3. ECAM, CFG0와 CFG1을 BDF 계산부터 추적한다

CHAPTER 03

3. ECAM, CFG0와 CFG1을 BDF 계산부터 추적한다

Configuration access는 CPU load/store처럼 보이지만 DWC가 Type 0 또는 Type 1 Configuration Request TLP로 바꿉니다. root bus는 DBI, 바로 아래 bus는 CFG0, 그 뒤 bus는 CFG1이라는 경계를 지키지 않으면 link가 L0여도 Vendor ID가 0xffff로 보입니다.

ECAM 식

일반적인 ECAM offset은 (bus << 20) | (device << 15) | (function << 12) | register입니다. bus당 1MiB, function당 4KiB입니다.

256MiB alignment

DWC가 8bit bus field 전체를 ECAM으로 노출하는 경우 256 buses × 1MiB이므로 base alignment와 aperture size를 확인합니다. Linux host driver도 ECAM 가능 여부를 검증합니다.

Root bus DBI

Root Port 자체 config는 DBI aperture에서 읽습니다. downstream config iATU를 거치지 않습니다.

CFG0

Root Port의 immediate secondary bus에 있는 endpoint/function을 Type 0 request로 접근합니다.

CFG1

PCIe-to-PCIe bridge 뒤의 bus는 Type 1 request로 bridge가 downstream routing하도록 합니다.

Config Shift mode

DWC ECAM mode에서는 CPU config aperture address의 BDF field를 TLP BDF로 옮기는 shift mode를 사용할 수 있습니다. REGION_CTRL2의 해당 enable과 window 범위를 확인합니다.

BDF와 ECAM offset 계산 예

대상	BDF	계산	ECAM offset	DWC 경로
Root Port	00:00.0	root DBI	DBI + reg	iATU 없음
직결 endpoint	01:00.0	(1<<20)+(0<<15)+(0<<12)	0x00100000 + reg	CFG0
직결 multi-function	01:00.3	(1<<20)+(3<<12)	0x00103000 + reg	CFG0
bus 2 device 5	02:05.0	(2<<20)+(5<<15)	0x00228000 + reg	CFG1
bus 7 device 31 fn7	07:1f.7	(7<<20)+(31<<15)+(7<<12)	0x007ff000 + reg	CFG1

Configuration Request가 실패할 때 구분

관측	Link	iATU	Analyzer/AER	우선 원인
root DBI도 0xffffffff	무관	무관	TLP 없음	DBI clock/reset/base
bus 1만 실패	L0	CFG0 확인	CfgRd0 없음	CFG0 aperture/shift/BDF
bus 1 성공, bus 2+ 실패	L0	CFG1 확인	CfgRd1 없음/UR	bridge bus number/CFG1
CfgRd TLP는 나가나 Cpl 없음	L0	대체로 통과	Completion Timeout	endpoint/route/bus number
CplD는 오나 CPU 0xffff	L0	completion path	analyzer 정상	AXI return/error/accessor
특정 function만 실패	L0	BDF target	UR 또는 no response	multifunction/ARI/function presence

ECAM window 검증 항목

항목	Linux/DWC 조건	잘못되면 보이는 증상
base alignment	bus bits 수에 맞는 정렬	ECAM mode 비활성 또는 BDF alias
window size	bus-range를 모두 포함	높은 bus만 접근 실패
bus-range	firmware resource와 실제 topology	subordinate bus scan 중단
CFG0 1MiB	immediate bus 32×8×4KiB	bus 1 BDF 일부 alias
CFG1 remainder	2번 이후 bus 공간	bridge 뒤만 0xffff
region index	다른 MEM/IO region과 충돌 없음	config 후 BAR window가 사라짐
shift mode	CPU aperture BDF field 사용	target BDF가 00:00.0 등에 고정

그림 1. 3. ECAM, CFG0와 CFG1을 BDF 계산부터 추적한다의 실행 순서왼쪽에서 오른쪽으로 실제 소유권과 관찰 지점이 이동합니다.

01 pci_bus_read_config

02 ECAM/BDF offset 계산

03 CPU config aperture load

04 DWC CFG0/CFG1 iATU

05 CfgRd0/CfgRd1 TLP

06 Endpoint/Bridge

07 CplD

08 CPU value

실제 검증 절차

순서	실행	남길 증거	판정 목적
1	접근할 BDF와 register로 ECAM offset을 손으로 한 번 계산합니다.	driver가 사용한 VA/PA와 동일	BDF bit 배치 오류 배제
2	root bus, bus 1, bus 2의 Vendor ID read를 각각 trace합니다.	DBI/CFG0/CFG1 세 경로 분리	실패 경계 정확히 지정
3	각 access 직전 iATU region type/base/limit/target/ctrl2를 저장합니다.	BDF와 type이 access에 맞게 변경	stale region/reprogram race 확인
4	protocol analyzer가 있으면 request type, BDF, tag와 completion status를 기록합니다.	software BDF와 TLP header 일치	controller 앞/뒤 경계 확정

주의0xffff는 '장치 없음'을 표현할 때 흔히 보이는 값일 뿐입니다. Completion Timeout, UR, AXI error가 Linux config accessor에서 같은 값으로 정리될 수 있으므로 AER와 TLP evidence를 함께 봅니다.

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.

3. ECAM, CFG0와 CFG1을 BDF 계산부터 추적한다