4. iATU region을 field와 계산 예제로 검증한다

CHAPTER 04

4. iATU region을 field와 계산 예제로 검증한다

DWC iATU는 source aperture의 [base, limit]를 target address와 TLP type으로 변환합니다. limit는 inclusive이고 region alignment와 address width 제한이 있으므로 단순히 base와 size만 맞췄다고 끝나지 않습니다.

Outbound iATU register programming

순서	Register	값의 출처	검증식/주의점
1	LOWER_BASE	parent_bus_addr[31:0]	region_align 배수
2	UPPER_BASE	parent_bus_addr[63:32]	CPU/AXI source upper bits
3	LIMIT	(base + size - 1)[31:0]	inclusive; size 0 금지
4	UPPER_LIMIT	limit[63:32]	DWC ≥ 4.60a에서 4GiB crossing 지원 확인
5	LOWER_TARGET	pci_addr[31:0] 또는 BDF field	MEM/IO와 CFG target 의미가 다름
6	UPPER_TARGET	pci_addr[63:32]	64-bit PCI bus address
7	REGION_CTRL1	type \| routing \| function	MEM/IO/CFG0/CFG1/MSG type
8	REGION_CTRL2	ENABLE \| mode bits	config shift, BAR match, function match
9	CTRL2 readback	ENABLE bit	retry 후에도 0이면 timeout

주요 iATU field

Field	Bit/값	의미	실패 시 증상
TYPE_MEM	0x0	Memory TLP	BAR MMIO가 UR/timeout
TYPE_IO	0x2	I/O TLP	legacy I/O resource 접근 실패
TYPE_CFG0	0x4	Type 0 Config	직결 endpoint 미탐색
TYPE_CFG1	0x5	Type 1 Config	bridge 뒤 장치 미탐색
TYPE_MSG	0x10	Message TLP	PME Turn Off 등 message 실패
ENABLE	CTRL2 bit 31	region 활성	모든 access miss
BAR_MODE_ENABLE	CTRL2 bit 30	inbound BAR match	EP inbound BAR mapping 실패
CFG_SHIFT_MODE	CTRL2 bit 28	ECAM BDF shift	BDF routing 오류
INHIBIT_PAYLOAD	CTRL2 bit 22	data-less message	Message TLP 형식 오류
FUNC_NUM_MATCH_EN	CTRL2 bit 19	function match	특정 PF/VF/function만 실패
INCREASE_REGION_SIZE	CTRL1 bit 13	4GiB crossing 확장	boundary 이후 주소만 실패
TD	CTRL1 bit 8	TLP Digest 제어	특정 DWC ECRC quirk와 연결

가상 주소 예제 1: outbound MEM

항목	값	계산/해석
CPU aperture	0x6000_0000..0x6fff_ffff	256MiB source window
PCI target	0x8000_0000	endpoint/bridge가 보는 bus base
BASE	0x6000_0000	LOWER_BASE
LIMIT	0x6fff_ffff	0x60000000 + 0x10000000 - 1
TARGET	0x8000_0000	LOWER_TARGET
CPU access	0x6000_1000	window offset 0x1000
PCI TLP address	0x8000_1000	target + offset
필수 type	MEM	CFG type이면 BAR decode 안 됨

가상 주소 예제 2: ECAM CFG0

항목	값	계산/해석
config base	0x4000_0000	가상 CPU PA 예시
bus 1 aperture	base + 1MiB	Linux DWC ECAM CFG0 구성
대상 BDF	01:00.0	ECAM offset 0x0010_0000
register	0x10	BAR0
CPU PA	0x4010_0010	base + BDF + reg
iATU type	CFG0	Root Port immediate bus
CTRL2	ENABLE \| CFG_SHIFT	address의 BDF field 사용
TLP	CfgRd0 01:00.0 reg 0x10	analyzer에서 확인

그림 1. 4. iATU region을 field와 계산 예제로 검증한다의 실행 순서왼쪽에서 오른쪽으로 실제 소유권과 관찰 지점이 이동합니다.

01 region capability 확인

02 unused index 선택

03 base/limit/target 계산

04 CTRL1 type 작성

05 CTRL2 enable

06 enable readback

07 test transaction

08 AER/AXI 결과 확인

실제 검증 절차

순서	실행	남길 증거	판정 목적
1	dw_pcie_iatu_detect 결과의 region_align, region_limit, inbound/outbound window 수를 기록합니다.	요청 window가 hardware capability 안에 있음	컴파일 상수로 window 수를 가정하지 않음
2	base+size-1을 64bit로 계산하고 overflow와 4GiB crossing을 확인합니다.	Linux validation 조건 통과	limit off-by-one/upper-limit 누락 방지
3	viewport 방식과 unrolled 방식 중 실제 접근 방식을 version/capability로 확정합니다.	region dump가 쓰기 방식과 동일	다른 region의 값을 읽는 실수 방지
4	enable readback 뒤에만 config/MMIO를 시작합니다.	CTRL2 bit31=1	posted DBI write가 반영되기 전 transaction 방지
5	window 처음/마지막/바깥 주소 세 점을 읽습니다.	경계 안 두 점 성공, 바깥은 의도대로 실패	size/limit decode 검증

주의가상 예제 주소를 실제 보드에 복사하지 않습니다. 실제 값은 DT ranges/ACPI _CRS, DWC resource와 PCI resource allocator 결과로 다시 계산합니다.

공개적으로 다시 확인할 수 있는 자료

공개되지 않은 vendor register나 integration별 offset을 추측해서 채우지 않았습니다. 아래 제조사 자료, architecture 문서와 Linux v6.18.37 원본에서 다시 확인할 수 있는 범위만 사용했습니다.

4. iATU region을 field와 계산 예제로 검증한다