本文主要是介绍Nvme协议第三章 Controller Registers，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
控制器寄存器位于MLBAR/MUBAR寄存器（PCI BAR0和BAR1）中，该寄存器应映射到支持有序访问和可变访问宽度的内存空间。host主机通过访问虚拟内存的方式访问该部分寄存器。
注：访问过程只能一次访问一个寄存器，不能多个访问。
寄存器如下：
1 Offset 00h:CAP
注意type类型以及bit位。MPSMAX和MPSMIN只是设置一个最大最小范围，具体实际的配置还是需要使用CC.MPS设置。（下图是nvme驱动code（Linux-6.8.8）调用read接口读bar空间 cap信息）
全局搜索了下code，用到ctrl->cap的地方：
nvme disable controller时候，等待CSTS_RDY状态变化，cap有一项timeout项，需要读取timeout时间，此时间可以理解为一个上限时间，不能超过此时间。通常是以500ms为一个单位。
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在驱动nvme enable ctrl内：
1 首先读取bar空间CAP，写入到本地ctrl->cap
2 获取dev page min；
3 CSS支持情况，协议定义如下：
4 关于ctrl->ctrl_config配置，放到后面详细说明。这里配置了ctrl_config，然后写入到nvme register。
5 重新读取cc reg，然后cap reg重读一次（这里暂时没理解到为什么cc写入一次，会影响到cap）
6 超时判断，如果&NVME_CAP_CRMS_CRWMS为真，那么需要读取Controller Ready timeout
定义：NVME_REG_CRTO = 0x0068, /* Controller Ready Timeouts */
7 开启cc enable
8 超时等待，等待NVME_CSTS_RDY状态转变。
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此函数是mps转换sector。
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当admin命令queue create完成，执行nvme_init_ctrl_finish函数。
1 读取SSD FW版本，即：
2 读取admin queue entry size：表明单个queue支持的最大entry个数。
3 读取NSSRS：是否支持子系统
4 identify和configuration设置。（后序再详细解析）
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扫描NS信息。NVME_CAP_CRMS_CRIMS
nvme协议上对59bit和60bit是reserved，但是nvme驱动里面代表什么含义？
2 Offset 08h: VS – Version
当admin AQA等信息全部设置完成，可以create admin命令后，执行nvme_init_ctrl_finish函数，读取SSD 版本信息。
3 Offset 14h: CC – Controller Configuration
3.1 CC.EN
在CC.EN =1之前，host应该设置：CC.AMS 、CC.MPS、CC.CSS。
如果在初始化CC.IOCQES和(CC.IOSQES之前去创建IO queue，那么会造成controller去终止创建IO CQ和IO SQ，并返回一个无效状态（status code of Invalid Queue Size）。
当SQ doorbell tail写入成功后，EN应该设置为1。
当EN被清空为“0”时，控制器不得处理命令，也不得将CQ entry写入到CQ queue里面。
当EN状态从1->0时候，controller被重启。删除所有的IO queue（SQ和CQ），复位Admin SQ和CQ queue，硬件处于idle状态。controller级别重启并不影响到PCI寄存器设定和AQA ASQ ACQ的设定。但是其他相关联的，在bar空间（本章节就是bar空间寄存器定义，应该可以这样理解）恢复成默认状态。
controller应该确保在重启操作之前，已经发送到nvme设备的命令，数据没有丢失（需要SSD PLP掉电保护机制来保证），并收到cpl msg到CQ。
当EN被清空为0时候，一旦controller准备好重新启用，CSTS.RDY 被controller清空为0；
当EN=1时候，如果controller准备好处理命令，CSTS.RDY 被controller设置为1。
以下两个情况导致未定义结果：
CSTS.RDY=1时，EN状态从0->1过程中；
CSTS.RDY=0时，EN状态从1->0过程中；
另外：AQA ASQ和ACQ只能在EN=0情况下进行修改。
查看Linux内核code，驱动中关于CC.EN设置：
nvme_disable_ctrl函数内部,设置EN=0，用于shutdown流程。
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nvme_enable_ctrl函数如上CAP的描述，设置EN=1。
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函数是表面此刻continue是否正在处理cmd。必须在EN=1才有效。
3.2 CC.CSS
CC.CSS是为了IO SQ选择使用的命令集。host应该选择一个支持的命令集，并且只能在CC.EN =0情况下修改，这个改动应该适用于正在使用的所有IO SQ。(主要关注nvme命令)
3.3 CC.MPS
MPS是设置host page size，但是范围只能在[CAP.MPSMIN，CAP.MPSMAX]。
关于CC.AMS、CC.SHN、CC.IOSQES、CC.IOCQES如上，依然写入到ctrl->ctrl_config。
3.4 CC.AMS
选择仲裁机制，也需要在EN=0情况下设置。
3.5 CC.SHN
用于设置 shutdown notification。host应该在PCI power management state改变或者下电发生前进行设置。
发生warm reboot时候，需要重新配置（关于reboot类型 如cold warm等，可以单独分析）；
特别注意：当SHN改变成01b或者10b时候，其他位域可能会改变。
3.6 CC.IOSQES
用于定义IO命令集可以保存多少个SQ entry。
3.7 CC.IOCQES
用于定义IO命令集可以保存多少个CQ entry 。
驱动内部定义CC IOSQES= 6 << 16 = 0x60000；IOCQES= 4 << 20 = 0x400000。
这篇关于Nvme协议第三章 Controller Registers的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
