (\"Got interrupt %d\\n\", pIntrp->dwCounter);
}

...

nt main()
{
HANDLE hWD;
WD_CARD_REGISTER cardReg;
// interrupt structure
WD_INTERRUPT *pIntrp;
HANDLE thread_handle;
...
hWD = WD_Open();
BZERO(cardReg);
cardReg.Card.dwItems = 1;
cardReg.Card.Item[0].item = ITEM_INTERRUPT;
cardReg.Card.Item[0].fNotSharable = TRUE;
cardReg.Card.Item[0].I.Int.dwInterrupt = MY_IRQ;
cardReg.Card.Item[0].I.Int.dwOptions = 0;
...
WD_CardRegister (hWD, &cardReg);
...
pIntrp = malloc(sizeof(WD_INTERRUPT));
BZERO(*pIntrp);
pIntrp->hInterrupt =
cardReg.Card.Item[0].I.Int.hInterrupt;
printf (\"starting interrupt thread\\n\");
// this calls WD_IntEnable() and creates an interrupt
// handler thread

...

wStatus = InterruptEnable(&thread_handle, hWD, pIntrp,
interrupt_handler, pIntrp))
if (dwStatus)
{
printf (\"failed enabling interrupt Status 0x%x - %s\\n\",
dwStatus, Stat2Str(dwStatus));
}
else
{
// call your driver code here
printf (\"Press Enter to uninstall interrupt\\n\");
fgets(line, sizeof(line), stdin);

// this calls WD_IntDisable()
InterruptDisable(thread_handle);
}
WD_CardUnregister(hWD, &cardReg);
free(pIntrp);
....
}

2.2 ISA/EISA PCI 中断

通常情况下， ISA/EISA 的中断是边缘触发，PCI 中断是级优先中断。这按时了重担处理过程的原理。
边缘触发中断当物理中断信号从低电平转为高电平时，中断产生。操作系统调用内核释放中断等待线程，中断没有回应的项。
级优先中断当物理中断信号为高电平时，中断产生。如果中断信号电平高于前次中断产生时的电平，操作系统再次调用WinDriver 内核处理中断，挂起CPU .为了防止这种情况的发生，中断必须得到WinDriver 中断处理的确认。
内核级传输命令通常PCI 的中断处理需要在内核级别传输命令，来确认中断。在WD_IntWait 返回之前，WinDriver 内核中断处理传输命令，你首先要准备命令数组
(WD_Transfer 结构) ，把它传递给WD_IntEnable函数。
举例如下：
WD_TRANSFER trans[2];
BZERO(trans);
trans[0].cmdTrans = RP_DWORD; // Read Port Dword
// Set address of IO port to write to:
trans[0].dwPort = dwAddr;
trans[1].cmdTrans = WP_DWORD; // Write Port Dword
// address of IO port to write to
trans[1].dwPort = dwAddr;
// the data to write to the IO port
trans[1].Data.Dword = 0;
Intrp.dwCmds = 2;
Intrp.Cmd = trans;
Intrp.dwOptions =
INTERRUPT_LEVEL_SENSITIVE | INTERRUPT_CMD_COPY;
WD_IntEnable(hWD, &Intrp);
这个例子完成从I/O 地址的 DWORD 的读命令，然后给I/O 地址填“0”。
INTERRUPT_CMD_COPY 选项用于再写命令执行以前，恢复读到的值。
当你要先读一个寄存器，后写寄存器的值时，这一点很有用。如果你试图在WD_IntWait之后读寄存器的值，会发现寄存器早已被填0了，因为写操作运行在内核级上。
DWORD WINAPI wait_interrupt(PVOID pData)
{
printf(\"Waiting for interrupt\\n\");
for (;;)

{
WD_TRANSFER trans[2];
Intrp.dwCmds = 2;
Intrp.Cmd = trans;
WD_IntWait(hWD, &Intrp);
if (Intrp.fStopped)
break; // WD_IntDisable called by parent

// call your interrupt routine here
printf(\"Got interrupt %d. Value of register read %x\\n\",
Intrp.dwCounter, trans[0].Data.Dword);
}
return 0;
}

回调函数优化中断处理
VxWorks 支持回调函数，如果用户设置了此项，回调函数回加速中断的确认和处理过程。但常用的操作平台不需要这个例程，因为各自的内核插件增强了中断的处理速度。
使用 windrvr_isr 例程:
1. Include the following declaration in your code:
int (__cdecl *windrvr_isr)(void);
2. Set windrvr_isr to point to the interrupt handler routine that you wish to have performed immediately upon the arrival of an interrupt. For example:
3. int __cdecl my_isr(void)
4. {
5. // Add code here in order to verify that the ISR is called.
6. return TRUE; // If TRUE, continue regular handling of WinDriver; if FALSE, exit ISR.
7. }
8.
9. extern int (__cdecl *windrvr_isr)(void);
10.
11. // after calling drvrInit()
12. windrvr_isr = my_isr;