PCIE协议-2-事务层规范---事务描述符

2.2.6.1 概览

事务描述符是请求者和完成器之间传输事务信息的机制。事务描述符由三个字段组成：

事务ID：标识未完成的事务
属性字段：定义事务的特征
流量类别（TC）字段：将事务与所需的服务类型关联起来

图2-14显示了事务描述符的字段。注意，这些字段一起显示是为了强调它们作为单个逻辑实体的组成部分之间的关系。这些字段在数据包头标中并不是连续的。

2.2.6.2 事务ID - 事务ID字段

事务ID字段由两个主要子字段组成：请求者ID和标签，如图2-15所示。

PCIe-4.0中引入的10位标签功能将标签字段的总大小从8位增加到10位。两个额外的标签位，Tag[8]（T8）和Tag[9]（T9），在事务层协议头标中与Tag[7:0]位不连续。在本规范的早期版本中，这两个额外的位是保留的。

Tag[9:0]是一个由每个请求者生成的10位字段，对于所有需要该请求者完成的未完成请求，它必须是唯一的。不支持10位标签请求者功能的请求者必须将标签[9:8]设置为00b。

如果"功能"（包括Switch中的）支持16.0GT/s或更高数据速率，则必须支持10位标签完成者功能。如果一个功能支持10位标签完成者功能，它也可以选择性地支持10位标签请求者功能。
指明支持10位标签完成者功能的RC（根复合体）的组成要素必须通过所有作为PCIe请求者目标支持的寄存器和内存区域正确处理10位标签请求；例如，由DMA请求或RCiEPs中的MMIO区域定位的主机内存。
每个表明支持的RP（接收端口）必须处理其入端口接收到的此类请求。
每个表明支持的RCiEP必须正确处理来自支持的内部路径的请求，包括通过RP（接收端口）传来的请求。
如果一个RC包含表明支持10位标签请求者功能的RCiEP，该RC必须通过所有作为那些RCiEP目标支持的寄存器和内存区域正确处理来自那些RCiEP的10位标签请求；例如，DMA请求定位的主机内存或RCiEP中的MMIO（内存映射输入输出）区域。
接收器/完成器必须正确处理8位标签值，无论它们的扩展标签字段使能位（见7.5.3.4节）的设置如何。有关桥接器处理扩展标签的详细信息，请参考PCI Express到PC/PC-X桥接器规范。
支持10位标签完成者功能的接收器/完成器必须正确处理10位标签值，无论它们的10位标签请求者使能位设置如何。见7.5.3.16节。
并未为PCI Express到PCI/PCI-X桥接器设计10位标签功能，它们不应表明支持10位标签请求者功能或10位标签完成者功能。
如果10位标签请求者使能位清除，并且扩展标签字段使能位清除，则每个功能的最大未完成请求数量应限制为32，并且只使用标签字段的低5位，其余的高5位必须为0 0000b。
如果10位标签请求者使能位清除，并且扩展标签字段使能位设置，则最大数量增加到256，并且只使用标签字段的低8位，其余的高2位必须为00b。
如果10位标签请求者使能位设置，则针对单个完成器的最大数量增加到768。请求者被允许在向它认为合适的完成器发送10位标签请求时使用标签字段的所有10位，尽管请求者仍然被允许向其他完成器发送较小标签的请求。以下适用于10位标签能力的请求者，其10位标签请求者使能位已设置：
- 如果一个端点支持向其他端点（而不是主存）发送请求，该端点在向另一个给定的端点发送10位标签请求时，除非通过特定的实现机制确定该端点支持10位标签完成者功能，否则必须不发送10位标签请求。对于某些实现来说，完全不向其他端点发送10位标签请求可能是可接受的。更复杂的机制超出了本规范的范围。
- 如果一个PIO（并行输入输出）请求者具有10位标签请求者能力，请求者决定何时使用10位标签与较小标签的方法超出了本规范的范围。
- 使用10位标签时，有效的标签[9:8]值是01b、10b或11b。标签[9:8]等于00b的10位标签值是无效的，请求者不得生成此标签值。这使得请求者可以确定它收到的本应具有10位标签的完成是否包含无效的标签，这通常是由于完成器不支持10位标签完成者能力造成的。
- 如果请求者向缺乏10位完成者能力的完成器发送10位标签请求，返回的完成（s）将具有标签[9:8]等于00b的标签。由于请求者被禁止为10位标签生成这些标签值，这样的完成将被视为“意外完成”，默认情况下是咨询性非致命错误。请求者必须遵循标准的PCI Express错误处理要求。
- 当请求者将无效的10位标签的完成作为意外完成处理时，原始请求可能会遇到完成超时。如果请求者以某种避免数据损坏的设备特定方式处理完成超时条件，请求者被允许按要求通过标准的PCI Express错误处理机制抑制处理完成超时。
- 如果请求者支持向某些完成器发送10位标签请求，同时向其他完成器发送较小标签请求，则请求者必须尊重较小标签请求的扩展标签字段使能位设置。也就是说，如果该位被清除，则标签字段的低5位可以非零；如果该位被设置，则标签字段的低8位可以非零。
- 如果请求者支持向某些完成器发送10位标签请求，同时向其他完成器发送较小标签请求，则请求者必须确保在任何10位标签请求由缺乏10位标签完成器能力的完成器完成时，没有任何未完成的10位标签可以与未完成的较小标签别名。请参阅本节后面的“同时使用10位标签和较小标签”的实现说明。
- 扩展标签字段使能位的默认值是特定于实现的。10位标签请求者使能位的默认值是0b。
- 如果使用多个未完成的请求发出非唯一的标签值，接收器/完成器的行为是未定义的。
- 如果使用幻影功能号来扩展未完成请求的数量，则幻影功能号和标签字段的组合必须对请求者的所有未完成请求都是唯一的。
- 对于转发请求，Tag[9:8]字段是保留的。
- 对于设置了TH位的转发请求，Tag[7:0]字段被重新用于ST[7:0]字段（详见2.2.7.1节）。对于清除了TH位的转发请求，Tag[7:0]字段是未定义的，并且可以包含任何值。（请参阅表F-1，了解某些供应商定义消息的此规则的例外情况。）
1. 对于清除了TH位的发布请求，Tag[7:0]字段中的值不得影响接收器处理请求。
2. 对于设置了TH位的发布请求，ST[7:0]字段中的值可能会影响完成器处理请求（详见2.2.7.1节）。
请求者ID和标签组合形成一个全局标识符，即层次结构内每个事务的事务ID。
事务ID包含在所有请求和完成中。
请求者ID是一个16位值，在一个层次结构内的每个PCI Express功能中是唯一的。
功能必须捕获所有由功能完成的type0配置写入请求提供的“总线和设备号”，并在由设备/功能发起的所有请求的请求者ID的总线和设备号字段中提供这些号码。建议仅捕获成功完成的请求的号码。

例外：在根复合体中分配给设备的功能号，以及在Switch内分配给下游端口的设备号，可以以特定于实现的方式进行。
请注意，总线号和设备号可能在运行时更改，因此有必要在每次配置写入请求时重新捕获这些信息。
建议针对未实现功能的配置写入请求不影响捕获的总线和设备号。

当Switch代表自己生成请求时（例如，用于错误报告），必须使用与逻辑上与引起请求生成的端口相关联的桥接的主侧相关联的请求者ID（见7.1节）。
在对功能进行初始配置写入之前，该功能不允许启动非转发请求。（需要有效的请求者ID以正确路由生成的完成。）

例外：在软件启动的配置之前，根复杂体内部的功能被允许启动对系统引导设备（s）的访问请求。注意：这个规则和例外与现有的PCl系统初始化和配置模型一致。

每个与设备相关联的功能必须被设计为对配置请求的独特功能号做出响应，该请求针对该设备。注：每个非ARI设备可能包含多达八个功能。每个ARI设备可能包含多达256个功能。
Switch必须在转发请求时不修改事务ID。
在某些情况下，PCI Express到PCI/PCI-X桥接器需要为其从PCI或PCI-X总线转发的请求生成事务ID。

2.2.6.3 事务描述符 - 属性字段

属性字段用于提供额外的信息，允许修改事务的默认处理方式。这些修改适用于系统中处理事务的不同方面，例如：

排序
硬件一致性管理（snoop）

请注意，属性是一些提示，允许对流量处理进行优化。支持的水平取决于特定PCI Express外围设备和平台构建块的目标应用。请注意，属性位2不与位1和0相邻（见图2-17和图2-18）。

2.2.6.4 宽松排序和基于ID的排序属性

表2-9定义了宽松排序和基于ID的排序属性字段的状态。这些属性在第2.4节中讨论。请注意，宽松排序和基于ID的排序属性在位置上不是相邻的（见图2-5）。

Attribute bit[1]对于配置请求、I/O请求、消息标记中断和消息请求（除非特别允许）不适用且必须被清除。

Attribute bit[2]，即IDO（基于ID的排序），对于配置请求和I/O请求是保留的，对于所有内存请求（包括消息信号中断MSI/MSI-X）不是保留的。除非特别禁止，否则对于消息请求不是保留的。只有在设备控制寄存器中的IDO请求使能位被设置时，请求者才被允许设置IDO。

当接收器确定TLP（事务层数据包）是否为畸形数据包时，不应考虑IDO位的值。

只有在设备控制寄存器中的IDO完成使能位被设置时，完成器才被允许设置IDO。完成器不必将请求中的IDO值复制到该请求的完成中。如果完成器启用了IDO，建议完成器为所有完成设置IDO，除非有特定原因不这样做（见附录E）。

支持在根端口之间对等转发TLP的根复合体，不必从入口到出口端口保留IDO位。

2.2.6.5 不监听属性

表2-10定义了不监听属性字段的状态。请注意，不监听属性不会改变事务排序。

对于配置请求、I/O请求、消息标记中断和消息请求（除非特别允许）这个属性不适用且必须被清除。

2.2.6.6 事务描述符 - 流量类别字段

流量类别（TC）是一个3位字段，允许将事务区分为八个流量类别。

结合PCI Express虚拟通道支持，TC机制是实现差异化流量服务的基础要素。每个PCI Express事务层数据包都使用TC信息作为一个在PCI Express结构中端到端携带的不变标签。当数据包在结构中穿越时，这些信息在每个链路和每个交换元件内被用来做出关于适当服务流量的决策。服务的一个关键方面是基于它们TC标签通过相应虚拟通道的数据包路由。第2.5节涵盖了VC机制的详细信息。表2-11定义了TC编码。