我们知道，CHI一定适用于多核的系统中的（好像是废话）。既然是多核系统，就不可避免的要面对一个顺序（order）问题。对于如何保序，CHI协议下了很大的功夫，分为以下几个部分。
- Multi-copy atomicity
- Completion Response and Ordering（用于RN保序）
- Completion acknowledgement （用于RN request和其它RN snoop之间保序）
- Transaction ordering （用于RN和HN之间保序）
我们一个一个来分析，首先是Multi-copy atomicity，协议中是这么写的：
对同一个位置的写操作必须串行化，这就要求必须有一个串行化点POS（一般位于ICN中）对所有的写操作排序；而且这个写操作要被所有的requester观测到，当然有那些不被允许的requester除外（可能由于虚拟化，或安全等原因）；只有当写操作被所有requester观测到以后，才能对该地址的读请求返回数据。
Multi-copyatomicity属于consistency的范畴，这里的mulity-copy指的是多核拷贝，也就是说系统中的n个core都可以对内存系统的某个位置发起写操作。Multi-copyatomicity所要求的就是对于同一个地址的写操作有序。
接下来再看看Completion Response and Ordering，为了保证来自相同或不同agent的事务顺序，协议规定Comp、RespSepData、CompData或Persist响应须遵守如下规则：
- 对于访问Non-cacheable或Device memory的read transaction，RespSepData或CompData响应可以保证对同一端点地址范围的transaction会被任何agent随后的transaction观测到，端点的地址范围取决于具体实现；
- 对于访问Cacheable地址的Read transaction，CompData或DataSeqResp响应可以保证当前的transaction被后续任何agent发送的transactions观察到；
- 对于访问Cacheable地址的Read transaction，RespSepData响应可以保证没有前面的transactions将会发送snoop请求给这个Requester，仅当HN收到该笔read transaction的CompAck之后才允许后面的transactions需要发送snoop请；
- 对于Dataless transaction, Comp响应就可以保证同地址的当前transaction可以被任何agent的后续transactions观察到；
- 对于CleanSharePersist transaction, Comp响应可以保证先前写入同一内存位置的任何数据都是持久的；
- 对于CleanSharedPersistSep transactions, Persist应可以保证先前写入同一内存位置的任何数据都是持久的；
- 对于访问Non-cacheable或Device nRnE或Device nRE的Write或Atomic transactions, Comp或CompData响应可以保证同一端点地址范围的当前传输可以被任何agent的后续transactions观察到；
- 对于访问Cacheable或Device RE的Write或Atomic transactions, Comp或CompData响应可以保证同地址的当前传输可以被任何agent的后续transactions观察到。
第三个是Completion acknowledgement。对于Requester发送的transactions和其它Requester transactions引起的snoop transactions之间的相对顺序是通过Completion Acknowledgment响应来控制的的。
一笔read transaction完成和发送CompAck之间的顺序如下：
- RN-F在收到Comp, RespSepData或CompData, 或RespSepData和DataSepResp两者之后, 才发送CompAck；
- 除了ReadOnce*, HN-F只有在收到CompAck之后，才会发送下一笔同地址的snoop transaction；对于CopyBack transactions, WriteData充当隐式CompAck，因此HN必须等到WriteData之后再发送同地址的snoop transaction；
上述顺序保证了RN-F接收transaction的完成和snoop到同一缓存行的顺序与从HN-F发送的顺序相同。这样可以确保以正确的顺序观察到同一缓存行的事务。
对于RN和HN之间的transaction，如果HN是completer，HN必须能够支持CompAck。SN不需要支持CompAck。
除了Comp响应用于保证一个Requester的多个transactions的顺序，CHI协议也定义了一些机制，用于RN和HN、HN-I和SN-I之间的保序。在一笔request中，RN与HN、HN-I与SN-I，这些对之间的Requester Order是通过Order字段来表示的，Order字段表示transaction需要以下某种形式的排序：
- Request Order：保证从同一个agent发往同一个地址的多笔transactions的顺序；
- Endpoint Order：保证从同一个agent发往同一个Endpoint地址范围的多笔transactions的顺序，包含了Request Order；
- Ordered Write Observation：保证对于同一个agent的一串写操作，会被其它agents以相同的顺序观察到；
- Request Accepted：保证Completer如果接收了该request，则会发送acknowledgement响应；
为了防止REQ通道被拥堵，CHI协议提供了一种request retry机制，当一个request到达completer端，要么被接受，要么发回一个RetryAck响应。Request retry不适用于PrefetchTgt，因为没有对PrefetchTgt来说没有相应的响应。
Requester需要记录发出去的request，如果收到相应的响应，就说明该笔transaction完成，如果收到RetryAck，则需要重发这笔request。
当Completer在没有资源和没有足够存储空间来存放当前的request时，会对Requests进行retry，如果更早的transactions完成并释放资源了，就可以发送PCrdGrant响应允许二次发送命令。当Completer对request进行retry，它需要记录该笔request的来源，也需要决定和记录Protocol Credit的类型，因为后续PCrdGrand的P-Credit type要和RetryAck中的一致。当Completer有资源后，它必须发送通过PCrdGrant响应发送P-Credit给Requester。
retry机制最多支持16种不同的信用类型。允许completer对不同的资源使用不同的信用类型。例如，completer可以对与read transaction关联的资源使用一种信用类型，而对write tansaction使用另一种信用类型。通过使用不同的信用类型，completer可以通过控制哪些重试请求可以再次发送来有效地管理其资源。
Requester可能收到比需要更多的P-Credits，CHI协议没有定义这种场景，但有两种典型的场景是：
- 在第一次发送到收到PCrdGrant之间就把transaction取消掉了；
- 一笔transaction要求随着Qos值的增加多次传输，但是只有一笔完成响应需要；
Requester通过PCrdRetrun返回P-Credit，告知Completer PCrdType分配的资源已经不需要了，任何不需要的P-Credit都需要及时释放掉，不能保留它们以备后续使用。
下面是transaction retry的一个例子：
- Requester发送ReadOnce；
- Completer接收到request，因为当前时刻不能处理这个request，所以发送RetryAck；
- 当completer有了足够资源来处理这笔request，通过PCrdGrant响应返回一个P-Credit；
- Requester重新发送这笔request。
【未完】
作者：老秦谈芯
来源：https://mp.weixin.qq.com/s/pYGxodz1WSKH9j2tOs48tA
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