English 00.01.一份已寫好的資料要繼續提供讀取，又要避免後續命令改動它，可以對所在的 namespace 設定寫入保護。Namespace Write Protection 不只是一個開關：它有可解除、直到斷電、永久等不同狀態，並把裝置支援、進入許可與實際保護分開。本篇把這些關係接到 FID 84h，最後說明保護如何改變命令處理。Namespace Write Protectionnamespace寫入保護；控制一份namespace能否接受受限制的修改操作。namespacenamespace，主機透過 controller 存取的一份已格式化非揮發性容量。FIDFeature Identifier；指定要讀取或設定哪一項 Feature 的編號。 這篇的主軸 01保護的對象與邊界01-01設定跟著 namespace，所有附接它的控制器都要遵守。先分清資料對象與傳送命令的控制器，再看會影響多個 namespace 的操作。 02用事件追蹤狀態02-01四種狀態各有允許的進入與離開路徑。Set Features、控制器重設與 power cycle 造成的結果不同，圖上的箭頭必須帶著事件讀。power cycle電源循環，即斷電後重新上電；不等同於所有形式的控制器重設。 03從能力走到成功設定03-01NWPC 回答能不能支援，WPC 決定特定進入要求是否獲准，WPS 回報目前狀態。設定成功還包含將既有寫入快取提交到媒體。NWPCNamespace Write Protection Capabilities，控制器支援哪些保護狀態的位元欄位。WPCWrite Protection Control，決定是否接受進入特定保護狀態之要求的控制欄位。WPSWrite Protection State，namespace目前的寫入保護狀態代碼。 04保護後如何使用與觀察04-01Read、Flush、管理命令各有處理規則；跨 namespace 的操作也受影響。用目前 WPS、完成狀態與健康警告回答各自的問題。 00.02.讀者已學過 OS 與 Computer Organization，並了解 SSD 基本概念。本文使用 namespace 7／8 與控制器 A／B 作為說明性範例；數值不代表裝置一定具備這些配置。 00.03.先掌握四種狀態，再讀支援與控制位，接著完成一個設定案例；最後把狀態套回實際命令。欄位說明按相關概念分組，可從正文直接連到對應圖表。 把主軸連起來 00.04.全文以 namespace 7 的資料集為例：先決定需要哪種保護與解除方式，再確認裝置能否接受該轉換，等待設定成功，最後解釋哪些操作還能執行。每個欄位都有一個具體要回答的問題。 00.05.最容易混淆的三組關係是：支援能力與進入許可、不可保存與跨斷電保留、namespace 保護狀態與全體媒體健康警告。後面的對比會分別處理它們。 01 先看保護誰，再看四種狀態 設定經由控制器送出，保護跟著 namespaceA、B 的箭頭都指向同一份namespace7；它們必須遵守相同保護。下方namespace8是另一個設定對象。此圖說明附接關係，不表示命令執行順序。來源：Base §8.1.18。Controller A送出 Set FID84hController B同樣遵守 WPSNamespace 7 · WPS=1所有附接的控制器共同遵守Namespace 8 · WPS=0獨立的 namespace 設定A、B 的箭頭都指向同一份namespace7；它們必須遵守相同保護。下方namespace8是另一個設定對象。此圖說明附接關係，不表示命令執行順序。來源：Base §8.1.18。 01.01.Namespace Write Protection 讓主機控制單一 namespace 的寫入保護狀態。支援這項能力時，No Write Protect 與 Write Protect 必備；Until Power Cycle 與 Permanent 兩種狀態選用。namespace...
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NVMe Namespace Write Protection：狀態、控制與命令行為
00.01.一份已寫好的資料要繼續提供讀取，又要避免後續命令改動它，可以對所在的 namespace 設定寫入保護。Namespace Write Protection 不只是一個開關：它有可解除、直到斷電、永久等不同狀態，並把裝置支援、進入許可與實際保護分開。本篇把這些關係接到 FID 84h，最後說明保護如何改變命令處理。
- Namespace Write Protection
- namespace寫入保護；控制一份namespace能否接受受限制的修改操作。
- namespace
- namespace，主機透過 controller 存取的一份已格式化非揮發性容量。
- FID
- Feature Identifier；指定要讀取或設定哪一項 Feature 的編號。
這篇的主軸
保護的對象與邊界
01-01設定跟著 namespace，所有附接它的控制器都要遵守。先分清資料對象與傳送命令的控制器，再看會影響多個 namespace 的操作。
用事件追蹤狀態
02-01四種狀態各有允許的進入與離開路徑。Set Features、控制器重設與 power cycle 造成的結果不同，圖上的箭頭必須帶著事件讀。
- power cycle
- 電源循環，即斷電後重新上電；不等同於所有形式的控制器重設。
從能力走到成功設定
03-01NWPC 回答能不能支援，WPC 決定特定進入要求是否獲准，WPS 回報目前狀態。設定成功還包含將既有寫入快取提交到媒體。
- NWPC
- Namespace Write Protection Capabilities，控制器支援哪些保護狀態的位元欄位。
- WPC
- Write Protection Control，決定是否接受進入特定保護狀態之要求的控制欄位。
- WPS
- Write Protection State，namespace目前的寫入保護狀態代碼。
保護後如何使用與觀察
04-01Read、Flush、管理命令各有處理規則；跨 namespace 的操作也受影響。用目前 WPS、完成狀態與健康警告回答各自的問題。
00.02.讀者已學過 OS 與 Computer Organization，並了解 SSD 基本概念。本文使用 namespace 7／8 與控制器 A／B 作為說明性範例；數值不代表裝置一定具備這些配置。
00.03.先掌握四種狀態，再讀支援與控制位，接著完成一個設定案例；最後把狀態套回實際命令。欄位說明按相關概念分組，可從正文直接連到對應圖表。
把主軸連起來
00.04.全文以 namespace 7 的資料集為例：先決定需要哪種保護與解除方式，再確認裝置能否接受該轉換，等待設定成功，最後解釋哪些操作還能執行。每個欄位都有一個具體要回答的問題。
00.05.最容易混淆的三組關係是：支援能力與進入許可、不可保存與跨斷電保留、namespace 保護狀態與全體媒體健康警告。後面的對比會分別處理它們。
01 先看保護誰，再看四種狀態
01.01.Namespace Write Protection 讓主機控制單一 namespace 的寫入保護狀態。支援這項能力時，No Write Protect 與 Write Protect 必備；Until Power Cycle 與 Permanent 兩種狀態選用。namespace 建立時從 No Write Protect 開始；同一 namespace 的狀態須由所有附接它的控制器共同遵守。
來源：Base 2.4 §8.1.18
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.18, 文件頁 664-666, PDF 頁 690-692
02 沿著狀態圖理解解除與重設
02.01.Set Features 可在 0 與 1 之間切換，也可從 0 或 1 進入受支援且獲准的 2 或 3。處於 2 或 3 時，用 Set Features 要求改變狀態會得到 Feature Not Changeable。一般狀態機中，2 經 power cycle 回到 0；沒有 power cycle 的 Controller Level Reset 不解除它。
- Controller Level Reset
- 控制器層級重設；狀態2是否解除仍要辨認有沒有發生power cycle。
來源：Base 2.4 §8.1.18; 5.2.30.1.38
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.18; 5.2.30.1.38, 文件頁 512-513,664-665, PDF 頁 538-539,690-691
03 能力、進入許可與目前狀態是三件事
| 觀察到的值 | 它回答的問題 | 不能推出的結論 |
|---|---|---|
| NWPC=03h | 支援0／1及2，不支援3 | 目前已永久保護 |
| WPC=03h | 允許處理進入2與3的要求 | 所有namespace已保護 |
| WPS=3 | 這個namespace已永久保護 | 這是一份支援bitmap |
| MDS=1 | 多domain；禁止進入2 | 禁止所有寫入保護 |
- domain
- subsystem內用來界定通訊與故障影響的範圍；本篇用它判斷是否允許直到斷電的保護。
- MDS
- Multi-Domain Subsystem，Identify Controller中表示支援多domain的位元。
03.01.NWPC 宣告控制器支援哪些狀態；RPMB 的 WPC 控制是否允許命令進入狀態 2 或 3；FID 84h 的 WPS 才是 namespace 目前的狀態。WPUPCC=0 或 PWPC=0 會阻止對應的進入要求。MDS=1 的多 domain subsystem 禁止使用狀態 2，即使相關能力與控制位已設為 1。
- WPUPCC
- Write Protect Until Power Cycle Control，WPC內允許進入狀態2的控制位。
- PWPC
- Permanent Write Protect Control，WPC內允許進入永久保護的控制位。
- RPMB
- Replay Protected Memory Block，使用認證與防重播機制存取的記憶區；本篇只取其WPC控制欄位。
來源：Base 2.4 §8.1.18; 5.2.30.1.38
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.18; 5.2.30.1.38, 文件頁 512-513,664-665, PDF 頁 538-539,690-691
04 把查詢、設定與成功完成接起來
- metadata
- 隨 logical block 儲存的附加資料，可包含資料保護資訊，也可有其他用途。
- CDW
- CDW（Command Dword）；命令中的 32-bit 欄位單位，例如 CDW10 的 10 是欄位 index，不是 byte offset。
- CQE
- Completion Queue Entry，CQ 中的一筆完成結果資料結構。
04.01.以有效且 active 的 NSID 選 namespace；Get FID 84h、SEL=0 讀目前 WPS，Set 在 CDW11 bits 2:0 放新 WPS。設定不可使用 SV=1；SEL=1 沒有 default 可讀，回 Invalid Field in Command。成功進入寫入保護時，控制器必須把該 namespace 的所有揮發性寫入快取資料及 metadata 寫入非揮發媒體。
- active
- 已附接於處理命令之控制器的namespace狀態。
- NSID
- Namespace Identifier，controller 用來指向 namespace 的數值 handle；identifier 不等於 namespace 物件本身。
- SEL
- Select，Get Features中選擇目前值、預設值、已保存值或能力的欄位。
- SV
- Save，Set Features中要求保存屬性值的位元。
來源：Base 2.4 §5.2.30.1.38
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §5.2.30.1.38, 文件頁 512-513, PDF 頁 538-539
05 保護後，哪些命令仍能做什麼
| 命令或情境 | 是否被寫入保護阻擋 | 原因 |
|---|---|---|
| Read／Compare／Verify | 正常處理；仍可能有其他錯誤 | 保護不封鎖這些操作 |
| Dataset Management修改受保護媒體 | 必須失敗 | 表內命令仍受註腳1約束 |
| 受保護NSID的Flush | 成功且無作用 | 進入保護時已提交快取 |
| Format指向8但也修改受保護的7 | Namespace is Write Protected | 實際影響包含受保護namespace |
| Sanitize會修改受保護namespace | Namespace is Write Protected | 沒有指定NSID也須遵守保護 |
05.01.Figure 737 列出對受保護 NSID 正常處理的命令，但註腳仍限制會修改非揮發媒體的動作。Flush 成功且不產生作用；Directive Receive 若要求配置 Streams 資源則回 Namespace is Write Protected。未列出的命令只要符合本節列出的受保護目標或跨 namespace 修改條件，就會被拒絕。
來源：Base 2.4 §8.1.18.2
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.18.2, 文件頁 665-666, PDF 頁 691-692
06 用正確的狀態與錯誤解釋結果
| 想回答的問題 | 查看哪裡 | 代表性判讀 |
|---|---|---|
| namespace7目前是哪種保護？ | Get FID84h、SEL0的WPS | 1是一般Write Protect |
| 裝置是否支援永久保護？ | Identify的NWPC bit2 | 1是支援，不是已進入 |
| 為何要求改變狀態失敗？ | 完成狀態＋原狀態／控制條件 | WPS2要求0：Feature Not Changeable |
| 是否回報全體媒體唯讀警告？ | SMART的AMRO | 不能只因WPS變化而設1 |
- AMRO
- All Media Read-Only，SMART健康資訊中表示全體媒體唯讀的警告位。
06.01.主機應以 Get FID 84h 查 namespace 寫入保護狀態。控制器不得只因本狀態機造成的唯讀條件，就把 SMART Critical Warning 的 All Media Read-Only 設為 1；AMRO=0 也不能證明 namespace 沒有設保護。外部寫入保護系統與本機制組合的結果不在此規格定義內。
來源：Base 2.4 §8.1.18.1
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.18.1, 文件頁 665, PDF 頁 691
開著 Spec 的順向報告路徑
R-1先用本文的全貌與案例說明機制，再按下列 Base PDF 檢視器頁碼往後讀。共用頁從指定標題開始，在停止標題前結束；必要背景已在中文教學說明，不必為每個引用往返翻頁。
| 頁碼順序 | 章節起點 | 重點與停止位置 |
|---|---|---|
| R1 · Base PDF 538–539 | §5.2.30.1.38 | 從 Namespace Write Protection Config 開始，用 Figure541 讀WPS編碼，再說不可保存、沒有default、拒絕轉換的條件，以及下一頁的快取提交。 在 §5.2.30.1.39 前停止。 |
| R2 · Base PDF 690–692 | §8.1.18 | 從 Namespace Write Protection 標題開始。Figure735比較四種狀態，Figure736沿箭頭解釋事件，Theory of Operation接能力與共享保護，Figure737連同下一頁三項註腳說明命令。 在 §8.1.19 前停止。 |
| R3 · Base PDF 718 | §8.1.24 · Figure756 byte2 | 最後只補看Device Configuration Block的WPC byte2，對照PWPC、WPUPCC與重設清零。不要從此展開其餘RPMB訊息表。 在 Figure757 前停止。 |
- Device Configuration Block
- RPMB target0的裝置設定資料結構，WPC位於其中byte2。
學完後想一想
1. WPS=2，沒有斷電的控制器重設後，能用 Set WPS=0 解除嗎？
08.01.不能。這種重設維持狀態2，Set不能改變它；power cycle才沿著圖上的特殊箭頭回到0。WPUPCC清零只是關閉之後的進入許可，不是解除現有保護。
來源
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.18; 5.2.30.1.38, 文件頁 512-513,664-665, PDF 頁 538-539,690-691
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.24, 文件頁 691-692, PDF 頁 717-718
2. NWPC=07h、PWPC=1，是否代表任何 namespace 現在都能進入永久保護？
08.02.還要看目前狀態。0或1才有進入3的Set路徑；原本在2時，改成3仍會被拒絕。NWPC是支援，PWPC是許可，兩者都不取代狀態機。
來源
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.18; 5.2.30.1.38, 文件頁 512-513,664-665, PDF 頁 538-539,690-691
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.18; 5.2.30.1.38, 文件頁 512-513,664-665, PDF 頁 538-539,690-691
3. 成功的能力查詢回 DW0=6，能否說目前 WPS=6，而且可解除永久保護？
08.03.兩個結論都不對。SEL3的6解成CHANG1、NSSPEC1、SVBL0；CHANG表示此Feature有可變更的值，不保證目前值可改。查WPS要另用SEL0。
來源
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §5.2.12; 5.2.12.2; 5.2.30.1.38, 文件頁 209-212,512, PDF 頁 235-238,538
4. 保護後 Flush 為什麼成功卻不寫回資料？
08.04.轉入保護時已要求提交該namespace全部揮發性寫入快取資料與metadata。因此這裡的成功不代表還有一次額外寫入，也不能反推其他未受保護namespace的Flush同樣無作用。
來源
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §5.2.30.1.38, 文件頁 512-513, PDF 頁 538-539
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.18.2, 文件頁 665-666, PDF 頁 691-692
5. 7受保護、8未受保護，把 Format NVM 的 NSID 填8就一定能執行嗎？
08.05.不一定。還要判斷這次format真正涵蓋哪些namespace；若也會修改7，就必須因保護而拒絕。保護依實際影響判斷，不只看命令上的目標編號。
來源
來源：NVME-BASE-2.4, Rev. 2.4, §8.1.18.2, 文件頁 665-666, PDF 頁 691-692
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