[AHCI]Error Reporting and Recovery[錯誤報告與恢復]

6. Error Reporting and Recovery[譯自AHCI 1.0]

全部錯誤發生在HBA內的Port。沒有錯誤適用到整個主要控制器。有幾個錯誤來源可能會發生在轉換期間。錯誤範例如：

• System Memory – 壞掉的記憶體指標造成資料的取得和儲存被遺失。
• Interface/Device – 例如CRC的問題，非法的狀態機轉換，還有一些其他。

6.1 Error Type

6.1.1 System Memory Errors

系統記憶體錯誤例如指示目標中途發生失效、主要的錯誤、還有同位，這些可能會引起主要去停止處理目前的處理命令。從外部軟體干預，有嚴重的錯誤不能作重新恢復(6.2.2節)。

當系統軟體供給一個指標指到HBA，其實際的記憶體不存在，此時引發主要/目標的失敗錯誤。當發生這時，HBA轉換失敗(如果無法避免)如同6.2.1節所描述。當這完成時，HBA設定PxIS.HBFS。如果PxIE.HBFE與GHC.IE有設定時，HBA此時也將引發一個中斷。

一個資料發生錯誤(例如CRC或同位)，能或不能作轉換。如果錯誤發生在取得CFIS、PRD entry或Command list時，HBA將停止。如果錯誤發生在一個FIS資料或ACMD區域，這HBA是允許去停止，但可能會繼續。當發生這時，HBA轉換失敗(如果無法避免)如同6.2.1節所描述。當這完成時，HBA設定PxIS.HBDS。如果PxIE.HBDE與GHC.IE有設定時，HBA此時也將引發一個中斷。

如果HBA繼續之後，在資料或ACMD區域又有資料錯誤，它將阻礙資料FIS的CRC轉換到裝置上。

6.1.2 Interface Errors

介面錯誤是由於在介面的電子發佈產生錯誤，或是在裝置跟HBA之間的通訊協定。取決於錯誤的型態，被設定在PxSERR不同的bit。當這些bit被設定時，PxIS.IFS(fatal)或PxIS.INFS(non-fatal)兩者其中之一就設定，還有如果在Enable的情況下，HBA將引起一個中斷。

造成PxIS.IFS/PxIS.INFS被設定的情況：

• 在PxSERR.ERR的區域中，P bit被設定成1。
• 在PxSERR.ERR的區域中，C bit或H bit被設定成1。
• PhyRdy未意料的終止

這些錯誤型態範例下，對於符合適當的條件，其對應PxSERR的bit將會設定。

當錯誤發生時，在PxIS.IFS 和PxIS.INFS之間唯一的差別是設定傳送/接收的FIS類型。如果錯誤發生在非資料的FIS期間，FIS必須被重新傳送，所以PxIS.INFS被設定，則錯誤是非致命的。如果錯誤發生在資料FIS期間，傳送將被停止，所以PxIS.IFS被設定，則錯誤是致命的。

在這非資料FIS錯誤事件中，看一個非資料FIS失敗與試圖去重新傳送之間，這HBA可能接收來自裝置其他的FIS(當它執行native command queuing command這很可能將會發生)。當這發生，HBA必須同意這FIS，執行適當的行動，以及重試這失敗的FIS。

如果HBA傳送一個資料FIS，它不重試FIS，且它會等待軟體去清除PxCMD.ST成0。HBA在傳送一個失敗，將連續不斷的重新傳送一個非資料的FIS，直到任一個傳送成功；或者是系統軟體經由清除PxCMD.ST成0去停止控制器。

• Received Disparity Error /Illegal Character(K28.3)：當遇到一個不等的錯誤時， HBA認為這種特徵的不等是正確的，並且在8b/10b解碼器重新運轉的不等計數器。 沒有錯誤時bit將被設定。

• Received Disparity Error /Illegal Character(D)：當這發生時，HBA在FIS結束回傳R_ERR。它設定PxSERR.DIAG.B。注意那PxIS.IFS/PxIS.INFS將不被設定；由於這事件有發生CRC錯誤的可能將會設定適當的bit。如果那裡是一個不合法的特性在FIS範圍之外，HBA可能不理會這事件，還有不需要去設定PxSERR.DIAG.B。

• PhyRdy Dropping Unexpectedly：當這發生，HBA恢復成空閒狀態。如果PhyRdy信號終止在命令期間中，HBA可能必須被Restart。如果PhyRdy信號中止一個在FIS範圍外，不去設定PxIS.IFS，也不去設定PxIS.INFS。

• Calculated Different CRC than Received：當這發生時，HBA會回傳R_ERR和恢復成空閒狀態。它會去設定PxSERR.DIAG.C。

• Incorrect FIS or FIS with Illegal Length for Corresponding FIS Type Received：當這發生時，HBA在FIS結束回傳R_ERR，將不去寄送FIS到Memory，還有恢復成空閒狀態。它會去設定PxSERR.ERR.P。這只為支援FIS型態做的。一個未知FIS不審慎考慮一個不合法FIS，除非接收長度大於64 bytes。如果一個被送來未知FIS符合長度<=64 bytes，它會被寄送，則那HBA 將繼續正常運作。

• Internal Buffer Overflow：當HBA送HOLD時發生了，但是HBA沒有足夠的速度去接收一個HOLDA，並且HBA內部資料先進先出的溢位。HBA在FIS結束回傳R_ERR，它會去設定PxSERR.ERR.P。

• HBA Receives R_ERR：如果HBA接收到一個R_ERR，它是因為在傳送一個FIS所發生的，它將設定PxSERR.DIAG.H。

• FIS received from a device，where both BSY and DRQ are to be updated in the Status register and both PxTFD.STS.BSY and PxTFD.STS.DRQ are cleared：當這發生時，HBA回傳R_OK，不做任何錯誤的設定，與不做任何暫存器的更新，還是接收FIS面積基於接收FIS(i.e. 忽視FIS)。因為當在Port Multiplier中有列舉裝置時，這是個有效的事件，所以沒有錯誤bit被設定。

它是系統軟體責任週期性地去檢查PxSERR暫存器，判定是否正常完整的操作界面， 並且如果當界面錯誤出現時，(例如去一般普遍情況1(Generation1)以高速的操作或者通知用戶)，採取適當措施。

注意當一個錯誤，像是發生一個CRC損壞或是一個違反規則的長度，HBA不能相信進來的FIS是正確的。例如：HBA可能以為FIS是一個D2H暫存器的FIS，但如果CRC不是正確的，它可能是因為在FIS指定型態不正確。

處理這個問題，HBA將不更新它的內部暫存器，也不更新FIS接收面積，直到它確定接收一個有效非資料的FIS。如果HBA認為FIS是一個資料FIS，然而，挪用PRD位置它可能複製它到記憶體。這是因為資料FIS可能只要8K。當這是一個CRC錯誤時，HBA基於FIS的內容可能設定其他錯誤或診斷的bit；由於CRC錯誤，這些bit可能不是完整精確的。由於一個非致命的CRC錯誤，它可能是一個致命的錯誤引起的。在這事件中，軟體將執行一個標準程序去重新獲得來自一個致命的錯誤。

6.1.3 Port Multiplier Error

當一個Port Multipler被連接，假設接收來自一個裝置的FIS，預期在PMP區域中沒有符合，這HBA回傳R_OK和PxIS.IPMS。基於FIS內容HBA將拋棄訊息包和不更新任何暫存器或記憶體結構。在基本命令的切換，這表示唯一行動的PMP Port不是正確的回傳。在FIS基本切換，這表示PMP區域被回傳不是在PMP的行動列。

6.1.4 Device Errors

當更新工作檔案FIS送達時，HBA去查看PxTFD.STS.ERR的設定。如果它是，以及PxIE.TFEE被設定，HBA將引起一個中斷和停止處理任何附加的命令。

6.1.5 Command List Overflow

Command List溢位被定義為建構command Table的軟體，對於較少統計出的byte數量與傳送到裝置的交易數量值作比較。當device寫入時，HBA將執行資料輸出，然後變更為讀取時，此時將沒有空間去存放資料。

對於資料讀取的溢位，在PIO或DMA兩者之中HBA將設定PxIS.OFS，並且必須經由致能設定PxIE.OFE與GHC.IE才會引起中斷。當這種情況發生在資料讀取時，HBA將繼續盡力去執行；然而在沒有軟體介入時，HBA將不能夠去重新恢復。溢位是一個嚴重錯誤， 因此軟體應該進行致命錯誤恢復程序去確保HBA被導正回到一種已知狀態繼續之前的行程。在寫入狀態上的溢位，當HBA可能傳送HOLD給裝置設備以來它都沒有處理任何資料去回傳遞增滿足需求數量時，這個嚴重錯誤要求將由軟體使用COMRESET去清除。當DMA資料寫入溢位時，HBA不知道掉了許多資料，直到接收下一個DMA行動才發現。當這發生時，它可能選擇設定PxIS.OFS，並且試圖去終止轉換。對於這種致命的條件，HBA允許在轉換上鎖住不放。當PIO寫入時，HBA接收到PIO架構的FIS，因此知道長度，也因此可能會去選擇設定PxIS.OFS。由於不滿足長度，其轉換結果將是一個錯誤，並且必須使用軟體重新恢復。因此設定PxIS.OFS對於DMA和PIO兩者的資料寫入狀態是非必須的。偵測溢位並且設定PxIS.OFS在native command queuing commands也是非必須的。

PxIS.OFS：對於命令的指示HBA接收許多來自裝置的傳送的資料量(byte)，去比較PRD table內的指示。

6.1.6 Command List Underflow

Command list底部的流動被定義為建構command table的軟體，對於多數統計的byte數量與傳送到裝置的交易數量值作比較。

對於PIO與DMA兩者資料的寫入，裝置將偵測一個錯誤和終止時的轉換。這些錯誤大部份很可能將要變成致命的錯誤，這會引起Port去做Restart的動作。若是關於讀取方面，HBA將更新它的PRD byte計數值對應接收來自一個最後FIS的統計其byte總數量，並且能正常繼續，但是沒被要求。

對於Native Command Queuing 命令，HBA沒被要求去偵測底部流動狀態。

6.1.7 Native Command Queuing Tag Errors

HBA不主動檢查進入DMA安排FIS去確保PxSACT暫存器對應到Slot的bit被設定。

這是一個動機，如果裝置給一個不正確的Tag，它很可能只是為了一個有效Tag。在這事件中，HBA將看不到錯誤，儘管資料在轉換錯誤發生了。因此，對於不起作用的Tag，在HBA的檢查已經是少數的優勢了。剛好同樣錯誤在Tag事件中進行，資料轉換也發生的錯誤。

現行的錯誤機制用來從這種情況中重新恢復，例如主要匯流排故障或者協議損壞。

6.1.8 PIO Data Transfer Error

根據Serial ATA 1.0a，在最終的資料FIS以前資料FIS必須是構成整體Dword數。如果HBA接收資料FIS轉換需求中，不是一個構成Dword的數，HBA將設定PxSERR.ERR.P為1與設定PxIS.IFS成1，還有停止執行直到軟體對Port作Restart。

HBA將確保在PIO命令期間接收的資料FIS的容量與之前PIO安排的FIS轉換計數方面要相符合。如果之前的PIO安排中的資料FIS容量沒有符合轉換方面計數量，HBA將對資料FIS作出R_ERR的反應，設定PxSERR.ERR.P為1，設定PxIS.IFS為1，然後停止執行直到軟體對Port作出Restart。

6.2 Error Recovery

6.2.1 HBA Aborting a Transfer

當它不能重新恢復HBA偵測到的錯誤，它可能需要去結束在SATA介面的轉換。

為了做這，HBA認定SYNC避免去停止一個損壞的FIS，以及設備什麼時候靜止，就返回空閒狀態。在這裡，SATA裝置將送出一個D2H暫存器的FIS包裝訊息，在轉換過程中以ERR bit來設定指示錯誤。

當一次轉換失敗， 進行錯誤重新恢復之前，HBA不等待D2H暫存器FIS包裝訊息(例如設定中斷狀態bit，並且產生中斷)。這是因為設備可能在一種停留不動的狀態，並且不能產生D2H暫存器FIS包裝訊息。

6.2.2 Software Error Recovery

由於錯誤狀態引發一個中斷，軟體將試圖去重新恢復。致命的錯誤(由這些設定表示PxIS.HBFS、PxIS.HBDS、PxIS.IFS、或PxIS.TFES)將造成HBA進入致命錯誤狀態，以及清除PxCMD.CR。在這狀態中，HBA將不發佈任何新命令，也不去通知DMA安排FIS去處理任何Native Command Queuing命令。要重新恢復的話，必須對Port作Restart；清除PxCMD.ST成0對Port作Restart，然後在設定PxCMD.ST成1。對於非致命的錯誤(由這些設定表示PxIS.INFS或PxIS.OFS)HBA將會繼續運作。

如果裝置預期去傳送一個D2H暫存器FIS包裝訊息，隨著PxTFD.STS.ERR設定成1，以及PxTFD.STS.BSY與PxTFD.STS.DRQ兩者都清除為0，則傳送失敗(請參考6.2.1節)。在這情況下，系統軟體知道裝置是在一個穩定狀態，而且轉換可能就要Restart，而沒有發佈一個COMRESET命令到裝置上。

在致命的錯誤下，軟體必須判斷哪些命令不需被處理，之後再次執行這些命令或者通知上層的軟體有哪些命令發生錯誤。接下來的章節會列出這些複雜的步驟。

偵測到哪些需要軟體執行重新恢復動作的錯誤，軟體將檢查接下來的。在中斷裡軟體會檢查是否有狀態位元被設定：PxIS.HBFS、PxIS.HBDS、PxIS.IFS、還有PxIS.TFES。

無論是執行Non-queued命令或者執行Native Command Quenuing情況之下，如果有以上之任意狀態位元被設定，軟體應當執行適當的錯誤恢復動作。

6.2.2.1 Non-Queued Error Recovery

由於錯誤系統軟體去重新恢復的流程，對於non-queued command得到如下：

• 讀取PxCI去看哪些命令仍未完成。
• 當錯誤發生時，讀取PxCMD.CCS判斷HBA處理的位置。
• 清除PxCMD.ST成0，去Reset PxCI暫存器，等待PxCMD.CR去清除為0。
• 清除PxSERR中的每個Error bit，致能擷取新的錯誤。
• 適當的在PxIS裡清理狀態的bit。
• 如果PxTFD.STS.BSY或PxTFD.STS.DRQ被設定成1，發一個COMRESET到裝置上，使它處於空閒狀態。
• 設定PxCMD.ST成1，致能發佈新命令。
• 假如軟體不須執行一個Reset(COMRESET或軟體的Reset)作為錯誤的部份重新恢復，就隨意的發佈一個命令去收集關於錯誤的資訊，例如：READ LOG EXT。

然後軟體在完成命令的錯誤跟高階軟體命令未完成的錯誤中任一個，也就是說要重新發佈命令到裝置上。

6.2.2 Native Command Queuing Error Recovery

由於錯誤系統軟體去重新恢復的流程，對於Native Command Queued (NCQ) command得到如下：

• 讀取PxSACT去看哪些命令仍未完成。
• 清除PxCMD.ST成0，去Reset PxCI與PxSACT暫存器，等待PxCMD.CR去清除為0。

• 清除PxSERR中的每個Error bit，致能擷取新的錯誤。

• 適當的在PxIS裡清理狀態的bit。

• 如果PxTFD.STS.BSY或PxTFD.STS.DRQ被設定成1，發一個COMRESET到裝置上，使它處於空閒狀態。
• 設定PxCMD.ST成1，致能發佈新命令。
• 假如軟體不須執行一個Reset(COMRESET或軟體的Reset)作為錯誤的部份重新恢復，就發佈READ LOG EXT去確定錯誤條件所引起。

然後軟體在高階軟體中完成的命令還沒結束與錯誤，也就是說要重新發佈命令到裝置上。

6.2.3 Recovery of Unsolicited COMINIT

主動請求的COMINIT是因為COMRESET發佈到設備上COMINIT沒被收到的結果(參考Serial ATA II：延伸的部份Serial ATA 1.0a與修訂版1.2)。如果HBA在標準的運作時期，接收到一個主動要求的COMINIT ，HBA將執行接下來的動作：

• 使用COMRESET對設備作出回應。
• 停止執行直到PxIS.PCS備軟體清除成0。

去偵測這個狀況，在中斷時軟體將檢查PxIS.PCS是否被設定為1。HBA不能確保裝置接收到COMRESET，因為COMINIT可能像在跟HBA請求，如果它碰巧發生在接近發佈COMRESET。所以當軟體偵測PxIS.PCS被設定為1時，軟體應當在第一時間發佈COMRESET，去確保裝置接收到COMRESET。然後軟體應當做出適當的行動去清除PxIS.PCS成0。重新恢復，對於一個致命的動作狀態，軟體將去執行錯誤恢復行動(包括重開控制器)。然後軟體應該進行重新列舉檢查是否一個新設備已經被插入。