队列模型 - 📘 一、命令结构概览（Figure 87） (第104页)
我们现在对 NVM Express® Base Specification, revision 2.0b 第 93 页 的内容进行中文深入解析与教学讲解。这页主要介绍 通用命令格式（Common Command Format） 中的数据传输字段，尤其聚焦在 PRP / SGL 的寻址方式、MPTR（Metadata Pointer） 和 DPTR（Data Pointer） 的定义与行为。
📘 一、命令结构概览（Figure 87）
| 字节范围（Bytes） | 字段名 | 描述说明 |
|---|---|---|
| 03:00 | CDW0 | 包含了 PSDT、FUSE、Opcode 等基础字段（详见 Figure 86） |
| 07:04 | NSID | 命名空间标识符（详见前页） |
| 11:08 | CDW2 | 命令特定字段（可选） |
| 15:12 | CDW3 | 命令特定字段（可选） |
| 23:16 | MPTR（Metadata Pointer） | 元数据地址指针，行为依赖于 PSDT 的设置 |
| 39:24 | DPTR（Data Pointer） | 命令所用数据的地址指针，包括 PRP 或 SGL 格式 |
| 43:40 | CDW10 | 命令特定字段（可选） |
| 47:44 | CDW11 | 命令特定字段（可选） |
🧩 二、MPTR（Metadata Pointer）字段详解
MPTR 用于提供命令所需的元数据地址。其行为由 CDW0.PSDT 字段的值决定：
✅ 情况 1：PSDT = 00b（使用 PRP）
- MPTR 指向一段连续的物理元数据缓冲区
- 地址需要 dword 对齐（低两位
00b） - 控制器不强制检查对齐，但可能返回
Invalid Field in Command - 若未报错，将默认低位为
00b
✅ 情况 2：PSDT = 01b（使用 SGL，MPTR 指向物理元数据缓冲区）
- MPTR 同样指向连续物理缓冲区，对齐要求由 Identify Controller 中的
SGLS[17]决定
✅ 情况 3：PSDT = 10b（SGL segment）
- MPTR 指向一个只包含 一个 SGL 描述符 的 segment
- 地址需 qword 对齐（低三位
000b） - 描述符如果是 SGL Data Block，即可表示全部元数据的传输
- 控制器可选是否强制检查对齐
📦 三、DPTR（Data Pointer）字段详解
DPTR 是数据传输的核心字段，它的结构依据 PSDT 的不同而不同。
✅ 情况 1：PSDT = 00b → 使用 PRP（适用于 NVMe over PCIe）
📍PRP1：
- 第一个页面地址或 PRP List 指针
📍PRP2：
- 用于两种情况：
- 数据跨越一页时 → 指向第二页
- 数据跨越多页时 → 是 PRP List 的地址指针
PRP 地址使用规则：
| 情况 | PRP2 行为 |
|---|---|
| 数据 ≤ 1 页，无偏移 | PRP2 保留 |
| 数据 = 1 页，有偏移 | PRP2 是第二页地址 |
| 数据 = 2 页，PRP1 offset = 0h | PRP2 是第二页地址 |
| 数据 ≥ 2 页，有 offset | PRP2 是 PRP List 指针 |
| 数据 ≥ 2 页，offset = 0h | PRP2 是 PRP List 指针 |
✅ 情况 2：PSDT = 01b 或 10b → 使用 SGL
- DPTR 被解释为：
- SGL Entry 1 (SGL1)：表示第一个 SGL segment
- 若为 SGL Data Block / Keyed SGL Block / Transport SGL → 可描述完整传输
- 若不够用 → 使用 SGL Segment 或 Last Segment 继续扩展（参见 §4.1.2）
📌 SGL 描述符类型与 Transport 实现有关，可参阅 NVMe Transport binding specification 获取每种传输（如 TCP、RDMA）的支持列表。
📘 四、数据传输模式小结对比（PRP vs SGL）
| 比较项目 | PRP 模式（00b） | SGL 模式（01b / 10b） |
|---|---|---|
| 适用场景 | NVMe over PCIe（Admin / I/O） | Fabrics 环境下必须使用 |
| 寻址方式 | 基于页对齐 | 可表示任意内存布局（支持段结构） |
| 支持元数据传输 | 使用 MPTR | 使用 MPTR（可扩展为 SGL segment） |
| 对齐要求 | PRP1 / PRP2 均需页对齐 | SGL 地址需按类型进行对齐 |
| 灵活性 | 适合页内数据块传输 | 更强（适合分散数据） |
🧠 五、总结与关键点
| 字段 | 核心用途 | 依赖字段 | 特别注意事项 |
|---|---|---|---|
| MPTR | 指向元数据 | PSDT | 对齐要求：dword / qword / SGL 定义依赖 PSDT 值 |
| DPTR | 指向数据 | PSDT | PRP or SGL 互斥，PRP1/2 和 SGL1 定义互斥使用 |
| PRP1/2 | 页面级寻址 | PSDT=00b | 跨页数据用 PRP2 或 PRP List 表示 |
| SGL1 | 灵活描述数据段 | PSDT=01b/10b | 支持嵌套 segment，适用于复杂数据结构 |
如果你希望进一步解析：
- SGL 描述符的结构与类型定义（§4.1.2）
- PRP List 的具体结构、跨页链表机制
- 如何在实际命令中设置 MPTR / DPTR 字段进行高效数据传输
我可以继续带你逐步拆解。你希望我们下一步深入哪一部分？