address-cells 和 size-cells 属性_#address-cells-优快云博客

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1.概要

2.内容

在设备树（Device Tree）中，address-cells 和 size-cells 是两个关键属性，用于定义如何解析子节点中 reg 属性的地址和大小信息。它们是设备树中描述硬件资源（如内存映射I/O、寄存器等）的基础机制。

1. `address-cells` 属性

作用：定义子节点 reg 属性中 地址字段（address field） 占用的单元格（cell）数量。
取值范围：整数（通常为 1 或 2，取决于地址宽度）。
典型场景：
- 在 32 位系统中，地址通常用 1 个单元格（32 位）表示，因此 address-cells = <1>。
- 在 64 位系统中，地址可能用 2 个单元格（64 位）表示，因此 address-cells = <2>。

示例：

soc {
    #address-cells = <2>;  // 子节点的 reg 地址字段占 2 个单元格
    #size-cells = <1>;     // 子节点的 reg 大小字段占 1 个单元格

    spi@0,0 {
        reg = <0x0 0x1000 0x100>;  // 地址 = 0x00001000（2 个单元格），大小 = 0x100（1 个单元格）
    };
};

2. `size-cells` 属性

作用：定义子节点 reg 属性中 大小字段（size field） 占用的单元格（cell）数量。
取值范围：整数（通常为 1 或 2，取决于地址空间范围）。
典型场景：
- 如果地址空间大小用 32 位表示，则 size-cells = <1>。
- 如果地址空间大小用 64 位表示，则 size-cells = <2>。

示例：

memory@0 {
    device_type = "memory";
    reg = <0x0 0x80000000 0x0 0x20000000>;  // 地址 = 0x0000000080000000（2 个单元格），大小 = 0x0000000020000000（2 个单元格）
};

3. 继承规则

address-cells 和 size-cells 是继承属性，子节点会默认使用父节点的值。
如果子节点需要覆盖父节点的值，可以显式定义自己的 address-cells 和 size-cells。

示例：

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

    i2c@1 {
        #address-cells = <1>;  // 覆盖父节点的 address-cells
        #size-cells = <0>;     // 覆盖父节点的 size-cells（表示大小字段不存在）
        reg = <0x1>;           // 地址 = 0x1（1 个单元格），无大小字段
    };
};

4. `reg` 属性的格式

reg 属性的格式为：

reg = <address1 address2 ... size1 size2 ...>;

地址字段：由 address-cells 决定单元格数量。
大小字段：由 size-cells 决定单元格数量。

示例：

// 父节点设置：address-cells=2, size-cells=1
reg = <0x0 0x1000 0x100>; // 地址 = 0x00001000，大小 = 0x100

5. 典型应用场景

内存映射I/O（MMIO）：
- 描述外设寄存器的基地址和范围。
- 例如：reg = <0x1000 0x100>; 表示基地址 0x1000，范围 0x100 字节。
内存区域：
- 描述系统内存的起始地址和大小。
- 例如：reg = <0x0 0x80000000 0x0 0x20000000>; 表示内存起始地址 0x80000000，大小 0x20000000。
中断控制器：
- 描述中断控制器的寄存器地址。

6. 注意事项

一致性：父节点和子节点的 address-cells/size-cells 必须一致，否则 reg 属性解析会出错。
单位：设备树中的地址和大小通常以字节为单位，但具体含义由硬件决定。
64位地址：在 64 位系统中，地址可能拆分为高 32 位和低 32 位（如 reg = <0x0 0x1000 0x100>;）。

总结

address-cells 和 size-cells 是设备树中描述硬件资源地址和大小的关键属性。
它们通过定义 reg 属性的单元格数量，确保内核能正确解析硬件资源的布局。
正确设置这些属性是设备树兼容性和硬件抽象化的基础。

3.关联链接

4.关联知识

1.应用举例

在设备树（Device Tree）中，address-cells 和 size-cells 是用于描述总线或父节点如何解析子节点地址和大小的关键属性。它们定义了子节点 reg 属性中地址和大小的表示方式。以下是具体应用举例：

1. I2C 总线示例

场景：I2C 总线上的设备通常通过 7 位地址标识，地址范围为 0x00-0x7F。

i2c@1 {
    compatible = "i2c-bus";
    reg = <0x1>;  // I2C 总线编号为 1
    #address-cells = <1>;  // 地址用 1 个 32 位单元表示（7 位地址）
    #size-cells = <0>;     // 不需要大小字段（I2C 设备无大小概念）

    eeprom@50 {
        compatible = "atmel,24c02";
        reg = <0x50>;  // 7 位地址 0x50（二进制 01010000）
    };
};

解释：

#address-cells = <1>：子节点地址占 1 个 32 位单元（7 位地址）。
#size-cells = <0>：子节点不需要大小字段（I2C 设备通常无大小属性）。

2. SPI 总线示例

场景：SPI 设备通过片选（Chip Select, CS）标识，地址为 0-3。

spi@0 {
    compatible = "spi-bus";
    reg = <0>;  // SPI 总线编号为 0
    #address-cells = <1>;  // 地址用 1 个 32 位单元表示（CS 编号）
    #size-cells = <0>;     // 不需要大小字段

    flash@0 {
        compatible = "jedec,spi-nor";
        reg = <0>;  // CS 编号为 0
        spi-max-frequency = <50000000>;
    };
};

解释：

#address-cells = <1>：子节点地址占 1 个 32 位单元（CS 编号）。
#size-cells = <0>：SPI 设备通常无大小字段。

3. 内存区域示例

场景：描述系统的物理内存布局。

memory@0 {
    device_type = "memory";
    reg = <0x0 0x40000000>;  // 起始地址 0x0，大小 1GB
    #address-cells = <1>;  // 地址用 1 个 32 位单元表示
    #size-cells = <1>;     // 大小用 1 个 32 位单元表示
};

解释：

#address-cells = <1>：地址占 1 个 32 位单元（32 位地址）。
#size-cells = <1>：大小占 1 个 32 位单元（32 位大小）。

4. 自定义总线（复杂地址）

场景：自定义总线使用 64 位地址和 32 位大小。

custom-bus@1000 {
    compatible = "my-custom-bus";
    reg = <0x1000>;  // 总线基地址
    #address-cells = <2>;  // 地址用 2 个 32 位单元表示（64 位地址）
    #size-cells = <1>;     // 大小用 1 个 32 位单元表示

    device@12345678 {
        compatible = "my-device";
        reg = <0x12345678 0x0000ABCD 0x1000>;  // 地址为 0x12345678ABCD，大小为 0x1000
    };
};

解释：

#address-cells = <2>：地址占 2 个 32 位单元（64 位地址）。
#size-cells = <1>：大小占 1 个 32 位单元（32 位大小）。

5. PCI 总线示例

场景：PCI 设备需要复杂的地址映射（如 BAR 配置）。

pci@0 {
    compatible = "pci-host-ecam-generic";
    reg = <0x0 0x10000000>;  // PCI 控制器寄存器地址范围
    #address-cells = <3>;  // 地址用 3 个 32 位单元（Bus, Device, Function）
    #size-cells = <2>;     // 大小用 2 个 32 位单元（地址范围和长度）

    my-pci-device@0,0,0 {
        compatible = "my-pci-driver";
        reg = <0x0 0x0 0x0 0x0 0x1000 0x0 0x0>;  // Bus 0, Device 0, Function 0，地址范围 0x0-0xFFF
    };
};

解释：

#address-cells = <3>：地址由 3 个字段组成（Bus, Device, Function）。
#size-cells = <2>：大小由 2 个字段组成（地址范围和长度）。

关键规则

父节点定义格式：子节点的 reg 属性格式由父节点的 #address-cells 和 #size-cells 决定。
- reg = <address-cells... size-cells...>。
默认值：若未显式设置，#address-cells 和 #size-cells 默认为 <1>。
兼容性：不同总线类型（如 I2C、SPI、PCI）的典型值需参考具体协议规范。