NVMe事务层学习（一）

一、TLP分类

1、四种分类法

TLP 包按照请求类型，可分为四个种类的请求，分别是 Memory 型，IO 型，Config 型，Message 型。其中，前三种 TLP 事务都是在 PCI 总线中就有定义的，而 Message 型事务是 PCIe 总线新定义的事务类型。

当一个设备要对另一个设备进行读写操作时，该设备要首先按照事务类型的不同，向对端设备发出相应的 TLP 包，而对端设备在接收到 TLP 包后，通过 Completion 包返回数据或一些

2、三种分类法

TLP 也可以分为 Posted、Non-Posted、Completion 三类

Posted 类事务，事务的发送端设备向接收端设备发出一个请求事务包，接收端在收到事务包后，不用向发送端返回相关信息。

Non-Posted 类事务，事务的发送端设备向接收端设备发出一个请求事务包，而接收端在收到事务包后应当向发送端发回一个完成包（Completion）作为响应。

Completion类事务，针对Non-Posted 类事务的返回类型，能确保正确性。

注意：Non-Posted 请求所对应的 Completion 包，是事务层用于返回相关信息的。

对于每一个 TLP，还有数据链路层的 ACK/NAK 机制确保其正确性， 即每一个 TLP 发出后，数据链路层都必须收到一个 ACK 包确保对端设备的正常收。

这与事务层的 Posted 和 Non-Posted 类型相互独立，互不干涉。

二、事务包结构

可以是三部分（校验可选，由Header部分决定），其中1DW等于32bit

重点：Header 格式

TLP包的具体结构是和Header密切相关的，所以Header的格式十分重要

以下是 Header 中不同字段所表示的简要含义：

Fmt 字段：表示 Header 的长度以及这一个 TLP 是否包含数据。

Type 字段：表示该 TLP 的事务类型。每一种类型的事务包对应不同的 Type 值

 TC 字段：表示传输类别，用于确定 TLP 的优先级。PCIe 最多可以支持 8 个 优先级，即 TC0~TC7。当终端设备不支持虚拟信道时，默认为 TC0.

TD 字段：表示该 TLP 是否使用了摘要字段，即 ECRC。如果 TD=1，则该 TLP 中存在 1DW 的 ECRC。当 TD 为 1，但没有 ECRC 时，该事务包为畸形事务；如果接收端设备不支持 ECRC，则接收方会忽略 ECRC。

Attr 字段：Attr 字段是监听位和排序位，主要是为了兼容一些 PCI 总线的特性。 其中，bit5 位是宽松排序位使能 RO。当 bit5 被置位 1 时，表明该 TLP 支持宽松排序，P 事务包可以超越 CPL，NP 事务包可以超过 P。

EP 字段：中毒字段。当 TLP 经过交换机时可能会产生数据损坏，当交换机探测到数据损坏时，将 EP 字段置位。如果 EP 为 1，则该 TLP 数据无效。但是该事务仍然会被正常传输。

AT 字段：表示地址类型是否需要转码。

Length 字段：TLP 有效载荷的长度，即数据长度。长度的单位为 DW（双字 节），最长不超过 1024DW（4kb），其中 00_0000_0000b 表示 1024DW。

Last DW 和 1st DW 字段：这是两个字节使能字段。由于 PCIe 规定中包的长度必须是与 DW 对齐的，即在 PCIe 规范中，事务包的大小必须是 DW 的整数倍， 因此第一个 DW 和最后一个 DW 可能会出现无效数据位。这些 bit 与数据字节的第 一位和最后一个 DW 进行对应，表示 DW 中有效数据的字节位。

Tag 字段：这一字段用来表示事务序号，用来对 PCIe 事务进行区分和识别。 当发送端发出一个需要完成包的 NP 类型 TLP 时，接收方需要返回一个完成 TLP。 完成包的 Tag 字段与请求 TLP 的 Tag 字段相同。

请求者 ID 字段：这一字段用来识别发送设备，包括了发送方的总线号、设备 号、功能号。

Byte8~15 为 64 位地址字段，4DW的Header；如果只有32 位地址（Byte8~11），则3DW 的 Header。