windows驱动开发-32位和64位

这部分其实是过时的知识点，毕竟win 11之已经不支持32位系统了，但是还是列出来吧。

32位主要是指x86体系，在早期，32位的应用程序和系统只支持4GB的内存地址寻址，这也是最大的特色之一，在那个时代，由于对内存限制导致出现了许多精巧的设计，这个体系也称为一个经典的体系，然而时代变了，64位出现之后，内存不再是一个问题，这也导致了后续很多编程都开始向64位转移，这篇文档主要侧重点也是讲32位驱动如何升级到64位驱动。

32位和64位的区别

32位和64位的本质区别就是指针长度的不一样，32位的指针是4字节，64位指针是8字节，大部分和指针长度无关的程序都能直接在64位下编译成功，唯一的例外是，用32位无符号整数和指针进行互相转换，这种情况下需要将32位无符号整数换成64位无符号整数。

对于用户模式应用程序，64 位 Windows 包括 Windows 上的 Windows (WOW64) thunking 层，使 32 位应用程序能够在 64 位版本的 Windows 上执行，虽然会有一定的性能下降。它通过截获 32 位函数调用，并在转换到 64 位内核之前根据需要将指针精度参数类型转换为固定精度类型来执行此操作。此转换过程称为 thunking。注意此 thunking 仅适用于 32 位应用程序;64 位版本的 Windows 不支持 32 位驱动程序。

在 32 位 Windows 上，整型、长整型和指针数据类型的大小都相同，即 32 位。这种便捷的数据类型大小统一性对聪明的 C 程序员来说是一个福音，他们中的许多人都将其视为理所当然。

但是，在 64 位 Windows 上，这种统一性假设不再有效。指针的长度现在为 64 位，但整数和长数据类型的大小仍与之前相同32 位。这是因为，虽然需要 64 位指针来容纳具有多达 16 TB 虚拟内存的系统，但大多数数据仍然适合 32 位整数。对于大多数应用程序，将默认整数大小更改为 64 位只会浪费空间。

在 32 位 Windows 平台上，操作系统会自动修复内核模式内存对齐错误，并使它们对应用程序不可见。它对调用进程和任何后代进程执行此操作。此功能通常会大幅降低性能，但尚未在 64 位 Windows 中实现。因此，如果 32 位驱动程序包含不对齐 bug，则需要在移植到 64 位 Windows 时修复它们。

在 64 位 Windows 中执行 DMA

向驱动程序添加 64 位寻址支持可以显著提高整体系统性能。对于 DMA这样执行直接内存访问的设备驱动程序来说，这一点尤其重要。在 64 位 Microsoft Windows 中，执行 DMA 但不支持 64 位寻址的设备驱动程序是双缓冲的，这会导致相对性能降低。

尽管双缓冲通常在8 GB 系统上)，造成的单个百分点的影响相对较小，但这足以影响 I/O 密集型任务，例如数据库活动。随着物理内存量的增加，这种负面的性能影响也会增加。

若要支持 64 位 DMA，驱动程序应遵循以下准则：

使用 PHYSICAL_ADDRESS 结构进行物理地址计算；
将整个 64 位地址视为有效的物理地址。例如，驱动程序不应在锁定的缓冲区上调用 MmGetPhysicalAddress 、放弃高 32 位，并将截断的地址传递给 32 位组件适配器。这会导致内存损坏、I/O 丢失和系统故障；
使用在 Windows 2000 中添加 (GetScatterGatherList 和 PutScatterGatherList) 的高性能Scatter/Gather例程；
检查 Mm64BitPhysicalAddress 全局系统变量的值。如果为 TRUE，则系统支持 64 位物理寻址；
将 DEVICE_DESCRIPTION 结构的 Dma64BitAddresses 成员设置为 TRUE 以指示驱动程序支持 64 位 DMA 地址；

32 位 Windows 中的 DMA 例程是 64 位就绪的。如果设备驱动程序正确使用这些例程，则 DMA 代码应在 64 位 Windows 上无需修改即可正常工作。

在 64 位驱动程序中支持 32 位 I/O

Windows 上的 Windows (WOW64) 使 Microsoft Win32 用户模式应用程序能够在 64 位 Windows 上运行。在转换到 64 位内核之前，它通过截获 Win32 函数调用并将参数从 32 位指针类型转换为 64 位指针类型来执行此操作。对于所有 Win32 函数，此转换称为 thunking，它会自动完成，但有一个重要例外：传递给 DeviceIoControl 的数据缓冲区。这些缓冲区的内容（由 InputBuffer 和 OutputBuffer 参数指向）不会被处理，因为它们的结构特定于驱动程序。

注意尽管缓冲区内容未受到限制，但缓冲区指针将转换为 64 位指针。

用户模式应用程序调用 DeviceIoControl 以将 I/O 请求直接发送到指定的内核模式驱动程序。此请求包含 I/O 控制代码 (IOCTL) 或文件系统控制代码 (FSCTL) 和指向输入和输出数据缓冲区的指针。这些数据缓冲区的格式特定于 IOCTL 或 FSCTL，后者又由内核模式驱动程序定义。由于缓冲区格式是任意的，并且驱动程序知道它，而不是 WOW64，因此将数据转换的任务留给驱动程序。

如果满足以下所有条件，则 64 位驱动程序必须支持 32 位 I/O：