CN107301073B - 一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法及其装置，包括将存放配置信息的地址以存储页地址作为单位进行统计，得到多个顺序排序的页地址；从当前起始页地址依次检索各个页地址对应的配置信息，检索到有效配置信息后，将有效配置信息对应的页地址更新为起始页地址，将有效配置信息作为最新配置信息；计算起始页地址和终止页地址的中间页地址，判断起始页地址是否等于终止页地址，若否，通过中间页地址对应的配置信息确定选取哪个半区继续进行检测，若相等，将起始页地址对应的存储页内的配置信息作为检索结果。本发明通过将存储配置信息的地址进行一维简化，并采用二分算法进行检索，大大减少了检索次数，检索效率高。

Description

一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法及其装置

技术领域

本发明涉及配置更新技术领域，特别是涉及一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法及其装置。

背景技术

随着互联网、云计算、物联网等技术的发展，固态硬盘作为新的一代存储，被广泛应用。在固态硬盘的存储空间中，除了存用户数据还要存系统元数据，用于固件正常运行和数据管理，如系统状态信息、系统配置信息等。系统每次下电或更新时，会生成最新的配置信息，将其存入Nand空间中，待下次上电后，固件读取最新配置信息，以保证系统运行启动。配置信息的管理，对保证固件正常运行，处理异常掉电等情况有重要作用。

在SSD固件运行过程中，配置信息的版本会不断更新，为了保证数据的安全性和追溯性，会在特定区域内按一定顺序保存不同版本的配置信息。在SSD系统上电过程中，需要在所有版本中检索最新配置信息，用于系统启动运行。而目前的检索方式是顺序检索，即依据存储配置信息的空间地址，依次读取各个地址对应的配置信息，这种方式需要将配置信息全部检索一遍才能确定最新配置信息，效率低，时间长。

因此，如何提供一种检索效率高的基于固态硬盘系统的配置信息检索方法及其装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法及其装置，通过将存储配置信息的地址进行一维简化，并采用二分算法进行检索，大大减少了检索次数，检索效率高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法，包括：

步骤s1：将存放配置信息的地址空间以存储页地址作为基准单位进行统计排序，得到多个顺序排序的页地址；

步骤s2：从当前起始页地址开始依次检索各个所述页地址对应的存储页内的配置信息，检索到有效配置信息后，将所述有效配置信息对应的页地址更新为起始页地址，并将所述有效配置信息作为最新配置信息；

步骤s3：依据所述起始页地址和终止页地址计算中间页地址，并判断所述起始页地址是否等于所述终止页地址，若不等，进入步骤s4，若相等，将所述起始页地址对应的存储页内的配置信息作为检索结果；

步骤s4：读取所述中间页地址对应的存储页内的配置信息；若读取结果为空，则依据所述中间页地址更新所述终止页地址；若读取的配置信息中的版本号大于所述最新配置信息中的版本号，则依据所述中间页地址更新所述起始页地址，并将更新后的起始页地址对应的存储页内的配置信息作为最新配置信息；若读取的配置信息中的版本号小于所述最新配置信息中的版本号，则依据所述中间页地址更新所述终止页地址；返回步骤s3。

优选地，步骤s3中判断所述起始页地址不等于所述终止页地址后，进入步骤s4之前还包括：

步骤s31：将所述中间页地址作为当前检测页地址；

步骤s32：判断其对应的存储页是否为坏页，若是，进入步骤s33，否则，进入步骤s4；

步骤s33：将所述检测页地址的下一个页地址更新为当前检测页地址，并判断所述当前检测页地址是否小于所述终止页地址，若是，则返回步骤s32，否则，依据所述中间页地址更新所述终止页地址，并返回步骤s3。

优选地，步骤s2中还包括：

在检索完成所述终止页地址对应的存储页内的配置信息后，仍未检索到有效配置信息时，返回检索失败的响应。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于固态硬盘系统的配置信息检索装置，包括：

一维简化模块，用于将存放配置信息的地址空间以存储页地址作为基准单位进行统计排序，得到多个顺序排序的页地址；

初始检索模块，用于从当前起始页地址开始依次检索各个所述页地址对应的存储页内的配置信息，检索到有效配置信息后，将所述有效配置信息对应的页地址更新为起始页地址，并将所述有效配置信息作为最新配置信息；触发中间计算模块；

所述中间计算模块，用于依据所述起始页地址和终止页地址计算中间页地址，并判断所述起始页地址是否等于所述终止页地址，若不等，触发二分检索模块，若相等，将所述起始页地址对应的存储页内的配置信息作为检索结果；

所述二分检索模块，用于读取所述中间页地址对应的存储页内的配置信息；若读取结果为空，则依据所述中间页地址更新所述终止页地址；若读取的配置信息中的版本号大于所述最新配置信息中的版本号，则依据所述中间页地址更新所述起始页地址，并将更新后的起始页地址对应的存储页内的配置信息作为最新配置信息；若读取的配置信息中的版本号小于所述最新配置信息中的版本号，则依据所述中间页地址更新所述终止页地址；触发所述中间计算模块。

优选地，还包括坏页检测模块；所述中间计算模块在判断所述起始页地址不等于所述终止页地址后，触发所述坏页检测模块；

所述坏页检测模块具体包括：

坏页检测单元，用于将所述中间页地址作为当前检测页地址，判断其对应的存储页是否为坏页，若是，触发更新单元；否则，触发所述二分检索模块；

所述更新单元，用于将所述检测页地址的下一个页地址更新为当前检测页地址，并判断所述当前检测页地址是否小于所述终止页地址，若小于，触发所述坏页检测单元检测所述当前检测页地址对应的存储页，否则，依据所述中间页地址更新所述终止页地址，并触发所述中间计算模块。

优选地，所述初始检索模块还包括：

失败响应单元，用于在检索完成所述终止页地址对应的存储页内的配置信息后，仍未检索到有效配置信息时，返回检索失败的响应。

本发明提供了一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法及其装置，将存放配置信息的地址空间以存储页地址作为基准单位进行统计排序，得到多个顺序排序的页地址，这样能够使存放配置信息的地址空间从包含channel、target、lun、block以及page(存储页)的多维地址简化为了仅包含page的一维地址，进而简化了检索过程。

之后本发明采用二分算法，计算起始页地址与终止页地址之间的中间页地址，并依据中间页地址对应的配置信息内容，确定所需的最新配置信息处于哪部分半区内，通过这一次检索即将待检索的存储页数量简化为了初始的一半，之后再采用上述方法确定最新配置信息处于哪1/4区内，以此类推，直至起始页地址等于终止页地址，则表明已检索到最后，则输出当前起始页地址对应的存储页内的配置信息。可见，相比顺序依次检索的方式，本发明在检索过程中，读取配置信息的次数大大减少，提高了检索效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法的过程的流程图；

图2为本发明提供的另一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法的过程的流程图；

图3为本发明提供的一种基于固态硬盘系统的配置信息检索装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法及其装置，通过将存储配置信息的地址进行一维简化，并采用二分算法进行检索，大大减少了检索次数，检索效率高。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种基于固态硬盘(Solid State Drives，SSD)系统的配置信息检索方法，参见图1所示，图1为本发明提供的一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法的过程的流程图；该方法包括：

步骤s1：将存放配置信息的地址空间以存储页地址作为基准单位进行统计排序，得到多个顺序排序的页地址；

在SSD存储空间中，物理层面默认以channel、target、lun、block、page(存储也)的单位进行空间划分以存储数据，不同板卡会有区别，例如1个channel包含8个target，每个target包含2个lun，每个block包含192个page等等。生成的每份配置信息保存在一个page中。另外，本发明在配置信息中增加版本号versionnumber，每新生成一版配置信息，其版本号versionnumber加1，则最新配置信息为最大version number的版本。

其中，步骤s1中的操作具体为将存储配置信息的地址从之前的多维简化为了一维，只考虑page个数。例如，配置信息在板卡上被分配的地址空间为channel[0-1]、target[0-3]、lun[0-1]、block[0]，则配置信息所占用的page个数为2*4*2*1*192＝3072。此时，顺序排序的页地址为page0～page3071。当所有存储页空间均填满时，则从page0重新写入。当SSD上电检索最新配置信息时，设置检索的起始页地址start_address为page 0，终止页地址end_address为page 3071。

步骤s2：从当前起始页地址开始依次检索各个页地址对应的存储页内的配置信息，检索到有效配置信息后，将有效配置信息对应的页地址更新为起始页地址，并将有效配置信息作为最新配置信息；

可以理解的是，有些存储页内存储的配置信息为无效信息或者为空，这种情况下将其作为起始页地址也只是增加操作次数，并无有益效果，因此需要按照页地址的排列顺依次检索到有效配置信息后，再以此为起始，进行后续二分检索操作。

步骤s3：依据起始页地址和终止页地址计算中间页地址，并判断起始页地址是否等于终止页地址，若不等，进入步骤s4，若相等，将起始页地址对应的存储页内的配置信息作为检索结果；

其中，计算中间页地址与判断起始页地址是否等于终止页地址的两个操作可以同时进行，也可以有先后顺序，两者之间的先后顺序本发明不作具体限定。

具体计算过程为中间页地址mid_address＝(起始页地址start_address+终止页地址end_address)/2。

需要注意的是，若(start_address+end_address)/2的计算结果不为整数，例如(0+3071)/2＝1535.5，此时，可以采用page1535作为中间页或者采用page1536作为中间页，即可以选取得到的结果的前一个或后一个页地址作为中间页地址，具体如何选用，可自行决定，本发明对此不作具体限定。

步骤s4：读取中间页地址对应的存储页内的配置信息；若读取结果为空，则依据中间页地址更新终止页地址；若读取的配置信息中的版本号大于最新配置信息中的版本号，则依据中间页地址更新起始页地址，并将更新后的起始页地址对应的存储页内的配置信息作为最新配置信息；若读取的配置信息中的版本号小于最新配置信息中的版本号，则依据中间页地址更新终止页地址；返回步骤s3。

其中，该步骤中，可以先判断读取结果是否为空，若不为空，再判断读取的配置信息中的版本号是否小于最新配置信息中的版本号。当然，也可采用其他顺序，本发明对此不作具体限定。

例如，步骤s41：读取中间页地址对应的存储页内的配置信息；

步骤s42：判断读取结果是否为空，若读取结果为空，进入步骤s44，否则，进入步骤s43；

步骤s43：判断读取的配置信息中的版本号是否小于最新配置信息中的版本号，若小于，进入步骤s44，否则，进入步骤s45；

步骤s44：依据中间页地址更新终止页地址；返回步骤s3；

步骤s45：依据中间页地址更新起始页地址，并将更新后的起始页地址对应的存储页内的配置信息作为最新配置信息；返回步骤s3。

可以理解的是，由于配置信息的写入顺序为从page0开始依次向后写入，若中间页的读取结果为空(erased page)，则表明此时尚未写到中间页的位置，因此最新配置信息在二分上半区，即在start_address～mid_address之间，因此，令end_address＝mid_address。

若读取的配置信息中的版本号大于当前最新配置信息中的版本号，由于当前的最新配置信息为start_address对应的配置信息，该信息的存储位置为起始页，即在中间页之前，若中间页存储的配置信息要比起始页的配置信息新，则表明最新的配置信息应该位于中间页或中间页之后的某个存储页中，即位于二分下半区，在mid_address～end_address之间，令start_address＝mid_address。

若读取的配置信息中的版本号小于当前最新配置信息中的版本号，即中间页之前的起始页中的配置信息比中间页的配置信息要新，则表明此时全部存储页已经写满，并重新从page0开始重新写入了，故最新的配置信息应该位于二分上半区，令end_address＝mid_address。

作为优选地，步骤s3中判断起始页地址不等于终止页地址后，进入步骤s4之前还包括：

步骤s31：将中间页地址作为当前检测页地址；读取中间页地址对应的存储页内的配置信息；

步骤s32：判断其对应的存储页是否为坏页，若是，进入步骤s33，否则，进入步骤s4；

步骤s33：将检测页地址的下一个页地址更新为当前检测页地址，并判断当前检测页地址是否小于终止页地址，若是，则返回步骤s32，否则，依据中间页地址更新终止页地址，并返回步骤s3。

可以理解的是，确定中间页地址后，中间页地址对应的中间页可能出现损坏的情况，即为坏页，这种情况下显然无法读取其配置信息，因此需要顺序查看中间页地址的下一个页地址，若其仍未坏页，则继续后续操作，直到找到没有损坏的存储页为止；若直到终止页地址均是坏页，表明此时从中间页到终止页均损坏，故此时只能从二分上半区开始找。

进一步的，步骤s2中还包括：

在检索完成终止页地址对应的存储页内的配置信息后，仍未检索到有效配置信息时，返回检索失败的响应。

可以理解的是，在某些情况下，会出现全部存储页内均为存储有效配置信息，此时需要告知工作人员检索失败。

参见图2所示，图2为本发明提供的另一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法的过程的流程图。

本发明提供了一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法，将存放配置信息的地址空间以存储页地址作为基准单位进行统计排序，得到多个顺序排序的页地址，这样能够使存放配置信息的地址空间从包含channel、target、lun、block以及page(存储页)的多维地址简化为了仅包含page的一维地址，进而简化了检索过程。

之后本发明采用二分算法，计算起始页地址与终止页地址之间的中间页地址，并依据中间页地址对应的配置信息内容，确定所需的最新配置信息处于哪部分半区内，通过这一次检索即将待检索的存储页数量简化为了初始的一半，之后再采用上述方法确定最新配置信息处于哪1/4区内，以此类推，直至起始页地址等于终止页地址，则表明已检索到最后，则输出当前起始页地址对应的存储页内的配置信息。可见，相比顺序依次检索的方式，本发明在检索过程中，读取配置信息的次数大大减少，提高了检索效率。

本发明还提供了一种基于固态硬盘系统的配置信息检索装置，参见图3所示，图3为本发明提供的一种基于固态硬盘系统的配置信息检索装置的结构示意图。该装置包括：

一维简化模块1，用于将存放配置信息的地址空间以存储页地址作为基准单位进行统计排序，得到多个顺序排序的页地址；

初始检索模块2，用于从当前起始页地址开始依次检索各个页地址对应的存储页内的配置信息，检索到有效配置信息后，将有效配置信息对应的页地址更新为起始页地址，并将有效配置信息作为最新配置信息；触发中间计算模块3；

中间计算模块3，用于依据起始页地址和终止页地址计算中间页地址，并判断起始页地址是否等于终止页地址，若不等，触发二分检索模块4，若相等，将起始页地址对应的存储页内的配置信息作为检索结果；

二分检索模块4，用于读取中间页地址对应的存储页内的配置信息；若读取结果为空，则依据中间页地址更新终止页地址；若读取的配置信息中的版本号大于最新配置信息中的版本号，则依据中间页地址更新起始页地址，并将更新后的起始页地址对应的存储页内的配置信息作为最新配置信息；若读取的配置信息中的版本号小于最新配置信息中的版本号，则依据中间页地址更新终止页地址；触发中间计算模块3。

作为优选地，该装置还包括坏页检测模块5；中间计算模块3在判断起始页地址不等于终止页地址后，触发坏页检测模块5；

坏页检测模块5具体包括：

坏页检测单元，用于将中间页地址作为当前检测页地址，判断其对应的存储页是否为坏页，若是，触发更新单元；否则，触发二分检索模块4；

更新单元，用于将检测页地址的下一个页地址更新为当前检测页地址，并判断当前检测页地址是否小于终止页地址，若小于，触发坏页检测单元检测当前检测页地址对应的存储页，否则，依据中间页地址更新终止页地址，并触发中间计算模块3。

作为优选地，初始检索模块2还包括：

失败响应单元，用于在检索完成终止页地址对应的存储页内的配置信息后，仍未检索到有效配置信息时，返回检索失败的响应。

本发明提供了一种基于固态硬盘系统的配置信息检索装置，将存放配置信息的地址空间以存储页地址作为基准单位进行统计排序，得到多个顺序排序的页地址，这样能够使存放配置信息的地址空间从包含channel、target、lun、block以及page(存储页)的多维地址简化为了仅包含page的一维地址，进而简化了检索过程。

之后本发明采用二分算法，计算起始页地址与终止页地址之间的中间页地址，并依据中间页地址对应的配置信息内容，确定所需的最新配置信息处于哪部分半区内，通过这一次检索即将待检索的存储页数量简化为了初始的一半，之后再采用上述方法确定最新配置信息处于哪1/4区内，以此类推，直至起始页地址等于终止页地址，则表明已检索到最后，则输出当前起始页地址对应的存储页内的配置信息。可见，相比顺序依次检索的方式，本发明在检索过程中，读取配置信息的次数大大减少，提高了检索效率。

以上的两种具体实施方式仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种基于固态硬盘系统的配置信息检索方法，其特征在于，包括：

步骤s1：将存放配置信息的地址空间以存储页地址作为基准单位进行统计排序，得到多个顺序排序的页地址；

步骤s2：从当前起始页地址开始依次检索各个所述页地址对应的存储页内的配置信息，检索到有效配置信息后，将所述有效配置信息对应的页地址更新为起始页地址，并将所述有效配置信息作为最新配置信息；

步骤s3：依据所述起始页地址和终止页地址计算中间页地址，并判断所述起始页地址是否等于所述终止页地址，若不等，进入步骤s4，若相等，将所述起始页地址对应的存储页内的配置信息作为检索结果；

步骤s4：读取所述中间页地址对应的存储页内的配置信息；若读取结果为空，则依据所述中间页地址更新所述终止页地址；若读取的配置信息中的版本号大于所述最新配置信息中的版本号，则依据所述中间页地址更新所述起始页地址，并将更新后的起始页地址对应的存储页内的配置信息作为最新配置信息；若读取的配置信息中的版本号小于所述最新配置信息中的版本号，则依据所述中间页地址更新所述终止页地址；返回步骤s3。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中判断所述起始页地址不等于所述终止页地址后，进入步骤s4之前还包括：

步骤s31：将所述中间页地址作为当前检测页地址；

步骤s32：判断其对应的存储页是否为坏页，若是，进入步骤s33，否则，进入步骤s4；

步骤s33：将所述检测页地址的下一个页地址更新为当前检测页地址，并判断所述当前检测页地址是否小于所述终止页地址，若是，则返回步骤s32，否则，依据所述中间页地址更新所述终止页地址，并返回步骤s3。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤s2中还包括：

在检索完成所述终止页地址对应的存储页内的配置信息后，仍未检索到有效配置信息时，返回检索失败的响应。

4.一种基于固态硬盘系统的配置信息检索装置，其特征在于，包括：

一维简化模块，用于将存放配置信息的地址空间以存储页地址作为基准单位进行统计排序，得到多个顺序排序的页地址；

初始检索模块，用于从当前起始页地址开始依次检索各个所述页地址对应的存储页内的配置信息，检索到有效配置信息后，将所述有效配置信息对应的页地址更新为起始页地址，并将所述有效配置信息作为最新配置信息；触发中间计算模块；

所述中间计算模块，用于依据所述起始页地址和终止页地址计算中间页地址，并判断所述起始页地址是否等于所述终止页地址，若不等，触发二分检索模块，若相等，将所述起始页地址对应的存储页内的配置信息作为检索结果；

所述二分检索模块，用于读取所述中间页地址对应的存储页内的配置信息；若读取结果为空，则依据所述中间页地址更新所述终止页地址；若读取的配置信息中的版本号大于所述最新配置信息中的版本号，则依据所述中间页地址更新所述起始页地址，并将更新后的起始页地址对应的存储页内的配置信息作为最新配置信息；若读取的配置信息中的版本号小于所述最新配置信息中的版本号，则依据所述中间页地址更新所述终止页地址；触发所述中间计算模块。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括坏页检测模块；所述中间计算模块在判断所述起始页地址不等于所述终止页地址后，触发所述坏页检测模块；

所述坏页检测模块具体包括：

坏页检测单元，用于将所述中间页地址作为当前检测页地址，判断其对应的存储页是否为坏页，若是，触发更新单元；否则，触发所述二分检索模块；

所述更新单元，用于将所述检测页地址的下一个页地址更新为当前检测页地址，并判断所述当前检测页地址是否小于所述终止页地址，若小于，触发所述坏页检测单元检测所述当前检测页地址对应的存储页，否则，依据所述中间页地址更新所述终止页地址，并触发所述中间计算模块。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述初始检索模块还包括：

失败响应单元，用于在检索完成所述终止页地址对应的存储页内的配置信息后，仍未检索到有效配置信息时，返回检索失败的响应。

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