詳細(xì)地聊一聊Non-Posted Transaction

這篇文章來詳細(xì)地聊一聊Non-Posted Transaction（包括Ordinary Read、Locked Read和IO/Configuration Writes）與Posted Writes（包括Memory Writes和Message Writes）。

Non-Posted Transaction

o Ordinary Reads

下圖顯示的是一個Endpoint向System Memory發(fā)送讀請求（Read Request）的例子。

在這個例子中，Endpoint的讀請求通過了兩個Switch，然后到達(dá)其目標(biāo)，即Root。Root對讀請求的包進(jìn)行解碼后，并從中識別出操作的地址，然后鎖存數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至Endpoint，即包含數(shù)據(jù)的Completion包，ClpD。需要注意的是，PCIe允許每個包的最大數(shù)據(jù)量（Max Data Payload）為4KB，但實(shí)際上經(jīng)常需要發(fā)送大于4KB的數(shù)據(jù)。因此，常常一個讀請求會對應(yīng)多個ClpD，即將大于4KB的數(shù)據(jù)分成多個包發(fā)送。如果遇到錯誤，則Root會通過Completion包告知相應(yīng)的Endpoint。

注：Root向發(fā)送請求的Endpoint發(fā)送Completion包，是通過Request包中的BDF信息（Bus，Device和Function）進(jìn)行查找對應(yīng)的Endpoint的。關(guān)于BDF，會在后面的文章詳細(xì)地介紹。

o Locked Reads

Locked請求實(shí)際上是PCIe為了兼容早期的PCI總線而設(shè)置的一種方式，對于非PCI兼容的設(shè)計中，是不允許使用Locked操作的。并且也只有Root可以發(fā)起Locked請求操作，Endpoint是不可以發(fā)起Locked請求操作的。下圖顯示的是一個簡單的Locked Read請求操作：

Locked Read主要用于支持一種叫做Atomic Read-Modify-Write操作，這是一種高優(yōu)先級且不可被打斷的操作。主要用于測試鏈路狀況等任務(wù)（針對PCI設(shè)備，PCIe設(shè)備禁止使用Locked操作）。此外，Locked操作采用的是目標(biāo)存儲尋址（Target Memory Address）來尋找Legacy Endpoint（PCI設(shè)備），而不是采用前面介紹的BDF。

o IO/Configuration Writes

下圖是一個Non-Posted IO寫操作的例子。和Locked操作一樣，IO操作也是為了兼容早期的PCI設(shè)備，在PCIe設(shè)備中也是不建議使用。

Posted Writes

o Memory Writes

前面的文章有所提及，PCIe中的Memory寫操作都是Posted的，因此Requester并不需要來自Completer的Completion。一個簡單的Memory Writes例子如下圖所示：

因此沒有返回Completion，所以當(dāng)發(fā)生錯誤時，Requester也不會知道。但是，此時Completer會將錯誤記錄到日志（Log），然后向Root發(fā)送包含錯誤信息的Message。

o Message Writes

和其他的幾種類型不太一樣，Message支持多種Routing方式。比如Requester可以將Message發(fā)送至一個指定的Completer，但是不管指定的Completer是不是Root，Root都會自動的收到來自任何一個Endpoint發(fā)送的Message。此外，當(dāng)Requester是Root的時候，Requester還可以向所有的Endpoint進(jìn)行廣播發(fā)送Message。

不得不說，Message機(jī)制的提出幫助PCIe總線省去了很多PCI總線中的邊帶信號。PCI中很多用于中斷、功耗管理、錯誤報告的邊帶信號，在PCIe中都通過了Message來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)了。