1. 주소를 하나로 부르지 말고 translation ledger를 만든다

CHAPTER 01

1. 주소를 하나로 부르지 말고 translation ledger를 만든다

MMIO 한 번과 DMA 한 번은 서로 반대 방향의 주소 변환을 사용합니다. 각 단계의 입력 주소, 출력 주소, 길이, 속성, requester ID와 소유자를 표로 적으면 iATU와 IOMMU가 뒤섞이지 않습니다.

CPU virtual address

ioremap/pci_iomap으로 만들어진 kernel VA입니다. page table을 지나 CPU physical address가 된 뒤 SoC interconnect로 나갑니다.

CPU physical/parent bus address

DWC AXI slave aperture의 decode 대상 주소입니다. Linux DWC 코드의 parent_bus_addr가 이 공간을 뜻합니다.

PCI bus address

TLP header에 실리는 address입니다. endpoint BAR의 decode 대상 주소이며 CPU physical address와 같을 필요가 없습니다.

BAR offset

Endpoint 내부 register/field offset입니다. assigned BAR base에 더해 TLP address가 됩니다.

DMA address/IOVA

DMA API가 device에 제공하는 주소입니다. IOMMU가 있으면 PA가 아니라 IOVA일 수 있습니다.

System physical address

IOMMU와 interconnect translation 뒤 실제 DRAM page가 위치한 주소입니다. descriptor에 이 값을 직접 쓰는 것은 DMA API 계약을 깨뜨릴 수 있습니다.

주소 공간별 이름과 소유자

번호 공간	예시	누가 할당/변환하나	어디에 기록되나	수명
Kernel VA	ffff800012340000	ioremap/pci_iomap	driver pointer	map 해제까지
CPU PA	0x6000_0000	firmware resource/host bridge	page table PTE와 resource	host window 유지 동안
DWC AXI aperture	0x6000_0000..0x6fff_ffff	SoC address decode	DT ranges와 iATU base/limit	controller 설정 동안
PCI bus address	0x8000_0000	PCI resource allocator	BAR/bridge window	enumeration/resource assignment 동안
BAR-relative offset	BAR0 + 0x1000	endpoint specification	driver register definition	device lifetime
DMA address/IOVA	0x1_2400_0000	DMA/IOMMU API	descriptor	map/unmap 또는 coherent allocation lifetime
System PA	0x9a40_0000	memory allocator/IOMMU mapping	IOMMU PTE/physical page	page allocation lifetime
MSI doorbell address	platform별 address	MSI domain/remapper	MSI capability/table	IRQ vector allocation lifetime

한 transaction을 기록하는 ledger

필드	CPU→Endpoint MMIO 예	Endpoint→Memory DMA 예	왜 필요한가
Originator	CPU core	Endpoint function 03:00.0	requester와 ordering 주체
Input address	CPU PA 0x60001000	DMA addr 0x124000000	translation 입력
Translator 1	outbound iATU region 2	Root Port inbound routing/SMMU	첫 경계
Output address 1	PCI 0x80001000	SMMU input IOVA	TLP/stream 관찰값
Requester ID	Root Port	03:00.0 RID	IOMMU/AER 연결
Translator 2	없음 또는 bridge window	SMMU IOVA→PA	최종 memory target
Length/attributes	4B non-posted read	4KiB posted write	completion/ordering 판정
Completion evidence	CplD + MMIO value	device completion + memory visibility	완료 정의

그림 1. 「1. 주소를 하나로 부르지 말고 translation ledger를 만든다」의 실행 순서왼쪽부터 신호나 데이터를 처리하는 순서를 나타냅니다. 각 단계에서 확인할 항목을 함께 표시했습니다.

01 Kernel VA

02 CPU page table

03 CPU PA/AXI

04 outbound iATU

05 PCI bus address

06 Endpoint BAR

07 device register

실제 검증 절차

순서	실행	남길 증거	판정 목적
1	DT ranges 또는 ACPI _CRS를 CPU PA와 PCI bus address 두 열로 펼칩니다.	각 window의 size/flags/offset	host aperture의 translation 식 확보
2	DWC outbound iATU base/limit/target을 raw dump합니다.	firmware window와 1:1 대응	software description과 hardware programming 대조
3	sysfs resource와 driver pci_iomap 대상을 같은 BAR 행에 적습니다.	assigned bus address와 CPU PA 관계	잘못된 BAR mapping 배제
4	DMA descriptor의 address를 dma_map 결과와 IOMMU fault의 IOVA에 대조합니다.	동일 queue entry/RID/length	PA/IOVA 혼동 제거

주의driver가 출력한 0x12340000을 문맥 없이 '물리 주소'라고 기록하지 않습니다. 그 값이 CPU PA, PCI bus address, IOVA 중 무엇인지 반드시 열 이름에 적습니다.

공개적으로 다시 확인할 수 있는 자료

공개되지 않은 제조사 레지스터나 제품별 오프셋은 추측하지 않았습니다. 아래의 제조사 자료, 아키텍처 문서, Linux v6.18.37 원본으로 확인할 수 있는 내용만 다뤘습니다.

1. 주소를 하나로 부르지 말고 translation ledger를 만든다