Linux内核如何处理依赖总线驱动的设备及嵌套总线设备？

你从事嵌入式Linux工作多年，未接受系统培训，希望深入了解内核对嵌套总线、设备的处理逻辑，比如处理器通过AXI总线挂载SPI、I2C总线及下属传感器的场景，对应设备树示例如下：

axi {
   compatible = "axi-driver";

   spi {
      compatible = "spi-driver";
      temp-sensor {
         compatible = "temp-driver";
       };
   };

   i2c {
      compatible = "i2c-driver";
       humidity-sensor {
          compatible = "humidity-driver";
       };
   };
};

针对你提出的疑问，具体解析如下：

一、内核对嵌套设备树的解析流程 #

内核启动时会按设备树的嵌套层级从上到下逐步处理：

• 首先处理根节点axi：匹配对应的axi-driver总线驱动，完成AXI总线控制器的初始化，将AXI总线注册到内核总线框架中，为挂载在其上的设备提供基础资源管理（地址映射、中断申请等）。
• 接着处理axi下的spi/i2c节点：这两个节点本质是AXI总线上的控制器设备，内核为它们创建设备对象后，匹配对应的spi-driver/i2c-driver。这类驱动会完成SPI/I2C控制器的硬件初始化，同时将SPI/I2C总线注册到内核中，成为新的子总线框架。
• 最后处理spi下的temp-sensor、i2c下的humidity-sensor节点：它们是子总线上的具体功能设备，内核创建设备对象后匹配对应的传感器驱动，这些驱动会通过SPI/I2C总线提供的通信API（如spi_transfer）与硬件交互，无需关心底层AXI总线的细节。

二、总线驱动与设备驱动的核心差异 #

• 总线驱动：核心是搭建总线管理框架+提供底层服务。比如AXI总线驱动负责总线本身的初始化、资源分配，以及总线上设备与驱动的匹配逻辑；SPI控制器驱动则是SPI总线的实现者，既要初始化控制器硬件，还要向上层设备驱动提供数据传输的接口。
• 设备驱动：核心是操作具体硬件功能。比如温度传感器驱动只需要关注传感器的寄存器配置、数据解析，通过总线驱动提供的API完成硬件通信，不需要处理总线层面的资源管理。

三、设备与总线的依赖关系 #

总线上的设备必须依赖总线驱动才能正常工作：

• 传感器依赖SPI/I2C总线驱动提供的通信能力；
• SPI/I2C控制器依赖AXI总线驱动完成地址映射、中断申请等底层操作；
• 整个硬件栈的驱动是分层依赖的，设备树的嵌套结构正是这种层级依赖的直观体现，不存在“设备不依赖总线驱动”的情况。

四、驱动间的交互逻辑 #

你之前认为驱动大多独立运行是误解：内核驱动框架是分层协作的体系，上层驱动依赖下层总线驱动提供的服务，总线驱动负责管理总线上的所有设备，协调资源分配。不同驱动并非孤立，而是通过内核的总线-设备-驱动（bus-device-driver）模型完成交互。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者CodeSmith