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UPIU是命令、数据和状态信息传输的载体,是UFS协议栈的灵魂。UPIU是有固定格式的数据包,我们分析数据包格式,有助于我们更深的理解UPIU以及整个UFS协议。这一章我们看看UPIU数据包的格式。

每个UPIU都有一个12字节的Header,再加上跟每个UPIU相关的域。一个UPIU(包括Header)最小为32字节,最大为65600字节。

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我们看通用的Header,具体如下:

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我们看看其中的一些域。

1.  Transaction Type:就是指定该UPIU是前面12个UPIU中的哪一个,具体如下:

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2. Flags:只对命令和其响应的UPIU有用,指定命令的属性。

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R:  如果该比特置起来,说明该命令是读命令;

W: 如果该比特置起来,说明该命令是写命令;

ATTR: 命令属性域。UFS命令有simple ,ordered 和Head of Queue命令。

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那么,这些命令有什么不一样呢。

Simple command:就是一般的命令,设备收到这样的命令无需特别处理,一般谁先到谁先执行。

Ordered command:设备收到这样的命令,应该把该命令之前的命令都处理完,才能处理该命令。(明星出场,先清个场。)

Head of Queue command:设备收到该命令后,放到命令队列的头部,立刻执行。(又见插队,这个没有上过幼儿园吧,连基本的排队意识都没有。)

CP: 表示命令的优先级。1为高优先级,0为低优先级。注意,该比特只适合简单命令(simple command)。

3. LUN: Logical Unit Number。UFS上层协议来自SCSI,它继承了LU的概念,即把存储物理空间划分成若干个逻辑空间,每个逻辑空间都是从LBA 0开始,用LUN标识。主机在发命令或者请求时,应该在命令中指定该命令是发给哪个LU。LUN用以寻址。UFS的LU和NVMe中的Namespace一个概念。

4. Task Tag:UFS支持命令队列,主机可以同时发送很多个命令给设备。为区分这些命令或者请求,主机需要为每个命令贴上标签Tag。然后跟这个命令或者请求相关的数据UPIU和状态UPIU,都具有跟这个命令UPIU一样的Tag。

举例:

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对这个读命令来说,COMMAND UPIU、所有的DATA IN UPIU和RESPONSE UPIU都具有同一个task tag。

5.  Command Type:命令类型。UFS预期有三类命令:一是简化的SCSI命令,二是UFS自己原生的命令,三就是用户自定义命令。目前UFS的命令都是从别人家(SCSI)借来的,自己一个命令也没有制定。如用户无自定义命令,该域就是0(SCSI命令)。

6. Initiator ID: 主机的ID,手机系统中一般一个主机连接一个UFS设备,所以主机ID一般为0。

7. Response:设备告知主机命令或请求执行是否成功。

8. Status:设备返回命令执行状态。对SCSI命令的状态信息,UFS有如下状态:

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9. Query Function, Task Manag. Function:指定具体Query和Task Management功能。

任务管理器有如下功能(Function):

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设备管理器有如下功能:

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总的来说,就是读写设备属性(Attributes)、标识(flags)和描述符(descriptors)。

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关于设备属性、标识和描述符,后面有专门章节讲述。

10. Device Information:设备信息。该域往往跟该命令或者请求无关,属于设备夹带私货。因为UFS主机和设备是主从关系,如果UFS主机没有向设备发命令或者请求,UFS设备是不能主动向主机报告设备状况的。如果UFS设备有特殊事件发生,它可以趁返回RESPONSE UPIU的时候把事件顺带告诉主机。所以该域只对RESPONSE UPIU有效。

以上是UPIU头的基本信息,这个是所有UPIU都具有的。除此之外,每个UPIU有它独有的其它信息,UFS spec上都有介绍,读者可以自行阅读。