聊聊PCIe协议的BDF

news2025/1/11 4:56:47

[摘要]：本文主要介绍 PCIe 协议中 Bus、Device 和 Function 的基本定义。

PCIe 总线的拓扑结构就像一颗葡萄树：树根相当于 PCIe Root Complex，树干和树枝相当于 PCIe Bus，一整串葡萄相当于 PCIe Device，一颗葡萄相当于 PCIe Function。

只要对每一个树枝、每一个葡萄串、每一颗葡萄进行唯一编号，我们就能精准的定位到每一颗葡萄。

Bus - 总线

PCIe 最多支持 256 个总线编号（Bus Number）。初试总线编号为 0，通常会分配给 Root Complex（其实是分配给 Root Complex 内部的虚拟总线）。

从功能逻辑上来讲，我们可以认为 Root Complex 内部包含了一个 Host/PCI 桥、一个虚拟总线和多个虚拟 P2P 桥。Host/PCI 桥用于 Root Complex 和 CPU 的连接；虚拟总线用于 Root Complex 内部的数据传输；虚拟 P2P 桥用于创建新的总线，以连接外部设备（Switch 或者 Endpoint）。

除了虚拟总线被编号为 0 以外，每个虚拟 P2P 桥还需要被分配设备编号（Device Number）和功能编号（Function Number）。

每一个桥（Bridge）都意味着会产生一条新的总线，每条总线的编号必须是唯一的。

与 Root Complex 类似，Switch 也可以被看作由一条虚拟总线和多个虚拟 P2P 桥组成的。

Device - 设备

PCIe 协议允许每条总线最多连接 32 个设备。鉴于 PCIe 设备之间是端到端（Point-to-Point）连接的，所以除了 Root Complex 和 Switch 内部的虚拟总线之外，其它 PCIe 总线上只能连接 1 个新设备。因此，除了 Root Complex 和 Switch 内部的虚拟设备之外，其他设备的编号都是 0，如下图所示：

Function - 功能

Function 是指 PCIe 设备内部相对独立的功能逻辑，每个 Function 具有完全独立的配置空间（Configuration Space）。例如，在一个 PCIe 设备中可以有多个 Function，其中一个 Function 具备网卡功能，另一个 Function 具备 USB 控制器功能，还有其它的 Function 具备显卡功能。

每个 PCIe 设备都必须包含 Function 0。

当 PCIe 设备包含多个 Function 时，Function 的编号不要求是连续的。例如，某个 PCIe 包含 3 个 Function，那么可以编号为 Function 0、Function 2 和 Function 7。