解析 NVM Express - 透過Linux OS 解析M.2 NVMe SSD

在之前，我撰寫了三篇有關NVMe的文章 ，分別是"原理NVM Express - NVMe Submission Queue & Completion Queue (SQ & CQ)"、"原理NVM Express - Admin Command Set"和"原理NVM Express - NVM Command Set"，只要有了這三篇的基本知識，我們就有足夠的能力可以去解析我們主機板上任何一個M.2 NVMe device的一些資訊和如何操作它。接下來這篇文章會使用x86系統並安裝Ubuntu OS，然後隨意安裝市面上的一款M.2 NVMe SSD到主機板上，透過Linux command line的方式來解析此M.2 NVMe SSD的能力和如何透過I/O command去讀寫namespace，並且提供一些在Linux中非常實用的CLI。

原理NVM Express - NVM Command Set

在NVM subsystem中，可能會存在多個controllers，每一個controller可能會去存取某些特定namespace。Namespace由多個logical blocks所組成，而logical blocks是controller存取data的最小單位。而一個logical blocks的size為何，可以為512 bytes, 1 KiB, 4 KiB…等，主要透過Identify command的Identify Namespace data structure(INDS)的內容可以得知，單位為bytes。

原理NVM Express - Admin Command Set

根據上一篇文章原理NVM Express - NVMe Submission Queue & Completion Queue (SQ & CQ)，介紹了Host Software和Controller是如何透過Submission Queue和Completion Queue來溝通，而且還有提到Admin Queue和I/O Queue的差別，接下來的篇幅將會詳細介紹提交到Admin Queue的Command Set。

原理PCI Express - LTSSM Equalization狀態機推演

在之前，我撰寫了一篇簡介PCI Express: Link Training and Status State Machine( LTSSM 狀態機 )介紹有關LTSSM中各個state的作用和另外一篇原理PCI Express - LTSSM 狀態機推演 "Detect -> Polling -> Configuration -> L0推演了LTSSM如何從Detect state轉移到L0 state。接下來這篇文章，將會介紹Equalization的作用、規則、升速和LTSSM的推演。

原理PCI Express - LTSSM 狀態機推演 "Detect -> Polling -> Configuration -> L0"

在之前，我撰寫了一篇介紹PCIExpress: Link Training and Status State Machine(LTSSM)介紹有關LTSSM中各個state的介紹，接下來這篇文章會推演兩個端點之間的LTSSM是如何從Detect state演進到L0。PCIe的優點就是point-to-point interconnects(點對點的連接)，所以就算系統上由多層PCIe bus所構成，每個component只要負責與他對面的component之間的link negotiation就可以了，大大的降低複雜程度。

原理NVM Express - NVMe Submission Queue & Completion Queue (SQ & CQ)

NVM Express，又簡稱NVMe，他提供了Host Software與non-volatile memory之間的介面規範，讓兩者搭起溝通橋梁，同時提供了優化SSD的方法及標準，並且充分運用PCIe的高頻寬，使得存取速度大幅的提升。本篇文章是基於NVMe Base Specification 1.4c版本的觀點去撰寫，相關的spec可以在NVMe協會網站上取得。

簡介PCI Express: Link Training and Status State Machine( LTSSM 狀態機 )

PCIe LTSSM，全名為Link Training and Status State Machine，主要是用在PCIe中Physical Layer Link的初始化與設置，讓device之間建立起溝通橋梁。整個LTSSM狀態機總共有11個state，每個state又可以分為多個substates，所以整個狀態機的跳轉可以說是非常的錯綜且複雜且完善，此篇主要是前情提要，介紹一些名詞，之後會在用另外一個篇幅講解實際兩個PCIe Device LTSSM是如何運做的(更新:連結如下)。

原理PCI Express - LTSSM 狀態機推演 "Detect -> Polling -> Configuration -> L0"

原理PCI Express - LTSSM Equalization狀態機推演