提要
本系列文章，旨在带你开发一个NVMe SSD控制器的前端协议逻辑，只不过是在QEMU虚拟机环境中。前面我们介绍了QEMU中PCI设备的初始化代码，还有NVMe设备的主要描述类NVMEState的每个变量。本文来看看NVMe设备的初始化，不过从本文开始，阿呆将少贴一些代码，关于编程技巧方面的就不多写了，毕竟无关宏旨，我们重点还是关注NVMe协议的实现。
话说最近几十年来，很多聪明的科学家分析了许许多多的宇宙观测数据，最后得出一个惊人的结论：我们的宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。爆炸之初，物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀，导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却，逐步形成原子、原子核、分子，并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星和星系，最终形成我们如今所看到的宇宙。
看得出来，宇宙一开始的时候定义了一些物理定律，同时赋予初始值，从此就有了丰富多彩的宇宙。我们的NVMe设备也是如此，在初始化的时候主要还是设定一些机制，同时为各种变量赋初值，这些基本的机制从此开始循环运转，满足用户实现各种各样的需求。
当然，宇宙并没有循环运转，《三体》的结尾告诉我们，大爆炸最终是要塌缩到奇点的，只不过被人为阻碍了，人类灭绝，只有程心和关一帆携手走到了新的宇宙。
NVMe控制器初始化
初始化函数pci_nvme_init一进来，还是老套路，获得NVMEState指针。
1 static int pci_nvme_init(PCIDevice *pci_dev) 2 { 3 NVMEState *n = DO_UPCAST(NVMEState, dev, pci_dev);
接着，创建我们虚拟的SSD磁盘。看得出来，为每个NVMe namespace创建了一个SSD，由此我们也可以理解namespace的用法，就是把1个NVMe出来的SSD划分成几个独立的SSD，使用namespace来管理，在上层看来就有很多个盘，大家各干各的，互不干扰。真所谓鸡犬之声相闻，老死不相往来。
n->disk = (DiskInfo *)qemu_malloc(sizeof(DiskInfo)*n->num_namespaces);
接下来就是初始化SQ，CQ和Admin Q。然后要从配置文件NVME_device_PCI_config把PCI相关寄存器的定义和参数加载进来。文件内容，举个例子：
1 <REG> 2 CFG_NAME = PCIHEADER 3 NAME = "CMD" 4 OFFSET = 0x04 5 LENGTH = 0x02 6 VALUE = 0x03 7 RO_MASK = 0xFBF8 8 RW_MASK = 0x0447 9 RWC_MASK = 0x0 10 RWS_MASK = 0x0 11 DESC = "Command Register" 12 </REG>
看得出来，定义了偏移地址，长度，还有前文说过的各种MASK。
MSI中断初始化
接下来就是MSI中断初始化。哎，等等等等，MSI？什么东东？首先我们来看PCI设备的中断机制，是有一些物理的中断信号，与处理器的中断控制器相连，通过电平变化触发中断。
PCI总线V2.2规范还定义了一种新的中断机制，即MSI中断机制。MSI中断机制采用存储器写总线事务向处理器系统提交中断请求，其实现机制是向HOST处理器指定的一个存储器地址写指定的数据。这个存储器地址一般是中断控制器规定的某段存储器地址范围，而且数据也是事先安排好的数据，通常含有中断向量号。其实就是文明在进步，不玩硬的了，来软的。不用电平触发，而是往主机内存写段数据就能触发中断了。
HOST主桥会将MSI这个特殊的存储器写总线事务进一步翻译为中断请求，提交给处理器。目前PCIe和PCI-X设备必须支持MSI中断机制，但是PCI设备并不一定都支持MSI中断机制。
MSI中断机制虽然在PCIe总线上已经成为主流，但是在PCI设备中并不常用。即便是支持MSI中断机制的PCI设备，在设备驱动程序的实现中也很少使用这种机制。首先PCI设备具有INTx#信号可以传递中断，而且这种中断传送方式在PCI总线中根深蒂固。其次PCI总线是一个共享总线，传递MSI中断需要占用PCI总线的带宽，需要进行总线仲裁等一系列过程，远没有使用INTx#信号线直接。不过我们这里说的是NVMe，就不考虑PCI了，而是关注PCIe。
QEMU里面用的是MSI的升级版MSIX，MSI-X中断机制与MSI的中断机制类似。PCIe总线引出MSI-X机制的主要目的是为了扩展PCIe设备使用中断向量的个数，同时解决MSI中断机制要求使用中断向量号连续所带来的问题。
QEMU中NVMe的MSIX中断向量初始化代码如下，其实就是申请了中断向量，页和前文介绍的MMIO。
1 dev->msix_entry_used = qemu_mallocz(MSIX_MAX_ENTRIES * 2 sizeof *dev->msix_entry_used); 3 4 dev->msix_table_page = qemu_mallocz(MSIX_PAGE_SIZE); 5 msix_mask_all(dev, nentries); 6 7 dev->msix_mmio_index = cpu_register_io_memory(msix_mmio_read, 8 msix_mmio_write, dev, 9 DEVICE_NATIVE_ENDIAN);
引用
sailing， 《浅谈PCIe体系结构》， http://blog.sina.com.cn/s/blog_6472c4cc0100qfau.html
