设备树用法
PCI相关示例
样例使用 PCI Host Bridge（PCIe RC），像在xilinx的Zynq UltraScale+,Versal平台就有使用。 这里的示例可以参考内核源码的versatile-pb.dts设备树文件。
这里补充一个后面调试过的xilinx的pcie rc的设备树节点，（一些值是根据硬件设置的）
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amba_pl: amba_pl@0 {
#address-cells = <2>;
#size-cells = <2>;
compatible = "simple-bus";
ranges ;
......
pcie_dma_versal_0: axi-pcie@a4000000 {
#address-cells = <3>;
#interrupt-cells = <1>;
#size-cells = <2>;
compatible = "xlnx,qdma-host-3.00";
device_type = "pci";
interrupt-map = <0 0 0 1 &psv_pcie_intc_0 1>, <0 0 0 2 &psv_pcie_intc_0 2>, <0 0 0 3 &psv_pcie_intc_0 3>, <0 0 0 4 &psv_pcie_intc_0 4>;
interrupt-map-mask = <0 0 0 7>;
interrupt-names = "misc", "msi0", "msi1";
interrupt-parent = <&gic>;
interrupts = <0 84 4 0 85 4 0 86 4>;
ranges = <0x02000000 0x00000000 0xa5000000 0x0 0xa5000000 0x00000000 0x400000>;
reg = <0x0 0xa4000000 0x0 0x40000>,
<0x0 0xa6000000 0x0 0x400000>;
reg-names = "breg", "cfg";
psv_pcie_intc_0: interrupt-controller {
#address-cells = <0>;
#interrupt-cells = <1>;
interrupt-controller ;
};
};
......
};
PCI Bus numbering
PCI总线号（Bus Number）在系统中是唯一的，在pci rc节点中使用bus-range 属性表示，它包含两个cell。 第一个cell表示分配给该节点的总线号，第二个cell表示该总线的从属总线的最大总线数量。
以下示例中，总线号为0，最大数量也是0。也就是这个rc上就只能接一个ep设备，没有switch，这在嵌入式环境或许是常见的，一个rc只挂一个ep？
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pci@0x10180000 {
compatible = "arm,versatile-pci-hostbridge", "pci";
reg = <0x10180000 0x1000>;
interrupts = <8 0>;
bus-range = <0 0>;
};
PCI Address Translation
PCI地址转换，因为PCI总线地址和CPU地址空间的各自独立的，需要将PCI总线地址转换为CPU地址，才能给CPU访问。在x86上，一般都是一一映射的， 所以有点感觉不到，嵌入式环境也可以一一映射。与往常一样，这是通过range， #address-cells和#size-cells属性完成的。
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pci@0x10180000 {
compatible = "arm,versatile-pci-hostbridge", "pci";
reg = <0x10180000 0x1000>;
interrupts = <8 0>;
bus-range = <0 0>;
#address-cells = <3>
#size-cells = <2>;
ranges = <0x42000000 0 0x80000000 0x80000000 0 0x20000000
0x02000000 0 0xa0000000 0xa0000000 0 0x10000000
0x01000000 0 0x00000000 0xb0000000 0 0x01000000>;
};
可以看到，子节点（pci总线地址）中使用了3个cell来表示地址。父节点用1个cell，size是2个cell。子节点的3个cell中，后面2个cell组成64位PCI总线地址（高32位加低32位），第1个cell其实是一个标记位域。 一共有32位，东西较多。将这个32位数表示为 npt000ss bbbbbbbb dddddfff rrrrrrrr:
- n: relocatable region flag ，可重定位区域标志，
- p: prefetchable (cacheable) region flag ，可预取(可缓存)标志，
- t: aliased address flag ，别名地址标志，
- ss: space code， 00: configuration space， 01: I/O space， 10: 32 bit memory space， 11: 64 bit memory space，
- bbbbbbbb: The PCI bus number. 总线号，因为PCI总线上可以扩展出PCI桥，这样会有子总线号。
- ddddd: The device number, 设备号，typically associated with IDSEL signal connections.
- fff: The function number，功能号
- rrrrrrrr: Register number; used for configuration cycles.注册号;用于配置周期。
其中比较重要的位域是p和ss域。pci总线地址标记位域的存在，意味着系统需要知道这是一个PCI桥设备，以便它可以忽略不相关的字段以进行转换。 操作系统将在pci总线节点中查找字符串“pci”，以确定是否需要屏蔽额外的字段。
PCI DMA Address Translation
上述的ranges定义了CPU如何查看PCI内存，并帮助CPU正确设置内存访问窗口，并写入正确参数到相关PCI设备寄存器。 这种内存映射有时称为outbound memory(出站内存，从主机内存往外的)。按个人理解，这部分主要是用于PCI设备的PCI config head部分。
还有PCI host controllor如何看待主机内存的问题。主要是PCI host controllor需要作为master，并访问主机内存的情况， 其实基本就是controllor通过DMA读写主机内存的情况。这两种情况是不同，对于PCI host controllor看待主机内存的情况， 需要在PCI host controllor初始化时设置好。针对这种情况，也有一个专门的属性dma-ranges。这种映射方式有时会叫 inbound memory（入站内存，从外往主机内存的）。
在某些情况下，ROM (BIOS)或类似程序将在引导时设置这些寄存器，但在其他情况下，PCI控制器完全未初始化， 需要从设备树中设置这些转换。PCI host driver通常会解析dma-ranges属性，并相应地在host controllot中设置一些寄存器。
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pci@0x10180000 {
compatible = "arm,versatile-pci-hostbridge", "pci";
reg = <0x10180000 0x1000>;
interrupts = <8 0>;
bus-range = <0 0>;
#address-cells = <3>
#size-cells = <2>;
ranges = <0x42000000 0 0x80000000 0x80000000 0 0x20000000
0x02000000 0 0xa0000000 0xa0000000 0 0x10000000
0x01000000 0 0x00000000 0xb0000000 0 0x01000000
dma-ranges = <0x02000000 0 0x00000000 0x80000000 0 0x20000000>;
};
这里的dma-ranges条目表明，在PCI host controller的视角看，位于PCI总线地址0x00000000的512MB空间将出现在位于地址0x80000000的主机内存中。 而且，ss位域是02，说明是32 bit memory space。
Advanced Interrupt Mapping
这里主要介绍基于传统的中断线的PCI中断映射，不是x86上主流的MSI中断。经典的PCI设备使用#INTA、#INTB、#INTC和#INTD一个信号线触发中断。 #符号表示低电平为激活状态，这是一种常见的惯例，PCI中断线总是处于低电平激活状态。
在设备树中，需要一种将每个PCI中断信号映射到中断控制器输入的方法。#interrupt-cells, interrupt-map和interrupt-map-mask属性用于描述中断映射。 实际上，这里描述的中断映射并不局限于PCI总线，任何节点都可以指定复杂的中断映射，但PCI是目前最常见的情况。
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pci@0x10180000 {
compatible = "arm,versatile-pci-hostbridge", "pci";
reg = <0x10180000 0x1000>;
interrupts = <8 0>;
bus-range = <0 0>;
#address-cells = <3>
#size-cells = <2>;
ranges = <0x42000000 0 0x80000000 0x80000000 0 0x20000000
0x02000000 0 0xa0000000 0xa0000000 0 0x10000000
0x01000000 0 0x00000000 0xb0000000 0 0x01000000>;
#interrupt-cells = <1>;
interrupt-map-mask = <0xf800 0 0 7>;
interrupt-map = <0xc000 0 0 1 &intc 9 3 // 1st slot
0xc000 0 0 2 &intc 10 3
0xc000 0 0 3 &intc 11 3
0xc000 0 0 4 &intc 12 3
0xc800 0 0 1 &intc 10 3 // 2nd slot
0xc800 0 0 2 &intc 11 3
0xc800 0 0 3 &intc 12 3
0xc800 0 0 4 &intc 9 3>;
};
在上例中，PCI中断号只使用一个cell，而系统的中断控制器则使用两个cell（第一个是irq号，第二个是irq flags）。 PCI这种经典的INTx中断只需要一个cell，因为INTx中断总是低电平有效的，不需要额外的flag了。
在上述示例中，有两个PCI slot插槽（见注释），每个有4个中断线，这样就一共有8个中断需要映射到系统的中断控制器，这个通过interrupt-map属性完成。 因为一个PCI中断号（如#INTA）不足以区分一个PCI总线上多个PCI设备，还需要指出哪个PCI设备触发了中断线，（INTx中断线是共享的）。为了实现区分，还会补充 一个PCI设备号，因为设备号是每个PCI设备唯一的。使用PCI设备号和PCI中断线组成一个有4个cell的元组来表示具体的PCI中断：前三个cell为PCI设备号，具体格式 和上文的PCI总线地址的3个cell格式一样，最后一个cell为中断号(1234对应ABCD)。在上例中，0xc000实际设备号24，0xc800实际设备号25。 由于只需要PCI设备地址的设备号部分，interrupt-map-mask属性开始发挥作用，interrupt-map-mask也是一个4元组，效果就是掩码嘛， 上面的0xf8就是对应PCI地址的设备号部分的5个bit，后面那个7，对应中断号的掩码。掩码，与操作，屏蔽不相关的位。
现在可以理解interrupt-map属性了，该属性通常是一个列表，每个条目包含一个子节点的中断指示符，父节点使用的中断控制器的phandle句柄， 映射后的父节点的中断指示符。如上例中的第一个条目，表示Solt 1上的PCI设备的#INTA被映射到系统的中断控制器的IRQ 9上，flag为3即低电平有效。 总结格式就是 <[子节点的中断指示符] [映射的目标中断控制器句柄] [映射后的父节点的中断指示符]>。
最后父节点（pci controllor）中也有一个interrupts = <8 0>;的属性描述，说明这个pci controllor自己本身也会触发中断， 而它是直接连接到系统的中断控制器的，所以它本身是不需要转换的。
最后，还需要注意，使用interrupt-map属性会改变该节点的子节点及孙子节点等的默认中断控制器。在该示例中，PCI controllor将成为这个节点上及子节点的默认 中断控制器，如果这个节点后面的子节点中有直接连接其他中断控制器，需要使用interrupt-parent属性单独指定。
参考
Open Firmware and Devicetree
DeviceTree Kernel API
Device Tree Usage
Devicetree Specification