CN107797772A - 一种基于闪存介质的垃圾回收系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于闪存介质的垃圾回收系统及方法，属于计算机存储技术领域。本发明的基于闪存介质的垃圾回收系统，包括回收块数据处理模块和目标块擦除模块，所述回收块数据处理模块通过利用缓存器将垃圾回收步骤分离，目标块擦除模块通过判断标志器说明目标块所在plane在进行块擦除操作，返回垃圾回收操作完成信号，继续响应到来的请求。该发明的基于闪存介质的垃圾回收系统及方法能够有效的回收无效页，整合数据，提升性能，并能有效的减少数据迁移时间，具有很好的推广应用价值。

Description

一种基于闪存介质的垃圾回收系统及方法
技术领域
本发明涉及计算机存储技术领域，具体提供一种基于闪存介质的垃圾回收系统及方法。
背景技术
计算机具有存储信息量大，使用者获取信息方便快捷等优点，受到广泛的应用。存储设备是计算机中重要的部件，用于存储信息。在计算机存储设备中，需要进行存储垃圾回收，现有技术中有一次性清理垃圾回收方法或引用计数的垃圾回收方法，但是所述方法比较耗时，会严重影响系统对用户请求的响应。随着社会经济的飞速发展，计算机技术也有了长足的进步，计算机存储设备也出现很多选择，如内存卡、硬盘、U盘、闪存等等。Nand-flash闪存介质是内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-flash存储器具有容量大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述存在的问题，提供一种能够有效的回收无效页，整合数据，提升性能，并能有效的减少数据迁移时间的基于闪存介质的垃圾回收系统。
本发明进一步的技术任务是提供一种基于闪存介质的垃圾回收方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基于闪存介质的垃圾回收系统，包括回收块数据处理模块和目标块擦除模块，所述回收块数据处理模块通过利用缓存器将垃圾回收步骤分离，目标块擦除模块通过判断标志器说明目标块所在plane在进行块擦除操作，返回垃圾回收操作完成信号，继续响应到来的请求。
所述判断标志器不响应需要该plane的请求。判断标志器不对该plane分发写请求，读请求则先读系统原有缓存和专门处理垃圾回收的缓存器，需要该plane响应则等待。
通过缓存器的高性能写，快速将目标块中的有效数据存储，减少了有效数据的迁移时间。
通过目标块擦除模块可以有效隐藏垃圾回收中目标库的擦除时延。
作为优选，所述回收块数据处理模块采用提前写回的缓存管理策略将垃圾回收步骤分离。
作为优选，所述判断标志器不对plane分发写请求，读请求先读系统原有缓存和专门处理垃圾回收的缓存器。
一种基于闪存介质的垃圾回收方法，所述方法具体包括以下步骤：
S1：回收块数据处理模块通过缓存器进行数据处理；
S2：目标块擦除模块进行擦除数据。
作为优选，步骤S1中，缓存器利用提前写回的缓存管理策略，将垃圾回收的操作步骤分离。
作为优选，步骤S1中，固态存储设备每完成一个请求或操作而进入空闲状态时，调用仲裁程序选取下一个要执行的请求，若系统中没有读写请求或高优先级请求，则对缓存器里的内容进行管理，判断缓存器里是否有数据需要提前写回，若没有则对系统原有缓存进行操作。
作为优选，步骤S2中，目标块擦除模块使用判断标志器说明目标块所在plane在进行块擦除操作，返回垃圾回收操作完成信号，继续响应到来的请求。
作为优选，判断标志器不对plane分发写请求，读请求先读系统原有缓存和专门处理垃圾回收的缓存器，需要plane响应则等待。
作为优选，擦除操作完成后，修改相应的位图或表项，将该块中的页标记为空闲页。
与现有技术相比，本发明的基于闪存介质的垃圾回收方法具有以下突出的有益效果：所述基于闪存介质的垃圾回收方法能够有效的回收无效页，整合数据，有效的减少数据迁移时间，提升性能，具有良好的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明所述基于闪存介质的垃圾回收方法的流程图；
图2是本发明所述基于闪存介质的垃圾回收方法的回收块数据处理模块的流程图；
图3是本发明所述基于闪存介质的垃圾回收方法的目标块擦除模块的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明的基于闪存介质的垃圾回收系统及方法作进一步详细说明。
实施例
本发明的基于闪存介质的垃圾回收系统，包括回收块数据处理模块和目标块擦除模块。
回收块数据处理模块采用提前写回的缓存管理策略，通过利用缓存器将垃圾回收步骤分离。
目标块擦除模块通过判断标志器说明目标块所在plane在进行块擦除操作，返回垃圾回收操作完成信号，继续响应到来的请求（不响应需要该plane的请求）。判断标志器不会对该plane分发写请求，读请求会先读系统原有缓存和专门处理垃圾回收的缓存器，需要该plane响应则等待。
如图1所述，本发明的基于闪存介质的垃圾回收方法，具体包括以下步骤：
S1：回收块数据处理模块通过缓存器进行数据处理。
缓存器采用提前写回的缓存管理策略，通过利用缓存器将垃圾回收的操作步骤分离。固态存储设备每完成一个请求或操作而进入空闲状态时，调用仲裁程序选取下一个要执行的请求，若系统中没有读写请求或高优先级请求，则对缓存器里的内容进行管理，判断缓存器里是否有数据需要提前写回，若没有则对系统原有缓存进行操作。
如图2所示，回收块数据处理模块通过缓存器进行数据处理的过程：
列队记录数据迁移写请求的逻辑地址，判断逻辑地址是否在列队中，若不在，则结束，若在，则读取到服务于垃圾回收操作的缓存器，并更新映射关系。
S2：目标块擦除模块进行擦除数据。
目标块擦除模块使用判断标志器说明目标块所在plane在进行块擦除操作，返回垃圾回收操作完成信号，继续响应到来的请求（不响应需要该plane的请求）。判断标志器不会对plane分发写请求，读请求会先读系统原有缓存和专门处理垃圾回收的缓存器，需要plane响应则等待。擦除操作完成后，修改相应的位图或表项，将该块中的页标记为空闲页。
如图3所示，目标块擦除模块进行擦除数据的过程：
修改标志位，记录该plane进行块擦除，继续响应除该plane的请求，擦除操作完成，修改标志位，修改相应位图或表项，标记空页。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于闪存介质的垃圾回收系统，其特征在于：包括回收块数据处理模块和目标块擦除模块，所述回收块数据处理模块通过利用缓存器将垃圾回收步骤分离，目标块擦除模块通过判断标志器说明目标块所在plane在进行块擦除操作，返回垃圾回收操作完成信号，继续响应到来的请求。
2.根据权利要求1所述的基于闪存介质的垃圾回收系统，其特征在于：所述回收块数据处理模块采用提前写回的缓存管理策略将垃圾回收步骤分离。
3.根据权利要求1或2所述的基于闪存介质的垃圾回收系统，其特征在于：所述判断标志器不对plane分发写请求，读请求先读系统原有缓存和专门处理垃圾回收的缓存器。
4.一种基于闪存介质的垃圾回收方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：
S1：回收块数据处理模块通过缓存器进行数据处理；
S2：目标块擦除模块进行擦除数据。
5.根据权利要求4所述的基于闪存介质的垃圾回收方法，其特征在于：步骤S1中，缓存器利用提前写回的缓存管理策略，将垃圾回收的操作步骤分离。
6.根据权利要求4或5所述的基于闪存介质的垃圾回收方法，其特征在于：步骤S1中，固态存储设备每完成一个请求或操作而进入空闲状态时，调用仲裁程序选取下一个要执行的请求，若系统中没有读写请求或高优先级请求，则对缓存器里的内容进行管理，判断缓存器里是否有数据需要提前写回，若没有则对系统原有缓存进行操作。
7.根据权利要求6所述的基于闪存介质的垃圾回收方法，其特征在于：步骤S2中，目标块擦除模块使用判断标志器说明目标块所在plane在进行块擦除操作，返回垃圾回收操作完成信号，继续响应到来的请求。
8.根据权利要求7所述的基于闪存介质的垃圾回收方法，其特征在于：判断标志器不对plane分发写请求，读请求先读系统原有缓存和专门处理垃圾回收的缓存器，需要plane响应则等待。
9.根据权利要求8所述的基于闪存介质的垃圾回收方法，其特征在于：擦除操作完成后，修改相应的位图或表项，将该块中的页标记为空闲页。
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