PCIExpressID-basedRouting
在PCIe总线中，基于ID的路由方式主要用于配置读写请求TLP、Cpl和CplD报文，此外Vendor_Defined消息报文也可以使用这种基于ID的路由方式。而在PCI总线中，只有配置读写周期才使用ID进行数据传递。
基于ID的路由方式与基于地址的路由方式有较大的不同，基于ID路由方式的TLP头格式也与基于地址路由方式的头格式不同，其报文格式如图6-6所示。
图6-6 使用ID路由的TLP头格式
使用ID路由方式的TLP头，其Byte8～Byte11字段与基于地址路由的TLP不同。基于ID路由的TLP，使用Bus Number、Device Number和Function Number进行路由寻址。从软件的角度来看，PCIe总线与PCI总线兼容，只是在PCIe总线中，每一个PCIe设备使用唯一的PCI设备号，但是每一个设备仍然可以有多个子设备（Function）。
PCIe总线规定，在一个PCI总线域空间中，最多只能有256条PCI总线，因此在一个TLP中，Bus Number由五位组成；而在每一条总线中最多包含32个设备，因此TLP中的Device Number由5位[24]组成；而每一个设备中最多包含8个功能，因此一个TLP的Function Number由3位组成。
配置读写请求TLP是使用“基于ID路由”的一组重要报文，其主要作用是读写PCIe总线的EP、Switch及PCIe桥片的配置寄存器，以完成PCIe总线的配置。在处理器系统上电之后需要进行PCI总线系统的枚举，为PCI总线分配总线号，并设置Switch、PCIe桥片或者EP的配置寄存器，如Limit寄存器组、Base寄存器组、BAR寄存器、Subordinate Bus Num-ber、Secondary Bus Number和Primary Bus Number等一系列配置寄存器。
在上文中我们简单介绍了Limit寄存器组和Base寄存器组的用法，下文将重点描述Sub-ordinate Bus Number、Secondary Bus Number和Primary Bus Number寄存器。Subordinate Bus Number、Secondary Bus Number和Primary Bus Number寄存器在Type 01h配置寄存器中，用来描述PCI-to-PCI桥片的上游及下游总线号。这段寄存器在PCI配置寄存器中的位置如所图6-7示。
图6-7 与ID路由相关的PCI桥片配置寄存器
与PCI总线中的桥片类似，Primary Bus Number记录PCI-to-PCI桥上游的PCI总线号，Secondary Bus Number记录PCI-to-PCI桥下游的第一个PCI总线号，而Subordinate Bus Num-ber记录PCI-to-PCI桥下游的最后一个PCI总线号。
如图6-5所示，P-P1桥片的Primary Bus Number为0，Secondary Bus Number为1，而Subordinate Bus Number为3。这些总线号，在处理器系统对PCI总线进行枚举时由系统初始化程序设置，从系统初始化程序的角度来看，PCIe总线与PCI总线基本兼容，只是PCIe总线对配置空间进行了一些扩展。(https://www.chuimin.cn)
在如表6-2所示中，RC可以使用Type 00h和Type 01h读写请求TLP，对PCIe设备的配置寄存器进行读写访问，配置读写请求TLP只能由RC发出，配置读写请求TLP使用基于ID的路由方式。
在如图6-5所示的例子中，RC首先使用Type 00h配置请求TLP访问在PCI Bus0总线上的设备，PCI Bus0上的所有设备，包括桥片都要监听PCI Bus 0上的配置请求，在本例中只有Switch挂接在PCI Bus0上，实际上是Switch的上游端口与PCI Bus0直接相连。因此Switch的上游端口将接收RC发出的Type 00h配置请求TLP，之后Switch将向RC发出完成报文，结束配置请求。与PCI总线相同，PCIe总线的Type 00h类型配置请求TLP不能够穿越桥片，在图6-5中这类请求只能访问Switch上游端口的配置空间。
PCI总线是基于共享总线的数据传送方式，在一条PCI总线上可以连接多个PCI Agent设备，其中每一个PCI Agent都提供了一个IDSEL信号，这个信号与PCI-to-PCI桥片或者HOST主桥的地址线直接相连，PCI总线根据与IDSEL信号与地址线的连接关系决定相应设备的Device Number。
这与PCIe总线的使用方法不同，PCIe总线使用“端对端”的连接方式，PCIe链路只能连接一个下游设备，而这个下游设备的Device Number只能为0。而只有在Switch的虚拟PCI总线上可以连接多个Device Number不同的端口。
当一个虚拟PCI总线上挂接PCI-to-PCI桥时，系统配置软件将使用Type 01h配置请求TLP访问PCI-PCI桥下游的PCI设备。如图6-5所示，RC可以通过Type 01h配置请求TLP访问P-P2桥片、P-P3桥片，EP1和EP2。
当RC使用Type 01h配置请求TLP，直接访问P-P1桥的下游设备时，首先需要检查该TLP的Bus Number是否为1，如果为1表示该TLP的访问目标在PCI Bus 1总线上，此时PCI-to-PCI桥将这个Type 01h类型的TLP转换为Type 00h类型的TLP，然后推至PCI Bus 1总线，并访问其下的设备。
如果该TLP的Bus Number在P-P1桥片的Secondary Bus Number和Subordin ate Bus Num-ber寄存器之间，则P-P1桥片将该Type 01h类型的TLP直接透传到PCI Bus 1上，并不改变该TLP的类型，之后Type 01h类型的TLP将继续检查P-P2和P-P3桥片的配置空间，决定由P-P2还是P-P3接收该TLP。如果TLP的PCI Bus Number为2时，P-P2桥片将接收该TLP，并将该Type 01h类型TLP转换为Type 00h类型的TLP，然后发送给EP1，并由EP1处理该TLP。
上文简要讲述了配置请求TLP使用ID路由方式从上游端口向下游端口的传递规则，但是Vendor_Defined消息报文和Cpl和CplD报文还可能从下游端口向上游端口进行传递。此时PCIe总线处理方法略有不同。下文仍以图6-5为例说明这种情况。
当一个TLP从EP2传送到EP1或者RC时，首先检查P-P3桥片的配置空间，P-P3桥片发现该TLP不是发向自己时，将该TLP推至上游总线，即PCI Bus 1。如果PCI Bus1上P-P1桥片没有认领该TLP，该TLP将继续向P-P2桥片传递，并由这个桥片将TLP转发给合适的EP；如果P-P1桥片认领该TLP，该TLP将继续向上游总线传递，直至RC。
由以上描述可以发现，PCIe总线使用的基于ID的路由方式与PCI总线中配置读写总线事务通过PCI桥的方法较为类似。
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