Linux 自定义 Bus Type 与设备模型

1. 何时需要自定义总线

platform bus适合固件已描述的MMIO设备。若设备由controller固件动态发现、使用非DT匹配规则，或需要专用modalias和I/O API，就会注册struct bus_type。

本目录典型包括：

• mhi与mhi_ep；
• fsl-mc；
• sunxi-rsb；
• moxtet；
• mips_cdmm。

2. 基本组成

bus_register
 -> controller discovery
 -> device_initialize/device_add
 -> bus.match
 -> driver.probe
 -> uevent/modalias

专用device通常内嵌struct device；专用driver内嵌struct device_driver。Core仍由drivers/base提供，bus driver只实现策略和协议。

3. Match

常见匹配键：

Bus	匹配对象
MHI Host	channel name和mhi_device_id
MHI Endpoint	endpoint channel/device name
FSL-MC	vendor/object type/version
Sunxi RSB	RSB device ID/compatible
MOXTET	module type
MIPS CDMM	device type和revision

Match必须稳定，因为它决定module autoload alias及哪个功能driver获得设备。

4. Controller与功能设备

通常存在两级device：

physical parent (PCI/platform)
 -> controller device
 -> function/channel/object devices

Controller负责：

• transport寄存器和中断；
• DMA/ring或command portal；
• 发现/销毁children；
• PM和错误恢复。

Function driver只使用导出的queue/command API，不直接接管底层硬件生命周期。

5. Uevent与模块加载

自定义bus实现uevent()生成：

MODALIAS=<bus>:<id>

用户空间udev据MODULE_DEVICE_TABLE加载功能driver。若modalias缺失或匹配表命名不同，device会存在于sysfs但没有driver。

6. Probe/Remove顺序

Controller删除前必须先删除所有child：

stop discovery/IRQ
 -> block new I/O
 -> device_unregister(children)
 -> drain callbacks/work
 -> free rings/resources
 -> unregister controller

device_unregister()可能触发功能driver remove和异步引用释放，不能在child release前释放其parent私有内存。

7. 并发

自定义bus通常至少有：

• bus/device model mutex；
• controller状态锁；
• channel/ring spinlock；
• IRQ/tasklet/workqueue；
• completion或waitqueue；
• runtime PM引用。

Bus match/probe在可睡眠上下文，数据完成常在IRQ线程/tasklet；API必须明确callback上下文。

8. 安全边界

动态枚举ID来自硬件/固件。恶意或故障controller可能报告异常channel、object数、ring长度或DMA地址。Controller driver必须在创建设备和分配内存前验证：

• ID范围；
• 数量上限；
• descriptor长度；
• DMA窗口；
• doorbell/ring索引；
• 固件版本。

9. 与普通simple-bus区别

DT中的simple-bus只是地址层次和OF child枚举约定，不会注册名为simple-bus的Linux bus type。其children通常仍挂platform bus。

因此“DT bus node”和“struct bus_type”是两个不同概念。