CN104020963A - 一种防止误判硬盘读写错误的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止误判硬盘读写错误的方法，该方法应用于存储设备，该方法包括:在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A；在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B；当硬盘读写命令完成时，如果该命令的执行结果是读写错误，则判断时间A是否在时间B之前，如果是，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误；如果否，则查询硬盘对应槽位的当前状态，如果硬盘对应槽位当前的状态为下电状态，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误，如果硬盘对应槽位当前的状态不是下电状态，则返回读写错误。本发明的方案，解决了硬盘被拔出时执行读写不成功而反馈硬盘故障的读写错误问题。

Description

一种防止误判硬盘读写错误的方法和装置

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种防止误判硬盘读写错误的方法和装置。

背景技术

随着硬盘容量的不断增大，硬盘读写发生错误的概率也在增大。伴随着错误概率的增大，不管是硬盘自身的错误恢复或是驱动软件的错误恢复都较之以前更为复杂。而容量的增大，意味着如果一个硬盘因为读写错误而导致不可用，其丢失的数据量更大。对于无冗余的系统，意味着数据的彻底丢失，对于有冗余的系统，则意味着需要更长的时间来恢复数据。

读写错误可能出现的情形是，硬盘热插拔时下发了读写命令，此时返回的读写错误被判定为硬盘的读写错误。比如，在拔出硬盘前下发的读写命令，由于硬盘拔出后无法执行读写操作，所以一律将其处理为读写错误进行返回。但实际上此时返回的读写错误，不是硬盘本身故障导致的，而是硬盘离线导致的。

图1是一个块设备IO流示意图。在Linux系统中，对于硬盘，直接以块设备的方式提供给上层应用(Application)使用，上层应用(Application)对块设备的读写请求，按图中所示经由Linux通用块层、SCSI子系统，最终到物理硬盘，物理硬盘在完成请求处理后，逆序依次调用各层的完成回调函数，最终将请求的处理结果返回给上层应用(Application)。而在通用块层(GenericBlock Layer)，只要是读写请求处理失败就会向上层返回读写错误，上层应用(Application)根据已定策略进行处理。在硬盘为离线状态时，读写命令会在SCSI层直接done回，当返回到Linux通用块层时，Linux通用块层就会向上层应用(Application)返回读写错误。

现有技术将不是硬盘本身故障导致的读写错误，判定为硬盘的读写错误。这样处理，对于无冗余的系统，可能导致数据丢失、业务中断或标志错误位置不可用而重新映射写入位置；对于有冗余的系统，可能造成非读写位置的数据恢复。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种防止误判硬盘读写错误的方法和装置。该方法和装置应用于存储设备。

该方法包括:在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A；在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B；当硬盘读写命令完成时，如果该命令的执行结果是读写错误，则判断时间A是否在时间B之前，如果是，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误；如果否，则查询硬盘对应槽位的当前状态，如果硬盘对应槽位当前的状态为下电状态，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误，如果硬盘对应槽位当前的状态不是下电状态，则返回读写错误。

优选地，在该存储设备是Linux系统的存储设备时，所述时间用Linux内核级的全局变量jiffies表示；所述在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A具体为：在向硬盘下发读写命令时，记录当前jiffies的值到dispatch_jiffies，该dispatch_jiffies的值作为所述时间A；

所述在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B具体为：在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录当前jiffies的值到poweroff_jiffies，该poweroff_jiffies的值作为所述时间B。

优选地，该方法进一步包括：在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录硬盘的上下电状态信息为下电；在向硬盘下发读写命令后，记录记录系统当前的时间A之前，进一步查询硬盘当前的上下电状态信息，如果当前硬盘的该上下电状态信息为下电，则直接返回硬盘不在位错误，否则记录系统当前的时间A。

该装置包括:时间记录模块，用于在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A；在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B；硬盘读写错误判断模块，用于当硬盘读写命令完成时，如果该命令的执行结果是读写错误，则判断时间A是否在时间B之前，如果是，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误；如果否，则查询硬盘对应槽位的当前状态，如果硬盘对应槽位当前的状态为下电状态，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误，如果硬盘对应槽位当前的状态不是下电状态，则返回读写错误。

在该装置应用的存储设备为Linux系统的存储设备时，优选地，所述时间用Linux内核级的全局变量jiffies表示；该时间记录模块在所述在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A具体为：在向硬盘下发读写命令时，记录当前jiffies的值到dispatch_jiffies，该dispatch_jiffies的值作为所述时间A；该时间记录模块在所述在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B具体为：在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录当前jiffies的值到poweroff_jiffies，该poweroff_jiffies的值作为所述时间B。

优选地，该装置还包括上下电状态记录模块和上下电状态判断模块；该上下电状态记录模块，用于在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录硬盘的上下电状态信息为下电；该上下电状态判断模块，用于在时间记录模块根据向硬盘下发读写命令记录系统当前的时间A之前查询硬盘的上下电状态信息，如果当前硬盘的该上下电状态信息为下电，则直接返回硬盘不在位错误，否则通知时间记录模块记录系统当前的时间A。

相较于现有技术，本发明的方案解决了硬盘被拔出时执行读写不成功而反馈硬盘故障的读写错误问题。

附图说明

图1是一种块设备IO流示意图。

图2是本发明实施例流程图。

图3是本发明另一实施例流程图。

图4是本发明装置逻辑结构图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的问题，本发明提供一种防止误判硬盘读写错误的方案。本发明的方案，解决了硬盘被拔出时执行读写不成功而反馈硬盘故障的读写错误问题。本发明的方法应用于存储设备。以下结合附图和实施例详细描述本发明方案。

请参图2，本发明实施例流程图。

S1、在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A；在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B。

本步骤中的记录系统时间的操作，只要有对应的事件(向硬盘下发读写命令；硬盘上报下电事件；向硬盘下发下电命令)触发即执行。

S2、当硬盘读写命令完成时，如果该命令的执行结果是读写错误，则判断时间A是否在时间B之前，如果是，则返回硬盘不在位错误；如果否，则查询硬盘对应槽位的当前状态。

S3、如果硬盘对应槽位当前的状态为下电状态，则返回硬盘不在位错误，如果硬盘对应槽位当前的状态不是下电状态，则返回读写错误。

如果时间A在时间B之前，即表示在向硬盘下发读写命令后，硬盘被下电。此时应该认为是硬盘下电导致的读写错误，所以向上层返回“硬盘不在位错误”。如果时间A在时间B之后，则需要进一步查询硬盘对应槽位的当前状态。通过当前硬盘对应槽位的状态来确定是不是硬盘被下电导致的读写错误。如何查询硬盘当前对应槽位的状态属于现有技术，在此不再详细描述。如果硬盘对应槽位为下电时，返回硬盘不在位错误，否则就应该被认为确实存在硬盘读写错误。这里之所以要查询硬盘对应槽位的当前状态，是为了避免硬盘下电上报有延迟而出现误判的临界情况。

另外，一种更优地处理方式可以在步骤S1中增加硬盘当前状态的判断。即步骤S1修改为：

S1、在向硬盘下发读写命令时，如果当前硬盘状态为下电状态，则直接返回“硬盘不在位错误”，否则记录系统当前的时间A；在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B。

这样处理的好处是，如果硬盘当前确实为下电状态，则可以直接反馈硬盘不在位的错误，而不用再执行后续的步骤。

硬盘的上下电状态信息可以在硬盘发生上下电后，通过一个变量进行记录，比如说硬盘上下电变量为power_change，该变量的值为0表示硬盘已上电，1表示硬盘已下电。所以在向硬盘下发读写命令时，如果该变量的值为1，则直接返回“硬盘不在位错误”。

在本发明应用的存储设备是Linux系统的存储设备时，对于上述时间A和时间B的记录方式，本发明实施例可以采用了Linux内核级的全局变量jiffies。该变量保存了从启动到当前的嘀嗒次数(number of ticks)。系统嘀嗒的频率一般为100HZ或者1000HZ；目前一些新的系统通常采用1000HZ，即1ms自加一次。采用此种方式，是因为jiffies是系统启动后的相对时间，该值用户不能修改，由内核自己管理，即1ms自加一次。而我们通常的系统时间，用户则可以修改的，而一旦发生修改，就会造成比较的不准确。

在用jiffies来记录时间时，可以按照如下方式进行实施：在向硬盘下发读写命令时，记录当前jiffies的值到dispatch_jiffies，该dispatch_jiffies的值即为上述时间A；在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录当前jiffies的值到poweroff_jiffies，该poweroff_jiffies的值即为上述时间B。

针对上述更优地处理方式，在用jiffies来记录时间时，可以按照如下方式进行实施：在向硬盘下发读写命令时，如果当前硬盘状态为下电状态，则直接返回“硬盘不在位错误”，否则记录当前jiffies的值到dispatch_jiffies，该dispatch_jiffies的值即为上述时间A；在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录当前jiffies的值到poweroff_jiffies，该poweroff_jiffies的值即为上述时间B。这里判断硬盘状态为上电还是下电，可以直接查询硬盘上下电状态信息，上下电状态信息的记录请进一步参下文对于图3的说明。

jiffies在Linux内核中是一个64位的无符号变量，当前的系统内核在判断dispatch_jiffies，poweroff_jiffies大小的时候已经将jiffies溢出的情况考虑在内了，这属于现有技术就能实现的技术，本发明实施例不再详细描述。请进一步参图3涉及本发明处理的几个流程。

首先是，系统启动时的处理：注册硬盘上/下电接口，以在硬盘发生上/下电时回调硬盘上下电处理函数。

硬盘上下电的处理：在处理硬盘上/下电事件时，判断是否是硬盘下电，如果是，则保存当前jiffies的值到poweroff_jiffies，同时保存硬盘上下电状态信息为下电；如果否，则判断是否是硬盘第一次上电，如果是，则保存当前jiffies的值到poweroff_jiffies，同时保存硬盘上下电状态信息为上电。在硬盘第一次上电时保存当前jiffies的值到poweroff_jiffies等于完成了对poweroff_jiffies的初始化。如果是硬盘下电后的再次上电，则保存硬盘上下电的状态信息为上电。在优化的处理方式中，步骤S1在向硬盘下发读写命令时，直接根据保存的硬盘上下电状态信息来执行后续的处理。

下发读写命令的处理：在下发读写命令时，保存当前jiffies的值到dispatch_jiffies。

读写命令完成处理：在处理读写命令完成时，判断是否有读写错误，如果无，则返回成功；如果有，则判断diapatch_jiffies是否在poweroff_jiffies之前，如果在之前，则返回硬盘不在位错误，否则查询硬盘对应槽位当前的状态。如果硬盘对应槽位当前为下电状态，则返回硬盘不在位错误，如果硬盘对应槽位当前不是下电状态，则返回硬盘读写错误。

虽然本发明的技术方案看起来很简单，但是不失为一种巧妙的处理方式。因为从图1的结构来看，最直接的处理方式就是SCSI层向Linux块层返回读写错误的原因，即是磁盘故障导致的读写错误还是磁盘离线导致的读写错误。这对SCSI层来说是能做到的。但是，这么处理会增加复杂度。SCSI层是Linux内核的公共层，这样修改SCSI层会影响到所有的SCSI设备；另外一方面，机械硬盘之所以需要经过块层，是为了对IO进行排序、合并，以提高硬盘的整体性能，所以，块层是无法绕过的。如果要通过SCSI向块层返回IO失败原因，影响很大，因为SCSI层与块层的接口要修改，而且这两个层是系统的公共层，对文件系统都有影响。而本发明的方案仅仅通过记录两个时间点并结合一定的判断步骤就实现硬盘读写错误真正原因的反馈。

基于同样的构思，本发明还提供一种防止误判硬盘读写错误的装置。请参图4，该装置包括：时间记录模块和硬盘读写错误判断模块。

时间记录模块，用于在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A；在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B。

硬盘读写错误判断模块，用于当硬盘读写命令完成时，如果该命令的执行结果是读写错误，则判断时间A是否在时间B之前，如果是，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误；如果否，则查询硬盘对应槽位的当前状态，如果硬盘对应槽位当前的状态为下电状态，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误，如果硬盘对应槽位当前的状态不是下电状态，则返回读写错误。

本发明优选地将系统的时间用Linux内核级的全局变量jiffies表示；故该时间记录模块在所述在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A具体为：在向硬盘下发读写命令时，记录当前jiffies的值到dispatch_jiffies，该dispatch_jiffies的值作为所述时间A；该时间记录模块在所述在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B具体为：在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录当前jiffies的值到poweroff_jiffies，该poweroff_jiffies的值作为所述时间B。

本发明实施例的装置还包括上下电状态记录模块和上下电状态判断模块。该上下电状态记录模块，用于在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录硬盘的上下电状态信息为下电；该上下电状态判断模块，用于在时间记录模块根据向硬盘下发读写命令记录系统当前的时间A之前查询硬盘的上下电状态信息，如果当前硬盘的该上下电状态信息为下电，则直接返回硬盘不在位错误，否则通知时间记录模块记录系统当前的时间A。

该时间记录模块还在硬盘第一次上电时保存当前jiffies的值到poweroff_jiffies。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种防止误判硬盘读写错误的方法，该方法应用于存储设备，其特征在于，该方法包括:

在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A；在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B；

当硬盘读写命令完成时，如果该命令的执行结果是读写错误，则判断时间A是否在时间B之前，如果是，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误；如果否，则查询硬盘对应槽位的当前状态，如果硬盘对应槽位当前的状态为下电状态，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误，如果硬盘对应槽位当前的状态不是下电状态，则返回读写错误。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储设备是Linux系统的存储设备，所述时间用Linux内核级的全局变量jiffies表示；

所述在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A具体为：

在向硬盘下发读写命令时，记录当前jiffies的值到dispatch_jiffies，该dispatch_jiffies的值作为所述时间A；

所述在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B具体为：

在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录当前jiffies的值到poweroff_jiffies，该poweroff_jiffies的值作为所述时间B。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录硬盘的上下电状态信息为下电；

在向硬盘下发读写命令后，记录记录系统当前的时间A之前，进一步查询硬盘当前的上下电状态信息，如果当前硬盘的该上下电状态信息为下电，则直接返回硬盘不在位错误，否则记录系统当前的时间A。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在硬盘第一次上电时保存当前jiffies的值到poweroff_jiffies。

5.一种防止误判硬盘读写错误的装置，该装置应用于存储设备，其特征在于，该装置包括:

时间记录模块，用于在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A；在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B；

硬盘读写错误判断模块，用于当硬盘读写命令完成时，如果该命令的执行结果是读写错误，则判断时间A是否在时间B之前，如果是，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误；如果否，则查询硬盘对应槽位的当前状态，如果硬盘对应槽位当前的状态为下电状态，则认为是硬盘下电导致的读写错误，返回硬盘不在位错误，如果硬盘对应槽位当前的状态不是下电状态，则返回读写错误。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该装置应用的存储设备为Linux系统的存储设备，所述时间用Linux内核级的全局变量jiffies表示；

该时间记录模块在所述在向硬盘下发读写命令时，记录系统当前的时间A具体为：

在向硬盘下发读写命令时，记录当前jiffies的值到dispatch_jiffies，该dispatch_jiffies的值作为所述时间A；

该时间记录模块在所述在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录系统当前的时间B具体为：

在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录当前jiffies的值到poweroff_jiffies，该poweroff_jiffies的值作为所述时间B。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，该装置还包括上下电状态记录模块和上下电状态判断模块；

该上下电状态记录模块，用于在硬盘上报下电事件或者向硬盘下发下电命令时，记录硬盘的上下电状态信息为下电；

该上下电状态判断模块，用于在时间记录模块根据向硬盘下发读写命令记录系统当前的时间A之前查询硬盘的上下电状态信息，如果当前硬盘的该上下电状态信息为下电，则直接返回硬盘不在位错误，否则通知时间记录模块记录系统当前的时间A。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时间记录模块在硬盘第一次上电时保存当前jiffies的值到poweroff_jiffies。