PCIe `ranges` 属性详解

设备树内容为：

c
pcie3x2: pcie@fe160000 {
		compatible = "rockchip,rk3588-pcie", "snps,dw-pcie";
		#address-cells = <3>;
		#size-cells = <2>;
		bus-range = <0x10 0x1f>;
		clocks = <&cru ACLK_PCIE_2L_MSTR>, <&cru ACLK_PCIE_2L_SLV>,
			 <&cru ACLK_PCIE_2L_DBI>, <&cru PCLK_PCIE_2L>,
			 <&cru CLK_PCIE_AUX1>, <&cru CLK_PCIE2L_PIPE>;
		clock-names = "aclk_mst", "aclk_slv",
			      "aclk_dbi", "pclk",
			      "aux", "pipe";
		device_type = "pci";
		interrupts = <GIC_SPI 258 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
			     <GIC_SPI 257 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
			     <GIC_SPI 256 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
			     <GIC_SPI 255 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
			     <GIC_SPI 254 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
		interrupt-names = "sys", "pmc", "msg", "legacy", "err";
		#interrupt-cells = <1>;
		interrupt-map-mask = <0 0 0 7>;
		interrupt-map = <0 0 0 1 &pcie3x2_intc 0>,
				<0 0 0 2 &pcie3x2_intc 1>,
				<0 0 0 3 &pcie3x2_intc 2>,
				<0 0 0 4 &pcie3x2_intc 3>;
                                


		linux,pci-domain = <1>;
		num-ib-windows = <16>;
		num-ob-windows = <16>;
		num-viewport = <8>;
		max-link-speed = <3>;
		msi-map = <0x1000 &its1 0x1000 0x1000>;
		num-lanes = <2>;
		phys = <&pcie30phy>;
		phy-names = "pcie-phy";
		power-domains = <&power RK3588_PD_PCIE>;
		ranges = <0x00000800 0x0 0xf1000000 0x0 0xf1000000 0x0 0x100000
			  0x81000000 0x0 0xf1100000 0x0 0xf1100000 0x0 0x100000
			  0x82000000 0x0 0xf1200000 0x0 0xf1200000 0x0 0xe00000
			  0xc3000000 0x9 0x40000000 0x9 0x40000000 0x0 0x40000000>;
		reg = <0x0 0xfe160000 0x0 0x10000>,
		      <0xa 0x40400000 0x0 0x400000>;
		reg-names = "pcie-apb", "pcie-dbi";
		resets = <&cru SRST_PCIE1_POWER_UP>, <&cru SRST_P_PCIE1>;
		reset-names = "pcie", "periph";
		rockchip,pipe-grf = <&php_grf>;
		status = "disabled";

		pcie3x2_intc: legacy-interrupt-controller {
			interrupt-controller;
			#address-cells = <0>;
			#interrupt-cells = <1>;
			interrupt-parent = <&gic>;
			interrupts = <GIC_SPI 255 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
		};
	};

相关链接：https://elinux.org/Device_Tree_Usage#PCI_Host_Bridge
ranges 属性定义了PCIe控制器的地址空间映射关系，它描述了PCIe总线地址空间如何映射到系统的物理地址空间。在Rockchip RK3588的这个PCIe 3.0 x2控制器中，定义了4个地址空间映射条目。

`ranges` 属性格式

每个映射条目采用以下格式：


<属性32bit> <PCI地址> <PCI地址高位> <CPU地址> <CPU地址高位> <大小> <大小高位>

其中：

<PCI地址>: 3个单元(由#address-cells = <3>决定)
<CPU地址>: 2个单元(由父节点的#address-cells决定)
<大小>: 2个单元(由#size-cells = <2>决定)

四个映射条目解析

1. 配置空间映射


0x00000800 0x0 0xf1000000 0x0 0xf1000000 0x0 0x100000

属性: 0x00000800 (类型标志为0，表示配置空间)
CPU物理地址: 0xf1000000到0xf10fffff (1MB)
作用: 映射PCIe设备的配置空间，用于访问PCIe设备的配置寄存器

2. I/O空间映射


0x81000000 0x0 0xf1100000 0x0 0xf1100000 0x0 0x100000

属性: 0x81000000 (类型标志为0x81000000，表示I/O空间)
CPU物理地址: 0xf1100000到0xf11fffff (1MB)
作用: 映射PCIe设备的I/O空间，用于传统的端口I/O操作

3. 内存空间映射(32位)


0x82000000 0x0 0xf1200000 0x0 0xf1200000 0x0 0xe00000

属性: 0x82000000 (类型标志为0x82000000，表示32位内存空间)
CPU物理地址: 0xf1200000到0xf1ffffff (14MB)
作用: 映射PCIe设备的32位内存空间，用于设备的内存映射I/O(MMIO)

4. 内存空间映射(64位)


0xc3000000 0x9 0x40000000 0x9 0x40000000 0x0 0x40000000

属性: 0xc3000000 0x9 (类型标志为0xc3000000，表示64位内存空间)
CPU物理地址: 0x940000000到0x97fffffff (1GB)
作用: 映射PCIe设备的64位内存空间，支持大容量内存映射

类型标志解释

每个映射条目的第一个32位值包含类型标志：

bit[24]: 预取标志(1=可预取，0=不可预取)
bit[25:28]: 保留
bit[29:30]: 空间类型
- 00: 配置空间
- 01: I/O空间
- 10: 32位内存空间
- 11: 64位内存空间
bit[31]: 1表示这是一个相对于PCI域基址的相对地址

实际应用

这些映射使得：

CPU可以通过0xf1000000开始的地址访问PCIe配置空间
PCIe设备的I/O操作会被映射到0xf1100000区域
32位内存请求映射到0xf1200000区域
64位大内存请求映射到0x940000000区域

目录

PCIe ranges 属性详解

ranges 属性格式