NVMe配置空间寄存器

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NVMe基于PCIe协议，因此也必须满足PCIe协议的基本要求。
NVMe (Over PCle)寄存器，主要分为两类：

• PCle配置空间寄存器
• NVMe控制器寄存器（PCIe内存空间）

本节主要介绍，NVMe设备的配置空间组成，比如PCI Header、PCI Capabilities和PCI Express Extended Capabilities，并且还有NVMe设备的附加要求。

NVMe设备必须具备的基础PCIe Capability，如下所示：

可以看到有，1个PCI Header，4个Capability，1个Extended Capability，接下来，我们详细介绍。

1 PCIe Capability组织结构

PCIe的配置空间为4KB：

• 0~256B是PCI空间（PCI Compatible Space），用于存放PCI Header和Capability。
• 256~4KB是PCIe扩展空间（Extended Configuration Space），用于存放Extended Capability。

Capability组织结构，如下所示：

Extended Capability组织结构，如下所示：
第一个Extended Capability，默认从100h偏移位置开始放置。

2 PCI Header

PCI配置Header(64B，00h~3Ch)具有固定的格式，主要有两种：Type0和Type1。

• Header Type为Type0，表示Endpoint（Agent）的Configuration Space；
• Header Type为Type1，表示Switch或Bridge的Configuration Space。

NVMe控制器是以Endpoint形式，挂接在PCIe Port下，因此配置空间为Type0类型，如下所示：

Header中各个寄存器的含义，如下所示：

3 PCI Power Management Capabilities

PCI Power Management Capabilities用于电源管理，该能力必须实现。
PCI Power Management Capabilities由Capability ID、Capabilities、Control and Status三部分组成。
至于每个寄存器具体含义，可参考NVM Express 1.1a协议规范，这里不再赘述。

4 Message Signaled Interrupt Capability (Optional)

Message Signaled Interrupt Capability用于支持MSI中断，这是可选的能力，一般情况使用MSI-X居多。
寄存器具体含义，参考NVM Express 1.1a协议规范。

5 MSI-X Capability (Optional)

MSI-X Capability用于支持MSI-X中断，虽然是可选能力，但大多数SSD都会采用MSI-X方式上报中断。
寄存器具体含义，参考NVM Express 1.1a协议规范。

6 PCI Express Capability

PCI Express Capability包含设备能力、设备控制、设备状态、Link能力、Link控制、Link状态等，是必须实现的能力。
需要注意的是Device Control 2寄存器，可通过改变它来设置链路超时时间（SSD侧认为的），一般Host侧的超时时间是37~50ms。
寄存器具体含义，参考NVM Express 1.1a协议规范。

7 Advanced Error Reporting Capability (Optional)

Advanced Error Reporting Capability 可选能力，用于向host报告错误，注意，这个错误是PCIe协议上的错误，而不是NVMe命令执行错误。

此外还有一些其他PCIe Capability，是NVMe规范未提及但会使用的，这取决于NVMe SSD的实现。
寄存器具体含义，参考NVM Express 1.1a协议规范。