address-cells 和 size-cells 属性

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

1. 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。
2. 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。
3. 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。