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 aperture가 decode하는 주소입니다. Linux DWC 코드의 parent_bus_addr가 이 공간을 뜻합니다.

PCI bus address

TLP header에 실리는 address입니다. endpoint BAR가 decode하는 주소이며 CPU physical address와 같을 필요가 없습니다.

BAR offset

Endpoint 내부 register/filed 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 만든다의 실행 순서왼쪽에서 오른쪽으로 실제 소유권과 관찰 지점이 이동합니다.

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

1. 주소를 하나로 부르지 말고 translation ledger를 만든다