深入理解 PCIe 协议中 BDF（Bus/Device/Function）分配与管理机制
本篇文章，适用于对 PCI 和 PCIe 协议有一定了解的读者，不了解的同学，可以先阅读其它 PCI 相关文章
1、引言
通过前面章节的学习，我们对 PCI/PCIe 协议已经有了一个整体的把握。现在我们来讨论一个更深入的问题，每个设备是如何知道自己的 BDF 的？是由硬件决定还是软件决定的呢？
2、 PCI 中的 BDF
首先关于 Bus 号，当一个 “配置访问请求” 从 HOST 主桥发出，有且只会传递到与其直连的一级 Bus 总线上。接着再由这一级 Bus 总线上的桥片中的 Primary、Secondary、Subordinate Bus Number 决定是否要接着向下转发。而桥配置空间中的 Primary、Secondary、Subordinate Bus Number 的值都是可配置的。
关于 Device 号，在 PCI 总线学习笔记（五） 一章中，有详细讲解，这里不再赘述。PCI 协议中的 Device 号，完全是由硬件连线决定的。
3、 PCIe 中的 BDF
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Host Bridge 中的两个 Downstream Ports 设备，是如何他们自己分别是 Device 几呢？
答：是由硬件设计决定的。同样的，Switch 中的 Downstream Ports 设备的设备号，也都是由硬件设计决定的。 -
当访问 Bus 1 上的设备时，Host Bridge 发出的请求是如何转发的？
答：这实际上和 PCIe 设备枚举的流程有关。通常 PCIe 使用深度优先遍历（DFS）进行枚举设备。在枚举 BDF（0,0,0）后，会接着尝试访问 BDF（1,0,0）、访问 BDF（2,0,0），在枚举的过程中，会不断修改桥设备（除 endpoint 设备外的设备）的中的 Primary、Secondary、Subordinate Bus Number Register。这三个寄存器，决定了 Bus 号的路由。例如：
a. 当枚举到 BDF（0,0,0）后，会设置该设备的 Primary Bus = 0、Secondary Bus = 1、Subordinate Bus = 0xff
b. 当枚举 BDF（1,0,0）时，只会从 Device 0 这个 Downstream Ports 路由。因为硬件（Switch）根据 Primary、Secondary、Subordinate Bus Number 知道了 Bus 1 在 Device 0 这个 Downstream Ports 下面。
c. 接着会将该设备的 Primary Bus = 1、Secondary Bus = 2、Subordinate Bus = 0xff…
d. 循环往复，完成整颗 PCIe 树的设备枚举
PCIe 设备枚举过程的代码详解，参考：PCI 总线学习笔记（三）
理论上说，如果强制把 Device 1 的 Primary、Secondary、Subordinate Bus Number 改成和 Device 0 一样的（Device 0 强制修改成其它值），访问 Bus 1 时，会从 Device 1 这个 Downstream Ports 路由，那么整棵树形结构就会发生变化。
3、总结
PCI / PCIe 中：
- RC 发出的访问
- Endpoint 设备需要经过各级桥设备的 ID 路由来响应 RC
- 与 RC 直连的桥设备，不需要经过路由，直接根据硬件的 Device 号响应 RC
- 不与 RC 直连的桥设备，依赖其上级桥设备的 ID 路由响应 RC。例如，当前桥设备为 A，该桥设备的上一级桥设备为 B。只要 RC 发出的访问被 B 接收到、并且在 B 的 Primary、Secondary、Subordinate Bus Number 范围内，那么桥设备 A 就一定能响应 Bus 号为 Secondary + 1 的访问请求，由硬件决定