4、reg属性深度解析：reg属性格式、address-cells与size-cells、多段内存区域描述、实战：描述一个SPI Flash

好，咱们今天来啃一块硬骨头——reg属性。

说实话，我刚接触设备树那会儿，最头疼的就是这个reg。看着一堆数字，完全不知道它在说什么。后来做BSP调优，踩了不少坑，才慢慢摸透了它的脾气。

今天我就把这块掰开了揉碎了讲给你听。保证你学完就能自己写。

4.1 reg属性到底长什么样？

先看一个最简单的例子：

uart@ff010000 {
    compatible = "ns16550";
    reg = <0xff010000 0x1000>;
};

这个reg里有两个数字：0xff010000 和 0x1000。

第一个是起始地址，第二个是长度。说白了，就是告诉内核：「我的寄存器从0xff010000开始，占了4KB的空间，你可别让别人碰这里。」

核心公式：

reg = < 地址1 长度1 地址2 长度2 ... >

每一对「地址+长度」描述一段连续的内存区域。

嗯，这里要注意：地址和长度都是32位整数。那如果地址是64位的怎么办？这就引出了下一个话题。

4.2 address-cells 和 size-cells——reg的翻译官

你想想看，CPU读设备树的时候，怎么知道reg里哪个数字是地址、哪个是长度？

答案就在父节点里：#address-cells 和 #size-cells。

#address-cells：表示地址需要几个32位整数来描述
#size-cells：表示长度需要几个32位整数来描述

举个例子：

soc {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;

    uart@ff010000 {
        reg = <0xff010000 0x1000>;
    };
};

这里address-cells=1，size-cells=1。所以reg里每两个数一组：第一个是地址，第二个是长度。

那64位地址怎么写？看这个：

soc {
    #address-cells = <2>;
    #size-cells = <1>;

    memory@8000000000 {
        reg = <0x00000008 0x00000000 0x10000000>;
    };
};

地址用了两个32位数拼成64位：0x00000008_00000000。长度还是1个数：0x10000000（256MB）。

我的小技巧：

我习惯在写设备树前，先看一眼父节点的address-cells和size-cells。这俩值决定了reg的解析方式。搞反了，地址和长度就全乱了。

4.3 多段内存区域描述

一个设备可能有多段不连续的地址空间。比如一个网卡，控制寄存器在一块区域，DMA缓冲在另一块区域。

这时候reg可以写多组：

ethernet@ff300000 {
    compatible = "my-gmac";
    reg = <0xff300000 0x1000    /* 控制寄存器 */
           0xff310000 0x2000>;  /* DMA描述符区 */
};

内核解析时，会按顺序把每组地址-长度对存到struct resource数组里。驱动里用platform_get_resource()按索引取就行了。

我曾经踩过的坑：

有一次我写SPI Flash的reg，把地址和长度写反了。结果内核报错说「resource overlap」。查了两天才发现，原来是address-cells和size-cells没对上。从那以后，我每次写reg都会先确认父节点的这俩属性。

4.4 实战：描述一个SPI Flash

好，理论说完了。咱们来写一个真实的SPI Flash设备树节点。

假设硬件是这样的：

SPI控制器挂在APB总线上，地址0x10000000，大小4KB
Flash芯片是Winbond W25Q128，容量16MB
Flash的地址范围从0x20000000到0x20FFFFFF

先画个结构图，帮你理清关系：

好，现在写设备树：

/ {
    soc {
        compatible = "simple-bus";
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        ranges;

        spi@10000000 {
            compatible = "my-spi-controller";
            reg = <0x10000000 0x1000>;
            interrupts = <0 31 4>;
            clocks = <&clk 10>;
            
            #address-cells = <1>;
            #size-cells = <1>;

            flash@0 {
                compatible = "winbond,w25q128", "jedec,spi-nor";
                reg = <0x20000000 0x1000000>;
                spi-max-frequency = <104000000>;

                partitions {
                    compatible = "fixed-partitions";
                    #address-cells = <1>;
                    #size-cells = <1>;

                    partition@0 {
                        label = "bootloader";
                        reg = <0x00000000 0x00100000>;
                    };
                    partition@1 {
                        label = "kernel";
                        reg = <0x00100000 0x00800000>;
                    };
                    partition@2 {
                        label = "rootfs";
                        reg = <0x00900000 0x00700000>;
                    };
                };
            };
        };
    };
};

这里有几个关键点：

SPI控制器的reg：描述它自己的寄存器空间
Flash的reg：描述Flash在CPU地址空间中的映射范围
分区reg：描述每个分区在Flash内部的偏移和大小

注意：

Flash的reg地址0x20000000，是CPU访问Flash的映射基地址，不是Flash芯片内部的地址。芯片内部地址从0开始，由驱动通过SPI命令访问。

我个人习惯在写这种多层嵌套的reg时，先画个地址映射表：

节点	地址	长度	说明
spi@10000000	0x10000000	0x1000	SPI控制器寄存器
flash@0	0x20000000	0x1000000	Flash内存映射区（16MB）
partition@0	0x00000000	0x00100000	Bootloader（1MB）
partition@1	0x00100000	0x00800000	Kernel（8MB）
partition@2	0x00900000	0x00700000	Rootfs（7MB）

你看，有了这个表，每个reg在说什么就一目了然了。

避坑指南：

我曾经在调试一个SPI Flash驱动时，发现分区读取总是偏移。查了半天，原来是分区reg的地址写成了绝对地址（0x20000000+偏移），而不是相对Flash基地址的偏移。记住：分区的reg是相对地址，不是绝对地址。

好了，reg属性的核心内容就这些。说白了就是三件事：

搞清楚父节点的address-cells和size-cells
按「地址+长度」的格式写reg
多段区域就写多组

下次你写设备树的时候，照着这个思路来，基本不会出错。

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