producer and consumer concept ( II )

上一回，我們談到生產者與消費者的關係和資料前後一致性的特性。
在一個系統中，因為存取的動作複雜，產生許許多多不同的死結。因為有人試著把存取的動作規劃出優先順序，減少存取時會發生的死結。
在把優先順序說出來以前，我們要先把存取的動作歸納出基本的含意。然後才能把順序制定出來。
名詞解釋：
PMW: 這是一個posted write的動作。也就是說master 發出一筆 write data到slave。當送出這個動作後，master就不管是否真的會到slave。也就是說master在發出 write data後，就不負有任何的責任。
DRR:這是一個non-posed read的動作。也就是說master發出一筆 read data到slave。當送出這個動作後，master還是繼續等待slave的回覆。也就是說master在發出 read data後，還負對資料回來的責任。
DWR:這是一個non-posed write的動作。也就是說master發出一筆 write data到slave。當送出這個動作後，master還是繼續等待slave的回覆，確保資料是真的被寫到slave。也就是說master在發出 write data後，還負有對正確寫入的責任。
DRC: 這是一個回覆read的動作，也就是如果master有發出一筆 read data 到slave，那他就會等到slave回覆的DRC封包，得到它想要的資料及狀態。
DWC: 這是一個回覆 write 的動作，也就是如果master有發出一筆 write data 到slave，那他就會等到slave回覆的DWC封包，得到它想要的資料及狀態。
Posted: 指 master 送出去的命令後，即失去對它的責任。它有沒有正確到達目的地是別人的責任，不是 master的。
Non-posted:指 master 送出去的命令後，還負有對它的責任。它有沒有正確到達目的地是 master關心的事情。

Fig: system with complex devices.

PCI ordering rule. 

Tab: PCI ordering rule

Row是指隨後而來的的命令。而Col是指先前發出的命令。所以(Col, Row)則是指Col指令排在Row之前。所以我們來看看這個表格。

Rule1: 指(Col 2，Row 1)，指一個PMW和PMW的順序，也就是說兩個相同的posted write指令，後面的posted write是否可以超前posted write。答案是不行。如果接受端對於收到資料是有順序性的，隨便違反順序是會讓系統出錯的。

Rule2: 指(Col 2，Row 2)，指non-posted read是否可以超前posted write，答案是不行。如果這兩筆是指向相同的位址，那non-posted read超前posted write，不就讀到不正確的資料。

Rule3: 指(Col 2，Row 3)，指non-posted write是否可以超posted write，答案是不行。就如同之前提過的生產者與消費者的模型。當生產者寫完資料後，還要把status清除為0。如果清除的動作超前寫入的動作時，此時消費者在讀status時，不就會誤認資料已經寫完，以致於讀到舊的資料。

Rule4: 指(Col 2，Row 4)，non-posted read是否可以超前posted write，答案是不行。就如同rule3一樣，如果把讀status的動作超前生產者的寫入動作，那麼消費者就無法得到從系統中得到正確的訊息，以致消費者就會發生錯誤。

Rule5: 指(Col 3，Row 1)或是(Col 4, Row 1)，指posted write是否可以超non-posted read或是non-posted write。答案是可以的。不超前的話，會有死結產生。請看Fig，如果master1  發出一筆non-posted read到bridge , master3送出一筆non-posted read到bridge，當這兩筆同時被bridge Y接受時，因為兩邊bus都被佔住，所以無法執行這兩筆non-posted。之後master1又發出一筆posted write時，這一筆要能超前non-posted read，不然整個匯流排就會被這兩筆non-posted read卡住，而無法執行。如果posted write可以超前non-posted read，則就有可能等到所有的命令均被執行後，non-posted read才能有機會得到被執行的機會。

Rule6: 指(Col 3，Row 4)，指剛剛發出的read，目的端已經回覆回來，是否可以超前non-posted read或是non-posted write。答案是可以的，因為既然正確的答案已經回傳回來，當然是要讓它儘快回到發送端，以便讓發送端再送出下一筆的命令。

Rule7: 指(Col 5，Row 1)，是指posted write是否可以超前回覆的命令，答案是可以的。以生產者-消費者模型為例，如果data buffer和flag, status是不在相同的bus上，consumer發出一筆讀取status和flag的命令出來，在得到正確的訊息後，producer正要把資料寫入data buffer，所以這兩筆的資料都是正確的，沒有順序相依關係。所以超前是不會讓系統造成錯誤發生。

Others:其他的格子裏是寫Yes/No，是指超前可以，不超前也可以，要自己判斷。也就是說，如果命令間是沒有相關性的，那你就超前，如果有相關的，那你就不可以超前。這牽涉到系統規劃，以及和軟體間的溝通，所以沒有特別的答案，一切看自己。

其實，在這7個規則裏，都是因為存取動作的順序會造成資料的錯誤或是死結產生，所以才會特別告訴工程師，在遇到這些情況時，是可以超前，或是不可以超前。我沒有把會造成死結的情況詳細說明，這是因為，從Fig圖中，我們已經知道Bridge有三個，其中兩個是支援2.1版前的，另一個是支援2.1版的。因為版本的不同，造成命令在處理中，會有死結產生。

要詳細知道死結產生的情況，是要對 PCI 的規格了解。我怕有些人是不知道，所以用另一種方式來解答，是從命令上的意義來解答。如果想知道更周全的，建議詳讀 PCI 規格，就可以讓你能更了解為什麼要制定這些規則。