iSCSI协议中SAM LUN格式定义及SPDK中fmt_lun形式含义解析

iSCSI协议没有单独定义私有LUN格式，直接沿用SCSI架构模型（SAM）标准中规定的64位（8字节）格式化LUN编码规则，核心定义如下：

• 整个LUN值按大端序解析，最高2位（第62~63位）为寻址方法标识位，剩余62位的含义由该标识决定
• 寻址方法取值对应规则：
  • 方法0（标识值0b00）：单级平面寻址，有效LUN编号存储在第48_{55位（共8位），其余位必须填0，支持的LUN范围为0}255，是兼容性最广的基础编码方式
  • 方法1（标识值0b01）：单级扩展平面寻址，有效LUN编号存储在第48_{61位（共14位），其余位必须填0，支持的LUN范围为0}16383，用于需要更多LUN数量的存储场景
  • 方法2（标识值0b10）：多级LUN寻址，将剩余位拆分为多段1字节/2字节的层级地址，用于多控制器、多通道嵌套的复杂存储拓扑
  • 方法3（标识值0b11）：标准预留值，普通业务场景不使用
    iSCSI的命令PDU、协商流程中传递的LUN字段，必须使用上述标准格式化值，不能直接传输裸整数形式的LUN ID。

该函数的作用是将SPDK内部使用的整数型裸LUN ID，转换为符合SAM规范的64位格式化LUN值，两种实现分支完全对应SAM标准中的两种单级平面寻址方法，根据编译阶段配置的最大支持LUN数SPDK_SCSI_DEV_MAX_LUN自动选择编码逻辑，对应源码如下：

uint64_t
spdk_scsi_lun_id_int_to_fmt(int lun_id)
{
    uint64_t fmt_lun, method;

    if (SPDK_SCSI_DEV_MAX_LUN <= 0x0100) {
        /* below 256 */
        method = 0x00U;
        fmt_lun = (method & 0x03U) << 62;
        fmt_lun |= ((uint64_t)lun_id & 0x00ffU) << 48;
    } else if (SPDK_SCSI_DEV_MAX_LUN <= 0x4000) {
        /* below 16384 */
        method = 0x01U;
        fmt_lun = (method & 0x03U) << 62;
        fmt_lun |= ((uint64_t)lun_id & 0x3fffU) << 48;
    } else {
        /* XXX */
        fmt_lun = 0;
    }

    return fmt_lun;
}

两种fmt_lun形式的具体含义：

• method=0对应的fmt_lun：当配置的最大LUN数不超过256时启用，严格遵循SAM方法0的编码规则：将最高两位设为0b00，取传入LUN ID的低8位，左移48位放置到规定的8位有效地址段，其余位补0。这种编码方式可以兼容所有老旧SCSI发起端，适配性最好。
• method=1对应的fmt_lun：当配置的最大LUN数超过256、但不超过16384时启用，遵循SAM方法1的扩展平面寻址规则：将最高两位设为0b01，取传入LUN ID的低14位，左移48位放置到规定的14位有效地址段，其余位补0。这种编码方式在保证主流发起端兼容性的前提下，支持更大的LUN容量规模。

代码中else分支直接返回0是因为SPDK默认没有实现SAM标准中更复杂的多级LUN寻址逻辑，16384的LUN上限已经可以覆盖绝大多数通用块存储目标端的使用需求，因此留了待实现标记。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者json zhou