指令控制模塊由一個指令信息緩存， 一個指令組裝狀態(tài)機和一個 ID 池組成。 指令信息緩存中存放著由系統(tǒng)控制模塊寫入的待處理指令信息； 指令組裝狀態(tài)機獲取緩存的指令信息， 將其組裝成提交隊列條目寫入提交隊列中； ID 池則用于存放可使用的指令 ID。

圖1 NVMe控制器之指令控制轉(zhuǎn)移圖

指令組裝狀態(tài)機狀態(tài)轉(zhuǎn)移如圖 1所示。 系統(tǒng)復(fù)位后， 首先進入 IDLE 狀態(tài)。 在IDLE 狀態(tài)下， 當檢測到指令信息緩存非空時， 表示有新的指令信息需要處理， 跳轉(zhuǎn)到 GET_CMD 狀態(tài)； 當指令信息緩存為空時， 保持 IDLE 狀態(tài)。

在 GET_CMD 狀態(tài)下， 讀取一條緩存中的指令信息， 同時從 ID 池中獲取一個 ID，進入 SEL_SQ 狀態(tài)； 如果 ID 池中的 ID 全部都在被使用， 則保持 GET_CMD 狀態(tài)。

在 SEL_SQ 狀態(tài)下， 根據(jù)讀取的指令信息的指令類型選擇提交條目將要放入的提交隊列。 當指令類型為 Admin 指令時， 選擇 Admin 提交隊列， 當指令類型為 I/O 指令時， 使用輪詢仲裁選擇將要放入的隊列。 然后跳轉(zhuǎn)到 WR_SQ 狀態(tài)。

在 WR_SQ 狀態(tài)下， 將獲取的 ID 和指令信息組裝成為提交條目， 寫入 SEL_SQ狀態(tài)下選擇的隊列。 如果指令涉及數(shù)據(jù)傳輸， 在該狀態(tài)下還要將 ID 和對應(yīng)的 PRP 寫入 PRP 控制模塊。 完成指令的寫入后， 如果指令信息緩存非空， 跳轉(zhuǎn)到 GET_CMD獲取新的指令信息， 否則回到 IDLE 狀態(tài)。

ID 池在復(fù)位時被寫入位寬為 16 比特的連續(xù) ID， 由于實際應(yīng)用中 SSD 處理任務(wù)的性能有限， 所以將 ID 池深度設(shè)置為 1024， 足以滿足常見 SSD 的并發(fā)性能。 在有新的指令信息被組裝成提交條目時， ID 池中的 ID 被讀出； 在接收到新的完成條目時，將完成條目中返回的指令 ID 寫入 ID 池。

對相關(guān)視頻感興趣的，B站搜用戶名： 專注與守望

審核編輯 黃宇