Host Bridge、枚举与 PCI 设备生命周期

1. 三类核心对象

• struct pci_host_bridge：一个 Root Complex 对 PCI Core 的入口，提供配置访问ops、总线号范围、CPU/PCI 地址窗口和固件节点。
• struct pci_bus：一段 PCI 总线，保存number、primary/secondary/subordinate、上游桥、设备及子总线链表。
• struct pci_dev：一个 Function，而不是一张物理卡；0000:01:00.1会对应独立对象。

父子关系是：

pci_host_bridge
  -> root pci_bus
      -> pci_dev(endpoint)
      -> pci_dev(bridge)
          -> subordinate pci_bus
              -> pci_dev(...)

2. Host 注册主链

平台控制器准备好配置空间访问和地址窗口后调用：

pci_host_probe()
  -> pci_scan_root_bus_bridge()
     -> pci_register_host_bridge()
     -> pci_scan_child_bus()
  -> claim firmware resources
     或 size bridges + assign resources
  -> pcie_bus_configure_settings()
  -> pci_bus_add_devices()

关键入口在probe.c：

• pci_host_probe()：3096 行；
• pci_scan_root_bus_bridge()：3190 行；
• pci_scan_slot()：2701 行。

Host Bridge 注册与设备扫描是两个阶段。前者把 Root Bus 纳入设备模型，后者才通过配置读发现 Function。

3. 单个 Function 如何被发现

扫描本质是配置空间访问，不是广播“请设备上报”：

pci_scan_child_bus()
  -> pci_scan_slot(bus, devfn)
     -> pci_scan_single_device()
        -> pci_scan_device()
           -> pci_bus_read_dev_vendor_id()
           -> pci_alloc_dev()
           -> pci_setup_device()
        -> pci_device_add()

第一次关键读取是偏移PCI_VENDOR_ID的 32 位值。无设备通常返回0xffffffff；CRS 响应则按超时策略重试。随后读取 Header Type、Class、BAR、Subsystem ID 和 Capability。

access.c中的pci_bus_read_config_*()最终调用bus->ops->read()。因此 PCI Core 决定“读哪个 BDF/偏移”，RK3588 DWC Host 决定“如何把它变成 CFG0/CFG1 事务”。

4. 桥递归

发现 PCI-to-PCI Bridge 后，pci_scan_bridge()处理：

1. 读取或分配 secondary/subordinate bus number；
2. 创建 subordinate pci_bus；
3. 递归pci_scan_child_bus()；
4. 回填 subordinate 范围；
5. 后续资源阶段为桥配置 I/O、MEM、Prefetchable MEM 窗口。

PCIe Root Port、Downstream Port 在 Linux 枚举层仍按桥处理。典型点到点 PCIe 链路只扫描 Device 0，但 quirk、ARI 或扫描标志可改变策略。

5. 加入设备模型与驱动绑定

pci_device_add()先将对象加入 PCI 拓扑；pci_bus_add_devices()再递归调用pci_bus_add_device()。设备进入 Linux Driver Core 后：

device_attach()
  -> pci_bus_match()
  -> pci_device_probe()
  -> local_pci_probe()
  -> pci_driver->probe()

__pci_register_driver()位于pci-driver.c:1447，把drv->driver.bus设为pci_bus_type并调用driver_register()。匹配依据静态pci_device_id、动态 ID 和driver_override，不是 DT compatible。

6. 引用、锁与并发

• pci_dev_get()/pci_dev_put()保护pci_dev引用；
• pci_bus_sem保护全局和总线设备链表的读写；
• pci_lock_rescan_remove()串行化 rescan 与 remove；
• 配置空间访问通常由pci_lock串行化；
• 遍历期间若跨越可能睡眠或设备删除的操作，必须持有引用，不能只保存裸指针。

search.c中的pci_get_device()、pci_get_slot()搜索的是已注册对象，并返回带引用的pci_dev。它们不会访问硬件。

7. 移除路径

remove.c的公开入口：

• pci_stop_and_remove_bus_device()：115 行；
• 带全局 rescan/remove 锁版本：122 行。

逻辑分为 stop 和 remove：

pci_stop_bus_device()
  -> 先递归停止下游
  -> device_release_driver()

pci_remove_bus_device()
  -> 先递归删除下游
  -> sysfs/IRQ/resources/proc 清理
  -> device_unregister()

必须先停止 DMA 和功能驱动，再拆资源与对象。物理拔卡、sysfs remove及错误恢复失败最终都可能进入该路径。

8. Rescan

rescan 在持pci_lock_rescan_remove()时重新扫描槽位或总线，并调用pci_bus_add_devices()。它只能发现“链路和供电已经可访问”的设备，不能替代控制器上电、PERST#释放或链路训练。

9. 生命周期不变量

1. 配置访问可用后才能扫描；
2. 桥下游对象不得晚于上游桥停止；
3. BAR 与 IRQ 必须在设备注销前释放；
4. pci_driver->remove()返回后驱动不能继续 DMA；
5. sysfs rescan/remove 与热插拔必须使用同一全局锁避免重复对象和 use-after-free。