《NVM-Express-1_4-2019.06.10-Ratified》学习笔记（4.12-加-6.2-加-7.2.5.2）Fused_Operations

4.12 Fused Operations 融合操作

融合操作通过“fusing”把两个简单的命令融合一起来支持一个更复杂的命令。协议规定这个特性是可选的；如果支持此特性，需要在Figure 247 Identity Controller数据结构的FUSES字段域中表明。

 

 另外在Identity Namespace数据结构中，也有Atomic Operations特性（第6.4章节）配合。

 

在一个融合操作中，要求如下：

• 这两个命令必须作为一个原子单元按顺序执行。对于controller的表现来说，应该是在这两个命令中间不能执行其他操作。
• 在任何一个命令遇到错误时，这个融合操作就结束了。如果这个序列中的第一个命令失败，那么第二个命令应该被中止掉。如果这个序列中的第二个命令失败，那么第一个命令的completion状态是序列特定的。
• 如果用到了LBA，两个命令操作的LBA范围必须是相同的。如果两个LBA范围不一致，命令应该被中止，返回 Invalid Field in Command 状态。
• 这两个命令必须相互挨着依次插入到同一个SQ中。如果第一个命令位于SQ中的最后一个slot槽，那么第二个命令必须位于这个SQ的作为环绕部分的第一个slot槽。对于PCIe链路来说，SQ尾门铃指针更新必须表明两个命令的门铃更新作为一个整体都更新。
• 中止融合操作，主机必须分别的为每个命令提交中止命令。
• controller为每个命令都发送CQE。

具体某个命令是否归属于融合操作的一部分，它在命令 Dword 0 的融合操作（FUSE）域中表明，请参加Figure 104。这个FUSE域也表明每个命令在融合操作中是第一个命令还是第二个命令。如果FUSE域是一套非零值的集合，但controller不支持融合操作请求，那么controller应该中止命令，返回Invalid Field in Command状态。

 

6.2 Fused Operations

在下边Figure 349中定义了可用于NVM命令集的融合操作的命令序列。

 

6.2.1 比较和写

比较和写融合操作，比较Compare命令中指定逻辑块的内容与存储在指定LBA范围内数据。如果比较成功，那么使用Write命令中提供的数据更新这个LBA范围。如果Compare操作不成功，那么Write操作被中止，状态为Command Abort due to Failed Fused Command，并且这个LBA范围内的内容不被修改。如果Write操作不成功，Compare操作completion状态是unaffected（不受影响的）。

注意：在多主机环境中，为了确保Compare和Write是一个原子的，主机软件应该确保Compare和Write融合操作的操作大小不能大于ACWU/NACWU（参考6.4章节）并且Atomic Boundaries原子边界需要被重视（参考6.4.3章节）。当大于ACWU/NACWU或越过原子边界时，Controller可以中止Compare和Write融合操作，返回错误是Atomic Write Unit Exceeded。

6.3 命令顺序需求

对于所有不属于融合操作的命令，或写大小大于AWUN，每个命令的处理都是独立的实体而不参考其他命令，这里说的其他命令包括被提交到相同I/O SQ或被提交到不同I/O SQ种的命令。特别明确地，controller对检查Read或Write命令的LBA，保证命令之间的任何类型的排序，都是不负责的。例如，如果有个已提交的对LBA x的Read，也有一个已提交的对LBA x的Write，这些命令完成的先后顺序是没有保证的（或许读先完成或许写先完成）。如果这两个命令之间有顺序需求，主机软件或相关应用强制实施高于controller级别的排序。

 

7.2 命令提交和完成机制（参考性例子）

7.2.5 命令例子

7.2.5.2 执行一个融合操作【Executing a Fused Operation】

这个例子描述主机软件如何创建和执行一个融合命令，特别是对总共16KiB数据Compare和Write。在这个示例中，有两个命令被创建。第一个命令是Compare，作为CMD0提交，第二个命令是Write，作为CMD1提交。这个例子中，端到端保护未使能，每个逻辑块大小是4KiB。

为构建一个融合操作命令，主机软件利用适当的I/O SQ中接下来两个可用的相邻的命令位置。

Compare命令属性设置如下：

• CMD0.CDW0.OPC 赋值为05h，对应Compare命令opcode。
• CMD0.CDW0.FUSE 赋值为 01b ，表明这个命令是融合操作的第一个命令。
• CMD0.CDW0.CID 赋值一个空闲的命令ID标识。
• CMD0.NSID 赋值恰当的namespace ID。
• 如果元数据在另外的分开的buffer中，把buffer指定的位置赋值到CMD0.MPTR字段域中。
• 准备比较的数据的首页物理地址：
  • 如果使用PRP，CMD0.PRP1赋值被比较数据的首页物理地址，CMD0.PRP2赋值PRP List的物理地址。PRP List展示在Figure 434中，PRP List有三项；
  • 如果命令使用SGLs，CMD0.SGL1赋值恰当的SGL段描述符，取决于是否需要多个描述符。
• CMD0.CDW10.SLBA 赋值与比较相对应的第一个LBA。注意，这个域跨Dword 11。
• CMD0.CDW12.LR 赋值为0，表明controller应该运用所有可用的错误恢复手段来挽回用于比较的数据。
• CMD0.CDW12.FUA 赋值为0，表明数据可以从NVM subsystem中的任意位置读，包括从易失性缓存中。
• CMD0.CDW12.PRINFO 本示例不使能端到端数据保护，那么此字段赋值为0。
• CMD0.CDW12.NLB 赋值为3h，表示将与4个逻辑块进行比较，每个逻辑块的大小为4KiB。
• CMD0.CDW14 本示例不使能端到端数据保护，此字段赋值为0。
• CMD0.CDW15 本示例不使能端到端数据保护，此字段赋值为0。

 

Write命令属性设置如下： 

• CMD1.CDW0.OPC 赋值为01h，对应Write命令opcode。
• CMD1.CDW0.FUSE 赋值为 10b ，表明这个命令是融合操作的第二个命令。
• CMD1.CDW0.CID 赋值一个空闲的命令ID标识。
• CMD1.NSID 赋值恰当的namespace ID。这个值必须与CMD0.NSID相同。
• 如果元数据在另外的分开的buffer中，把buffer指定的位置赋值到CMD1.MPTR字段域中。
• 准备要写的数据的首页物理地址：
  • 如果使用PRP，CMD1.PRP1赋值被比较数据的首页物理地址，CMD1.PRP2赋值PRP List的物理地址，PRP List有三项；
  • 如果命令使用SGLs，CMD1.SGL1赋值恰当的SGL段描述符，取决于是否需要多个描述符。
• CMD1.CDW10.SLBA 赋值与比较相对应的第一个LBA。注意，这个域跨Dword 11。这个值必须与CMD0.CDW10.SLBA相同。
• CMD1.CDW12.LR 赋值为0，表明controller应该运用所有可用的错误恢复手段来把数据写入到NVM。
• CMD1.CDW12.FUA 赋值为0，表明数据可以写入到NVM subsystem中的任意位置，包括写入易失性缓存中。
• CMD1.CDW12.PRINFO 本示例不使能端到端数据保护，那么此字段赋值为0。
• CMD1.CDW12.NLB 赋值为3h，表示将与4个逻辑块进行比较，每个逻辑块的大小为4KiB。这个值必须与CMD0.CDW12.NLB相同。
• CMD1.CDW14 本示例不使能端到端数据保护，此字段赋值为0。
• CMD1.CDW15 本示例不使能端到端数据保护，此字段赋值为0。

构建完这两个命令后，主机软件（PCIe链路情况）通过写恰当的I/O SQ门铃来向controller表明这两个命令已被提交的方式，提交命令去执行。注意，写门铃必须表明这两个命令一次性都被提交。

 

附言：

如果想了解命令个字段的表达意思，请参考下边这个链接。

https://www.cnblogs.com/JamesLi/p/11446796.html