设备树中地址转换规则

地址转换规则在设备树中通过ranges属性来定义，它允许将一个设备的地址空间映射到另一个不同的地址空间，这通常用于硬件设计中，其中某些设备通过总线桥接器（bus bridges）连接到CPU或主总线。这种映射是必需的，因为不是所有设备都直接连接到CPU可以访问的地址空间。

地址转换规则的组成

ranges属性的每个条目都是一个元组，定义了子地址空间如何映射到父地址空间。每个元组包含三个主要部分：

1. 子地址单元 (child-address-space)
2. 父地址单元 (parent-address-space)
3. 长度单元 (length)

地址转换规则的语法

在设备树源文件（DTS）中，ranges属性的语法如下：

ranges = <
    <child-address-cell-1 child-address-cell-2 ...>
    <parent-address-cell-1 parent-address-cell-2 ...>
    <length-cell-1 length-cell-2 ...>
>;

• child-address-cell：表示子设备的地址空间中的地址。
• parent-address-cell：表示父设备的地址空间中的地址。
• length-cell：表示映射的地址空间的长度。

地址转换规则的解释

每个ranges条目定义了一个地址转换规则，其含义是：

• 从子地址空间的child-address-space开始的内存区域，
• 映射到父地址空间的parent-address-space开始的内存区域，
• 映射的长度为length。

示例

考虑以下设备树片段：

/ {
    model = "Example Board";
    compatible = "example,board";

    external-bus {
        #address-cells = <2>;
        #size-cells = <1>;

        ranges = <
            // 子地址 父地址  长度
            0x0 0x40000000 0x00100000  // 子地址空间0x0到0xFFFFF映射到父地址空间0x40000000到0x400FFFFF
            0x1 0x41000000 0x00100000  // 子地址空间0x100000到0x1FFFFF映射到父地址空间0x41000000到0x410FFFFF
        >;

        // 子设备定义...
    };
};

在这个示例中，external-bus是一个父总线，它有两个地址转换规则：

1. 子地址空间从0x0开始，长度为0x00100000（1MB），映射到父地址空间从0x40000000开始的同样长度的区域。
2. 子地址空间从0x100000（1MB）开始，长度为0x00100000（1MB），映射到父地址空间从0x41000000开始的同样长度的区域。

这意味着，当CPU尝试访问0x40000000到0x410FFFFF之间的地址时，内存控制器将这些访问转发到相应的子设备地址空间。

注意事项

• #address-cells和#size-cells属性定义了在reg属性和ranges属性中地址和大小的单元数量。在64位系统中，这些值可能是2，表示地址和大小使用两个单元（64位）。
• 地址转换规则必须正确无误，否则设备可能无法正确访问内存或其他资源，导致系统不稳定或无法启动。

地址转换是设备树中一个强大的特性，它为硬件设计提供了灵活性，允许不同地址空间之间的映射和转换。