1.概述
PCIe总线的存储器写请求、存储器读完成等TLP中含有数据负载，即Data Payload。Data Payload的长度和MPS（Max Payload Size）、MRRS（Max Read Request Size）和RCB（Read Completion Boundary）相关。
2.MPS
MPS（Max Payload Size）表示TLP报文中数据负载的长度。PCIe总线规MPS的最大值为4KB，但PCIe设备并不一定都能够按照最大长度发送数据负载。因此实际使用的MPS由链路两端的设备Function协商决定。当发送的数据长度超过MPS时，这段数据会被分割成多个TLP报文发送，若接收的TLP报文数据负载超过MPS，则接收端会认为这是一个非法的TLP。对于存储器读完成TLP报文，数据负载的长度也不能超过MPS，如果超过MPS，则需要发送多个读完成报文，同时也要满足RCB的要求。
在PCIe设备配置空间中，PCI Express Capability Structure中有两个寄存器，Device Capabilities寄存器记录了PCIe设备Function支持的MPS，Device Control寄存器保存主机设置的MPS。对于多Function的PCIe设备，每个Function的MPS可能不同。
Device Capabilities寄存器如下图所示，主机通过该寄存器获取当前PCIe设备Function的MPS大小。
Max_Payload_Size Supported的值和MPS对应关下如下：
| 取值 | MPS |
|---|---|
| 000b | 128 bytes max payload size |
| 001b | 256 bytes max payload size |
| 010b | 512 bytes max payload size |
| 011b | 1024 bytes max payload size |
| 100b | 2048 bytes max payload size |
| 101b | 4096 bytes max payload size |
| 110b | Reserved |
| 111b | Reserved |
Device Control寄存器如下图所示，主机将协商好的MPS写入该该寄存器。实际使用的MPS通常是链路两端设备Function中最小的MPS。
在多数X86处理其系统的MCH或者ICH中，MPS参数为128B，而在PowerPC处理器系统中，MPS大多为256B。目前在大多数EP中，MPS参数不大于512B，因此很多RC的MPS也不大于512B。
MPS参数的大小与PCIe总线的传送效率成正比，MPS越大，带宽利用率越低，反之带宽利用率越高。MPS参数的大小与实时性成反比，MPS越大，某个Function占用总线的时间过长，导致实时性降低，反之实时性越高，对于实时性要求高的PCIe设备Function，MPS参数不应该设置的过大。
3.MRRS
MRRS（Max Read Request Size）参数决定了PCIe设备Function使用存储器读请求，一次能从目标设备读取多少数据，即PCIe设备Function的读请求TLP中的Lewngth字段不能超过MRRS。若PCIe设备Function使用存储器读请求读取的数据长度超过了MRRS，则需要发送多个存储器读请求TLP。PCIe总线规定MRRS最大值为4KB，通常情况下PCIe设备Function的MRRS都会小于这个值。
在PCIe设备配置空间中，PCI Express Capability Structure的Device Control寄存器用于设置MRRS。对于多Function的PCIe设备，每个Function的MRRS可能不同。若PCIe设备Function的Max_Read_Request_Size固定为128字节，则Max_Read_Request_Size位域可实现为只读，且值为000b。
Max_Read_Request_Size的值和MRRS对应关下如下：
| 取值 | MRRS |
|---|---|
| 000b | 128 bytes maximum Read Request size |
| 001b | 256 bytes maximum Read Request size |
| 010b | 512 bytes maximum Read Request size |
| 011b | 1024 bytes maximum Read Request size |
| 100b | 2048 bytes maximum Read Request size |
| 101b | 4096 bytes maximum Read Request size |
| 110b | Reserved |
| 111b | Reserved |
MRRS和MPS没有关系，MPS描述的是TLP中数据负载的实际长度，而MRRS描述的是存储器读请求TLP需要读取的数据长度，此时TLP中没有有效数据，当返回存储器读完成报文时，数据负载的长度不能大于MPS。
4.RCB
在PCIe总线中，一个存储器读请求TLP需要使用一个或多个存储器读完成报文响应。
存储器读完成报文读取数据的地址若没有跨过RCB（Read Completion Boundary）参数定义的边界，则只需要一个完成报文。例如RC通过存储器读请求读取EP的0xFFFF0000-0xFFFF0010段内存数据，由于读取的内存数据地址没有超过RCB，所以EP只需要一个存储器读完成报文响应即可。
如果存储器读完成报文读取数据的地址跨过RCB（Read Completion Boundary）参数定义的边界，则需要一个或多个完成报文，遵循的原则如下：
- 如果读取数据起始地址和结束地址为RCB的整数倍，若读取长度小于等于MPS，则可以使用一个完成报文，若读取长度大于MPS，则需要使用多个完成报文，每个报文长度不超过MPS，起始地址和结束地址按RCB对齐。
- 若起始地址没有按RCB对齐，则需要先使用一个完成报文读取起始地址-RCB边界的数据。
- 若结束地址没有按RCB对齐，则需要额外使用一个完成报文读取RCB边界-结束地址的数据。
- 在2和3的情况下，中间的地址按RCB对齐，则按1的方法读取并返回完成报文。
例如RC通过存储器读请求读取EP的0xFFFEFFF0-0xFFFF00C7段内存数据，EP可以按如下方式进行组织：
| 方式1 | 方式2 | 方式3 |
|---|---|---|
| 0xFFFEFFF0-0xFFFEFFFF | 0xFFFEFFF0-0xFFFEFFFF | 0xFFFEFFF0-0xFFFEFFFF |
| 0xFFFF0000-0xFFFF003F | 0xFFFF0000-0xFFFF007F | 0xFFFF0000-0xFFFF00C7 |
| 0xFFFF0040-0xFFFF007F | 0xFFFF0080-0xFFFF00C7 | |
| 0xFFFF0080-0xFFFF00BF | ||
| 0xFFFF00C0-0xFFFF00C7 |
RCB（Read Completion Boundary）定义在PCI Express Capability Structure的Link Control寄存器中，如下图所示，0表示64字节，1表示128字节，默认为64字节。对于Root Ports为只读属性，由硬件设置好，系统软件只需要读取即可。对于Switch Ports，没有意义，硬件设置为0。对于EP或者桥为读写属性，其上游的Root Ports的RCB值为128字节，系统软件需要设置为128字节，否则使用默认值。
5.应用
如下图所示，使用lspci命令，查看虚拟机里面PCIe桥的某个Root Ports的配置空间，可以看到MPS和MRRS都为128字节，RCB为64字节。
参考资料
- PCIEXPRESS体系结构导读
- PCI Express technology 3.0
- PCI Express® Base Specification Revision 5.0 Version 1.0
