【86】ASPM进入和退出L1
之前写过一篇power management的介绍，主要是介绍了一下power management的概念，这次主要是介绍下ASPM和ASPM L1机制。
【67】PCIe Power Management和linux对PME的处理_linjiasen的博客-CSDN博客
1、ASPM介绍
ASPM全称Active State Power Management，是针对Power Management的一种管理机制。所谓“Active State”就是设备在D0状态下进入低功耗模式的管理机制。ASPM是硬件行为，软件只能写function配置空间Link Control Register的ASPM Control比特来disable和允许进入某种L state。
PCI-PM是软件写function的配置空间的Power Management Control/Status Register来让function进入某种D state。
2、ASPM L1介绍
如果设备是支持ASPM L1的（link cap reg的bit11-10），ASPM ctrl字段的L1 entry（link ctrl reg的bit1-0）默认是disable的。只有链路两端的component都支持ASPM L1时，software才能enable downstream component的ASPM L1。
Software必须先使能upstream component的ASPM L1，然后再使能downtown component的ASPM L1。Disable ASPM L1的时候是相反的操作。这点在link control寄存器的ASPM control字段也有说明。
3、PCIe协议对ASPM L1协商的规定
- Downstream component必须积累有足够数量的credit才能发起ASPM L1 entry的初始化流程。
- 在进入low power link state前，Downstream component必须阻止发送端再从transaction layer发送TLP（包括completion）到data link layer
- Downstream component必须等到之前发送的最后一个TLP收到acknowledgement（retry buffer为空）。
- Downstream component 反复发送PM_Active_State_Request_L1 DLLP来进行ASPM协商。Downstream component发送PM_Active_State_Request_L1 DLLP的间隔不超过8个（8b/10b）或者32个（128b/130b）idle symbol times。
- Downstream component一直发送PM_Active_State_Request_L1 DLLP，直到收到Upstream component回复PM_Request_Ack DLLP或者PM_Active_State_Nak message。在等待Upstream component回复PM_Request_Ack DLLP期间，Downstream component不能发送TLP，可以正常接受Upstream component发送的TLP和DLLP，并回复FC updata DLLP。也就说Downstream component的Transaction Layer进入了inactive，但是data link layer还是active状态。
- Upstream component必须立刻响应，接受或者拒绝PM_Active_State_Request_L1请求。Upstream component不停发送PM_Request_Ack DLLP，直到detect 链路进入idle。
4、PCIe EP ASPM L1 entry机制
- 当Link的TX端是idle的（例如，client端没有transmit TLP并没有replay TLP pending），EP controller开启ASPM L1 entry timer开始计时，如果client端有TLP要发送，那么timer会被clear。
- 当ASPM L1 entry timer达到时间后（ASPM L1 Entry Timeout Delay Register可以设置，默认是750*16ns=12us），EP controller检查是否有足够的credit。
- EP controller block新的TLP发送，并且通过TX lane发送PM_Active_State_Request_L1 DLLP。
- EP controller持续发送PM_Active_State_Request_L1 DLLP直到收到upstream device的response。
- Upstream component必须立刻对EP controller发出的PM_Active_State_Request做出响应（接收或者拒绝）。
- 如果Upstream component拒绝EP controller发出的PM_Active_State_Request，则Upstream component发出PM_Active_State_Nak message（注意NAK是message），那么EP controller会abort掉ASPM L1 entry并且继续正常发送TLP。
- 如果Upstream component接受EP controller发出的PM_Active_State_Request，则Upstream component发出PM_Request_Ack DLLP（注意ACK是DLLP），然后EP controller会让自己的TX进入electrical idle并进入ASPM L1。
- Upstream component detect electrical idle后，让自己的TX进入electrical idle。
5、PCIe EP ASPM L1 entry例子
（1）systemBIOS设置CPU支持ASPM L1
设置完毕后，CPU对应Root Port的link cap就支持ASPM L1
（2）设置CPU和EP两个PF的link ctrl为ASPM L1 Enabled
注意顺序：一定要先CPU，后EP的PF0/PF1
设置CPU端口的link ctrl为0x2，L1 Entry Enabled
setpci -s 0:1.0 0x50.b
00
setpci -s 0:1.0 0x50.b=0x2
setpci -s 0:1.0 0x50.b
02
设置EP芯片的两个PF的link ctrl为0x2，L1 Entry Enabled
setpci -s 1:0.0 0xd0.b
00
setpci -s 1:0.0 0xd0.b=0x2
setpci -s 1:0.0 0xd0.b
02
setpci -s 1:0.1 0xd0.b
00
setpci -s 1:0.1 0xd0.b=0x2
setpci -s 1:0.1 0xd0.b
02
（3）等待链路进入idle状态，从串口查看芯片状态
从pcie_status_0 reg（0x7F00814004）的bit24-21为0100b，知道链路在L1状态了
从lower power debug and ctrl reg（0x7F00900C88）的bit26-25为01b，知道是因为ASPM进入的L1。
（6）退出ASPM L1的方法
只要host端访问一下EP就可以退出ASPM L1进入L0。
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