F5-M3 批4b NVM Read/Write(单页 PRP1)+ IO queue 接通

日期:2026-07-06 · 分支:feat/f5-nvme-virtio(接批4a dcf4b42) 范围:NVM Read(opcode 0x02)/ Write(0x01)单页 PRP1 + io_submit helper(IO queue 轮询)+ read/write round-trip 机制测。批4b 让 NVMe 真能读写盘。

成果

• io_submit helper:提交 IO SQ[qid=1] + doorbell + 轮询 IO Cq phase(镜像 admin_submit,改用批4a 建的 IO SQ/CQ + IO doorbell)。
• nvm_io helper:构造 NVM Read/Write 命令 + io_submit。失败打 opcode/nsid/slba/nlb/status。
• read_blocks/write_blocks:nvm_io 包装(opcode 0x02/0x01)。
• 机制测 round-trip:write_blocks(1, slba=0, nlb=1) 写 pattern 0xA5^(i&0x1F) → read_blocks(1, 0, 1) 读回 → byte-exact 比对。两 leg Read/Write round-trip: 512 bytes OK。

NVM Read/Write 命令格式(NvmeRwCmd,QEMU hw/nvme/nvme.h 权威)

• cdw10 = SLBA[31:0],cdw11 = SLBA[63:32](64-bit 起始 LBA)。
• cdw12[15:0] = NLB-1(0-based;QEMU nlb = le16_to_cpu(rw->nlb) + 1)。
• cdw12[31:16] = control(PRINFO/FUA 等,默认 0)。
• dptr = PRP1(cmd.prp1)+ PRP2(cmd.prp2)。

PRP 规则(QEMU nvme_map_prp,hw/nvme/ctrl.c:876)

• trans_len(第一 PRP 长度)= page_size - (prp1 % page_size);PRP1 可带页内 offset。
• 数据 ≤ 1 页:只用 PRP1(PRP2 不看)。
• 数据 1..2 页:PRP2 是单个页地址(必须页对齐,无 offset)。
• 数据 > 2 页:PRP2 指向 PRP List(4KB 页,最多 512 PRP 条目,每条页对齐)。
• 批4b 只支持单页传输(nlb*lba_size ≤ 4096,PRP1=buf、PRP2=0)。PRP list(多 block)留批4c NvmeBlockDevice 需要时加。

验证

• run-kernel-test-all 两腿 1844/0(test_find_and_map 两腿 PASS,Read/Write round-trip: 512 bytes OK 两腿)。

下一步

• 批4c:NvmeBlockDevice(IBlockDevice 适配,抄 AHCIBlockDevice)+ main.cpp Step 21c 注册(并存:NVMe 独立盘,生产仍 AHCI)+ ISR install + switch_to_apic + unmask MSI-X + PRP list(多 block 读)。
• 批5:perf NVMe vs AHCI gcc/g++ I/O 对比(基线 ~6.2s gcc / ~7.4s g++)+ 收官 note + ROADMAP ✅。