NVMe是一种针对PCIe SSD的高性能、可扩展的主机控制器接口。它的显著特征是支持通过多队列来处理IO命令，达到显著提高性能的效果。NVMe协议制定了Host与SSD控制器之间交互的命令，以及命令是如何执行的。命令有两种：一种叫Admin Command，用于Host管理和控制NVMe SSD；另一种叫I/O Command，用于Host和NVMe SSD之间数据的传输。

1. 管理命令

下面是NVMe 1.3支持的管理命令列表：

1）Delete I/O Submission Queue/Delete I/O Completion Queue/Create I/O Submission Queue/Create I/O Completion Queue

创建或删除IO提交，完成队列。

2）Get Log Page

获取指定log page的内容，比如smart log，self test log，error log等信息都是通过这个命令获取。

3）Identify

Identify命令返回一个数据缓冲区，其中描述了有关NVM子系统、controller或namespace的信息。比如active的namespace，所有的namespace，当前的controller等信息。

4）Abort

Abort命令用于终止先前提交给Admin Submission Queue或I/O Submission Queue的特定命令。要中止的命令可能已经完成，当前正在执行，或者可能处于队列中。

5）Set Features/Get Features

指定或获取Feature的属性。feature包括电源状态，温度阈值等。

6）Asynchronous Event Request

2. I/O命令

下面是NVMe 1.3支持的I/O命令列表：

1) Flush

Flush命令用于请求将易失性写缓存的内容变为非易失性。 如果启用了易失性写缓存，那么Flush命令将把与指定命名空间相关的数据和元数据刷到非易失性介质中。

2）Write

写data到NVMe controller提供的LBA，如果SSD支持的话，也可以写入meta。Host也可以指定要包含的保护信息（PI）作为写操作的一部分。

3）Read

从NVMe controller提供的LBA中读取data，如果SSD支持的话，也可以读取meta。Host也可以在读的时候检查PI信息。

4）Write Uncorrectable

字面意思是写如错误，实际上是标记指定范围的LBA为invalid。当LBA被标记为invalid后，如果读到这个LBA，会返回读失败（Unrecovered Read Error status）。如果要清除invalid标记，需要在被标记的LBA上执行Write命令，“覆盖”之前的标记。

5）Compare

Compare命令从存储介质中读取指定的LBA，并将读取的数据与传入的比较数据缓冲区（Compare命令传入的）进行比较。如果读取的数据和比较数据缓冲区中的数据是相同的，则命令返回成功。如果存在任何不同，则命令返回Compare Failure。

6）Write Zeroes

将指定LBA范围的数据写0.

7）Dataset Management

用于指定LBA范围的属性。包括数据读写频率、访问大小和其他可用于优化性能和可靠性的信息。不是常用命令。

8）Reservation Register/Reservation Release/Reservation Acquire/Reservation Report

Reservation提供了一整套可以让一个、两个或者更多的Hosts共同访问一个shared namespace的机制。Reservation权限就像是一个shared namespace 的管理员权限，得到reservation权限的host 对这个shared namespace 可以做任意的读写操作。但是在成为管理员之前需要先用Reservation Register命令注册成为注册人员（registrant），从而建立host和namespace之间的连接, 这个操作的意义相当于通过register 的key 建立起host id 和namespace 之间的register 关系。Reservation Release是让Host放弃这个namespace的管理员权限。Reservation Acquire是获取对应的权限。Reservation Report会返回当前的reservation状态。