CHI属性、参数和广播信号

本文描述CHI协议的properties、parameters、broadcast signals，这些指定了一个interface支持的行为。
作者：谷公子

1. Interface properties and parameters

property用于描述一种能力，如果一个property没有声明，那么认为是False的，即不支持。
用于指定interface行为的properties和parameters有：
Atomic_Transactions：
Atomic_Transactions property用于指示一个component是否支持Atomic transactions：

• 如果没有指定或者为False，Atomic transactions不支持；
• 为True，Atomic transactions支持；

支持Atomic transactions的组件必须支持所有的Atomic transactions，然而，不要求支持Atomic transactions的组件支持所有memory types。
Cache_Stash_Transactions：
Cache_Stash_Transactions property用于指示一个组件是否支持Cache Stashing transactions：

• 如果没有指定或设置为False，那么不支持Cache Stashing transactions；
• 为True，支持Cache Stashing transactions。

Direct_Memory_Transfer：
Direct_Memory_Transfer property用于指示一个组件是否支持Direct Memory Transfer transactions：

• 如果没指定或为False，则不支持DMT；
• 为True，支持DMT；
• DMT属性是在HN上为每个RN设置的。

Direct_Cache_Transfer：
Direct_Cache_Transfer property用于指示一个组件是否支持Direct Cache Transfer transactions：

• 如果没有指定或为False，DCT transaction是不支持的；
• 如果为True，支持DCT transactions
• 是由HN-F来决定正确的snoop type。

Data_Poison：
Data_Poison property用于指示是否一个组件支持Posion：

• 如果没有指定或为False，不支持Posion，且DAT packet中不存在Posion域段；
• 如果为True，支持Posion，且DAT packet中存在Posion域段。

Data_Check：
Data_Check property用于指示是否支持Data Check：

• 如果没有指定或为False，不支持Data Check，且DAT packet中不存在DataCheck域段；
• 如果设置为Odd_Parity，则支持Data Check，且DAT packet中存在DataCheck域段。

CCF_Wrap_Order：
见博文《CHI协议层》的介绍。

Req_Addr_Width：
Req_Addr_Width parameter指示了一个组件支持的最高物理地址physical address：

• 该参数的合法值为44~52；
• 当Req_Addr_Width参数没有指定，默认值为44；

NodeID_Width：
NodeID_Width parameter用于标识一个组件的NodeID域段的宽度，它决定了系统中NodeID的最大允许值：

• 所有相关的NodeID域段宽度都要统一；
• NodeID_Width的合法值为7~11；
• 如果NodeID_Width没有指定，默认值为7。

Data_Width：
Data_Width parameter用于标识一个组件的DAT通道的packet支持的data width：

• Data_Width的合法值为128,256,512；
• 当Data_Width没有指定时，默认值为128。

Enhanced_Features：
Enhanced_Features property标识CHI协议中其它features的组合，这些特性没有明确的property或parameter：

• 如果Enhanced_Features property为True，组件支持下面的enhanced features：1. Data return from SC state. 2. I/O Deallocation transactions. 3. ReadNotSharedDirty transaction. 4. CleanSharedPersist transaction. 5. Receiving of Forwarding snoops；
• 如果没有指定或为False，组件不支持没有明确定义的property和parameter的enhanced features。

2. Optional interface broadcast signals

CHI协议包含三组额外的pins管脚，用于决定在ICN上是否将一些特定transactions组进行广播。这些管脚在RN到ICN和ICN到SN接口上可选。这三组额外的broadcast管脚是：

• BROADCASTINNER and BROADCASTOUTER.
• BROADCASTCACHEMAINTENANCE and BROADCASTPERSIST.
• BROADCASTATOMIC.

如果一个组件在interface上实现了这些信号管脚，那么必须确保在Reset释放后，这些信号的值是稳定不变的。
BROADCASTINNER和BROADCASTOUTER分别决定了inner和outer domain transactions是否需要广播。CHI协议要求这两个管脚的值必须一样，当设置为0的时候，inner和outer transactions的所有transactions都必须广播，除了Cache Maintaintenance Operations(CMO)。
BROADCASTCACHEMAINTENANCE和BROADCASTPERSIST接口信号用于有效维护ICN中的downstream caches。该broadcast用于：

• BROADCASTCACHEMAINTENANCE：1. 置位时，为了维护downstream caches，CMO transactions必须要超过interface被广播至下游；如果BROADCASTPERSIST没有置位，CleanSharedPersist必须要转为CleanShared后，才能广播到下游downstream caches；2. 没有置位时，是否要broadcast Persist CMO(CleanSharedPersist)超过interface是取决于BROADCASTPERSIST信号。
• BROADCASTPERSIST：1. 置位时，为了维护downstream caches，CleanSharedPersist必须超过ICN被广播；该要求和BROADCASTCACHEMAINTENANCE信号值互相独立；2. 没有置位时，是否需要将Persist CMO广播超过ICN至downstream cache取决于BROADCASTCACHEMAINTENANCE的值，但即时可以广播，也必须转为CleanShared。

这些信号在RN连接到ICN接口上，在RN上是输入信号，ICN是输出信号；在ICN连接到SN接口上，在ICN上是输入信号，在SN上是输出信号。
表1为这些broadcast信号的含义。
BI ： BROADCASTINNER.
BO ： BROADCASTOUTER.
BCM ： BROADCASTCACHEMAINTENANCE.
BP ： BROADCASTPERSIST.
表1 CMO broadcast at the interface with unspecified BI and BO

BROADCASTATOMIC：

• 置位时，interface允许产生Atomic transactions；
• 不置位时，interface不允许产生Atomic transactions；

如果RN不需要使用Atomic transactions，RN不需要增加Atomic transactions功能，即便ICN支持；
如果RN支持atomic operations，但是不包含支持atomic operations的执行，那么它必须支持Atomic transactions。

3. Atomic transaction support

对于Atomic transactions，CHI协议有如下需求。

3.1 Request Node support

如果系统不支持Atomic transactions，Requester必须有能力抑制这些Atomic transactions的产生。Requester可以使用BROADCASTATOMIC来决定atomic transactions是否需要被传输。
如果RN不需要使用Atomic transactions，RN不需要增加Atomic transactions功能，即便ICN支持；
如果RN支持atomic operations，但是不包含支持atomic operations的执行，那么它必须支持Atomic transactions。
如果RN既支持执行atomic operations，也支持发送Atomic transactions，那么：

• 对于Cacheable地址，不管是Snoopable还是Non-snoopable，RN可以在本地执行atomic operation，而不需要在interface上发送atomic transactions。为了达到这个，Requester必须在本地cache获得该地址的数据。

带有cache的Requester在处理访问Snoopable地址空间的Atomic transactions请求时：

• 如果cacheline是Unique态，那么不需要产生一笔atomic transaction，就可以在本地执行atomic operation；
• 如果cacheline是Shared态，但不是Dirty，有以下两种方式：1. 产生ReadUnique或CleanUnique来获取该cacheline的Unique态，然后在本地执行atomic operation；2. 失效掉本地的cacheline，然后通过interface发送Atomic transaction到ICN上；
• 如果cacheline是Shared Dirty态，有以下两种方式：1. 产生ReadUnique或CleanUnique来获取该cacheline的Unique态，然后在本地执行atomic operation；2. 采用WriteBack命令将该cacheline写回memory，无效化本地cacheline，然后通过interface发送Atomic transactions到ICN上；
• 可选的，除了以上各种，Requester允许发送SnoopMe置位的Atomic transaction操作直接访问ICN，ICN会发送一笔Snoop request给该Requester将cacheline失效掉。

3.2 Interconnect support

ICN对于是否支持Atomic transactions是可选的。Atomic_Transactions property用于指示ICN是否支持Atomic transactions。如果ICN不支持的话，那么所有连接到该ICN的RNs都必须配置为不支持Atomic transactions，采用BROADCASTATOMIC可以达到该目的。
对于支持Atomic transaction的ICN，可以在ICN内的任何节点执行atomic operation，包括将Atomic transaction传递给下游SN去执行。
Atomic transactions不需要支持每个地址空间。
如果对于一个Snoopable地址支持Atomic transactions，那么它们必须支持Snoopable地址空间。
如果一个地址不支持atomic transactions，那么必须回error response。
如果Atomic transaction是访问Device设备，那么必须传播给合适的endpoint slave，但如果该slave配置为不支持Atomic transactions，那么ICN对于atomic transactions的访问必须返回error response。
对于Non-snoopable transactions，atomic transactions必须在：1. 对其它agent可见的节点上处理；2. 在endpoint上处理。
对于Snoopable transactions，ICN可以：1. 在ICN内执行atomic operation，这需要ICN执行合适的Read、Write和Snoop transaction来完成Atomic transaction；2. 如果endpoint slave支持处理Atomic transactions，那么ICN可以将atomic transaction传递给Slave，但是ICN在传递transactions给SN之前，仍然必须执行合适的Snoop和Write transaction。

3.3 Slave Node support

SN是否支持atomic transactions是可选的。Atomic_Transactions property用于指示SN是否支持Atomic transactions。如果对于特定的memory type或地址范围，SN支持atomic transactions，在接收到一笔它不支持的atomic transaction，SN必须返回error response。
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CHI系列篇

• 11.CHI系统一致性接口
• 10.CHI保序

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