F5-M3 批4c NvmeBlockDevice(IBlockDevice 适配)+ main.cpp 注册(并存)

日期:2026-07-06 · 分支:feat/f5-nvme-virtio(接批4b 6c88c1c) 范围:NvmeBlockDevice(IBlockDevice 适配,抄 AHCIBlockDevice)+ main.cpp Step 21a 注册(并存:生产 rootfs 仍 AHCI)+ test_nvme NvmeBlockDevice round-trip 机制测。批4c 让 NVMe 能作 IBlockDevice 喂 Ext2 / perf。

成果

• NvmeBlockDevice(nvme_block_device.hpp/cpp):IBlockDevice 适配 NVMe namespace。持单 4KB DmaBuffer(像 AHCIBlockDevice);read_blocks/write_blocks memcpy 桥接 caller buf ↔ DMA buf,调 NvmeController::read/write_blocks;>4KB 拒绝(单页 PRP1,PRP list 留 follow-up);block_count/block_size 从 Identify Namespace(nsze / lba_size)。
• main.cpp Step 21a:并存注册 NVMe 控制器(init + enable + identify_namespace + create_io_queues + init_msi_x)+ NvmeBlockDevice::create(static)。生产 rootfs 仍 AHCI(init.cpp Ext2 用 AHCIBlockDevice);NVMe 是独立第二盘(批5 perf 用)。
• 机制测:test_nvme 加 NvmeBlockDevice round-trip(slba=2,避开批4b slba=0;write pattern → read → byte-exact)。两 leg PASS。

接入缝

• IBlockDevice(block_device.hpp):read_blocks(block, count, void*) / write_blocks / flush / block_count / block_size。buf 是 void*,实现内部 DMA 映射。
• AHCIBlockDevice(F1-M4)同模式:持单 4KB DmaBuffer + memcpy + >4KB 拒绝。NvmeBlockDevice 照抄。
• Ext2(ext2.hpp:55 Ext2(IBlockDevice*))零改——NVMe 造 NvmeBlockDevice 传 Ext2 构造即可(批5 切盘)。
• main.cpp Step 21(行 237 static AHCI ahci)+ init.cpp:54-55(AHCIBlockDevice::create → Ext2)。NVMe Step 21a 插 AHCI 后、e1000 前。

Polling 模式(延续批4a mask_all)

• init_msi_x 末尾 mask_all(批4a 防 test kernel LAPIC 污染)。production main.cpp 走同路径(Step 17 switch_to_apic 后 init_msi_x 仍 mask_all)。
• NVMe 跑 polling(io_submit 轮询 IO Cq),不发 MSI。ISR(nvme_irq_stub, IDT[0x41])已 install(批4a irq_handlers.cpp)但不触发。
• unmask(真异步 IRQ)留 follow-up(批5 perf 若要中断驱动;现 polling 够)。

验证

• 全量 cmake --build build:production main.cpp Step 21a 编译过(BUILD OK)。
• run-kernel-test-all 两腿 1844/0(NvmeBlockDevice round-trip OK 两腿)。
• production boot(GUI make run)留用户自启验证(memory 铁律:GUI 用户启动,Claude 只准备环境):Step 21a 应不 panic + 打 [NVMe] NvmeBlockDevice ready (nsze=2048 lba_size=512)。

下一步

• 批5:perf NVMe vs AHCI gcc/g++ I/O 对比(基线 ~6.2s gcc / ~7.4s g++)。切 gcc rootfs 到 NVMe 盘(NvmeBlockDevice → Ext2)+ 加 accessor。收官 note + ROADMAP ✅。
• follow-up:PRP list(多 block,>4KB);NVMe Admin Flush(opcode 0x09)真 flush;unmask MSI-X + 真 async IRQ(production 中断驱动,若 perf 需要)。