【博文连载】PCIe扫盲——PCIe错误定义与分类

前面的文章提到过，PCI总线中定义两个边带信号（PERR#和SERR#）来处理总线错误。其中PERR#主要对应的是普通数据奇偶校检错误（Parity Error），而SERR#主要对应的是系统错误（System Error）。具体如下：

·         普通的数据奇偶校检错误——通过PERR#报告

·         在多任务事务（Multi-task Transaction，又称为Special Cycles）时的奇偶校检错误——通过SERR#报告

·         地址和命令的奇偶校检错误——通过SERR#报告

·         其他错误——通过SERR#报告

一个简单的例子如下图所示：

PCIe作为一种高速串行总线，取消了PCI总线中的这两个边带信号，采用错误消息的方式来实现错误报告。但是，在软件层面上，PCIe仍是兼容PCI总线的，具体后面会详细描述。

在PCIe总线的错误报告机制中，有如下四个比较重要的概念：

·         错误检测（Error Detection）：指的是检测某个错误是否存在的过程。

·         错误登记（Error Logging）：指的是将相关寄存器（配置空间中的）的对应为置位，以等待软件中的相关错误处理程序来处理该错误。

·         错误报告（Error Reporting）：通知系统某个（或多个）错误发生了。在PCIe总线中，发生错误的设备会通过错误消息（Error Message）逐级将错误信息发送至Root，Root接收到错误消息后，会产生对应的中断通知系统。

·         错误发送（Error Signaling）：指的是通过发送错误消息（或者带有UR，CA的Completion和Poisoned TLP）来传递错误信息的过程。

注：“带有UR，CA的Completion”在前面的文章中介绍过，不熟悉的可以回顾一下。“Poisoned TLP”是PCIe总线错误报告机制中的Error Forwarding的方式，具体会在后面详细介绍。

PCIe总线Spec定义了两个错误报告等级。第一个为基本的（Baseline Capability），是所有PCIe设备都需要支持的功能。第二个是可选的，称之为高级错误报告（Advanced Error Reporting Capability）。

在基本的错误报告机制中，有两组相关的配置寄存器（配置空间中），分别为：

·         兼容PCI总线的寄存器（PCI-compatible Registers）

·         PCIe总线中新增的寄存器（PCI Express Capability Registers）

高级错误报告机制（AER）中，又使用了一组专用的配置寄存器（配置空间中）。借助AER可以获得更多的错误信息，有助于软件定位错误源和分析错误原因。

PCIe总线的错误可以分为（Correctable Errors）和不可校正错误（Uncorrectable Errors）。其中，可校正错误可以自动地被硬件识别并被自动的校正或恢复。而不可校正错误又被分为非致命的（Non-Fatal）和致命的（Fatal）。非致命的错误一般有设备驱动软件（Device Specific Software）直接处理，且链路（Link）可恢复，甚至链路上的数据有可能得到恢复（不丢失数据）。致命的错误只能由系统软件（System Software）处理，且一般需要进行复位等操作，因此链路上的数据必然会丢失。