【博文连载】PCIe扫盲——PCIe总线事务层入门（二）

前面的文章介绍了TLP的几种类型以及TLP的包结构。这篇文章来详细地聊一聊Non-Posted Transaction（包括Ordinary Read、Locked Read和IO/Configuration Writes）与Posted Writes（包括Memory Writes和Message Writes）。

Non-Posted Transaction

o   Ordinary Reads

下图显示的是一个Endpoint向System Memory发送读请求（Read Request）的例子。

在这个例子中，Endpoint的读请求通过了两个Switch，然后到达其目标，即Root。Root对读请求的包进行解码后，并从中识别出操作的地址，然后锁存数据，并将数据发送至Endpoint，即包含数据的Completion包，ClpD。需要注意的是，PCIe允许每个包的最大数据量（Max Data Payload）为4KB，但实际上经常需要发送大于4KB的数据。因此，常常一个读请求会对应多个ClpD，即将大于4KB的数据分成多个包发送。如果遇到错误，则Root会通过Completion包告知相应的Endpoint。

注：Root向发送请求的Endpoint发送Completion包，是通过Request包中的BDF信息（Bus，Device和Function）进行查找对应的Endpoint的。关于BDF，会在后面的文章详细地介绍。

o   Locked Reads

Locked请求实际上是PCIe为了兼容早期的PCI总线而设置的一种方式，对于非PCI兼容的设计中，是不允许使用Locked操作的。并且也只有Root可以发起Locked请求操作，Endpoint是不可以发起Locked请求操作的。下图显示的是一个简单的Locked Read请求操作：

Locked Read主要用于支持一种叫做Atomic Read-Modify-Write操作，这是一种高优先级且不可被打断的操作。主要用于测试链路状况等任务（针对PCI设备，PCIe设备禁止使用Locked操作）。此外，Locked操作采用的是目标存储寻址（Target Memory Address）来寻找Legacy Endpoint（PCI设备），而不是采用前面介绍的BDF。

o   IO/Configuration Writes

下图是一个Non-Posted IO写操作的例子。和Locked操作一样，IO操作也是为了兼容早期的PCI设备，在PCIe设备中也是不建议使用。

Posted Writes

o   Memory Writes

前面的文章有所提及，PCIe中的Memory写操作都是Posted的，因此Requester并不需要来自Completer的Completion。一个简单的Memory Writes例子如下图所示：

因此没有返回Completion，所以当发生错误时，Requester也不会知道。但是，此时Completer会将错误记录到日志（Log），然后向Root发送包含错误信息的Message。

o   Message Writes

和其他的几种类型不太一样，Message支持多种Routing方式。比如Requester可以将Message发送至一个指定的Completer，但是不管指定的Completer是不是Root，Root都会自动的收到来自任何一个Endpoint发送的Message。此外，当Requester是Root的时候，Requester还可以向所有的Endpoint进行广播发送Message。

不得不说，Message机制的提出帮助PCIe总线省去了很多PCI总线中的边带信号。PCI中很多用于中断、功耗管理、错误报告的边带信号，在PCIe中都通过了Message来进行实现了。