CN108132890A

CN108132890A - 存储芯片的垃圾回收方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: CN108132890A
Application number: CN201711386333.2A
Authority: CN
Inventors: 刘凯
Original assignee: Beijing Beijing Storage Technology Co Ltd Hefei Branch; Beijing Jingcun Technology Co Ltd
Current assignee: Zhaoyi Innovation Technology Group Co ltd
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2018-06-08
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: CN108132890B

Abstract

本发明公开了一种存储芯片的垃圾回收方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：当检测到系统上电时，获取系统垃圾回收的当前执行状态；当检测到当前执行状态为未完成垃圾回收时，则执行与垃圾回收对应的操作。本发明实施例通过上电后获取垃圾回收操作的当前执行状态以及根据当前执行状态，执行与所述垃圾回收对应的操作，实现了即使系统掉电后重新上电还能够保证数据的完整性以及通过获取垃圾回收变量，确定掉电之前垃圾回收处于操作步骤中的哪一个环节，进一步进行垃圾回收操作，提高了操作效率的技术效果。

Description

存储芯片的垃圾回收方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及存储技术领域，尤其涉及一种存储芯片的垃圾回收方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

eMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡)中的芯片在使用的过程中，由于总的物理块(block)的数量限制，没有被编程的块会越来越少，而已经被编程的块中，并非都是有效数据。为了有足够的块用于编程就要执行垃圾回收操作即找到那些有数据的且有效数据较少的源块，将这些源块中的有效数据收集出来，搬移到另一个块中(即目的块中)，然后释放掉其它几个源块，从而有足够多的空闲块使用。

目前，为了使存储芯片的读写操作整体速度平滑，垃圾回收操作不是一次性处理结束的，是呈碎片式的方式穿插在整个读写操作之间。但是，当在内嵌式存储芯片在执行垃圾回收操作的过程中，接到复位(Reset)的命令或者出现掉电的情况，重新上电时，目的块中的数据有可能不稳定以及系统无法得知垃圾回收操作执行到了哪一步，导致无法正常进行垃圾回收，对芯片的使用造成不便。

发明内容

本发明提供一种存储芯片的垃圾回收方法、装置、设备及存储介质，以实现即使系统掉电后重新上电还能够保证数据的完整性。

第一方面，本发明实施例提供了一种存储芯片的垃圾回收方法，该方法包括：

当检测到系统上电时，获取所述系统垃圾回收的当前执行状态；

当检测到所述当前执行状态为未完成垃圾回收时，则执行与所述垃圾回收对应的操作。

进一步地，所述获取所述系统垃圾回收的当前执行状态，包括：

获取所述系统当前的垃圾回收变量，根据所述垃圾回收变量确定所述系统垃圾回收的当前执行状态；其中，所述垃圾回收变量包括空闲、开始和更新映射表。

进一步地，所述当检测到所述当前执行状态为未完成垃圾回收时，则执行与所述垃圾回收对应的操作，包括：

当垃圾回收变量为开始，且所述系统的目的块的第一个页没有写数据时，则将目标数据从源块向所述目的块进行搬移。

当垃圾回收变量为开始，且所述系统的第一目的块的第一个页写有数据而最后一个页没有写数据时，将所述第一目的块设置为无效；

遍历所述系统中各个块的状态确定出第二目的块，将所述数据从源块向所述第二目的块进行数据搬移。

当垃圾回收变量为开始，且所述系统的目的块的第一个页和最后一个页都写有数据时，将垃圾回收变量更改为更新映射表，并执行与所述更新映射表对应的操作。

当垃圾回收变量为更新映射表时，则读取目的块中的最后一页的反表，并根据反表更新系统中逻辑地址与物理地址之间的映射关系。

第二方面，本发明实施例还提供了一种存储芯片的垃圾回收装置，该装置包括：

获取模块，用于当检测到系统上电时，获取所述系统垃圾回收的当前执行状态；

执行模块，用于当检测到所述当前执行状态为未完成垃圾回收时，则执行与所述垃圾回收对应的操作。

进一步的，所述获取模块还用于：获取所述系统当前的垃圾回收变量，根据所述垃圾回收变量确定所述系统垃圾回收的当前执行状态；

其中，所述垃圾回收变量包括空闲、开始和更新映射表。

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，该设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例任意所述的存储芯片的垃圾回收方法。

第四方面，本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例任意实施例所述的存储芯片的垃圾回收方法。

本发明实施例的技术方案，通过上电后获取垃圾回收操作的当前执行状态以及根据当前执行状态，执行与所述垃圾回收对应的操作，解决了现有技术中当系统掉电后无法得知执行到垃圾回收操作哪一步以及上电后目的块中的数据不稳定导致数据出错的技术问题，实现了即使系统掉电后重新上电还能够保证数据的完整性以及通过获取垃圾回收变量，确定掉电之前垃圾回收处于操作步骤中的哪一个环节，进一步的进行垃圾回收操作，提高了操作效率的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明实施例所提供的一种存储芯片的垃圾回收方法的过程示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种存储芯片的垃圾回收方法的流程图；

图3是本发明实施例二提供的一种存储芯片的垃圾回收方法的流程图；

图4是本发明实施例三提供的一种存储芯片的垃圾回收装置的结构示意图；

图5是本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

为了便于理解，在介绍本发明各实施例之前，先对本发明实施例的应用场景进行说明，在存储芯片执行垃圾回收的过程中，可能会存在突然掉电的情况，当再次上电启用时可选是优先确认垃圾回收操作是否已经执行完毕。

图1是本发明实施例所提供的一种存储芯片的垃圾回收方法的过程示意图如图1所示，垃圾回收操作可分为三个步骤，本发明实施例中的垃圾回收操作具体可包括：

步骤101、遍历所有的块的状态找出源块和目的块，具体可以是：当触发垃圾回收机制时，则遍历所有的块的状态找出源块和目的块，其中，源块可以是存放有数据但是有效数据较少的块，目的块用于放置源块中的数据，可以是当前已经被擦除过还没有写入数据的块。当找到这些源块和目的块后，将垃圾回收变量设置为开始，同时将这些信息更新保存在系统块中；

步骤102、数据搬移，具体可以是：在步骤101中已找到源块和目的块，将源块中的数据搬移到目的块中，同时在进行搬移的过程中会记录相应的逻辑地址和物理地址的映射关系，因此当搬移结束时，将目的块中的逻辑地址和物理地址的反表存放到目的块的最后一个页中，需要说明的是块是有页构成的，此时设置垃圾回收变量为更新映射表并将该信息更新在系统块中；

步骤103、更新映射表。存储芯片一般是由多个物理区块组成，每个物理区块都可进行读、写和擦除操作。为了方便用户操作，技术人员在编程过程中为每个区块设定了虚拟的逻辑地址，不同的物理区块可以通过逻辑地址进行链接后形成一个完整的可执行目标程序，但是当主机在运行时执行指令和访问数据都是要通过物理地址获取数据，所以必须通过逻辑地址和物理地址之间的映射关系，将逻辑地址转换成物理地址。因此，更新映射表具体可以是：通过步骤102可知在源块中的目标数据全部搬移到目的块的过程中，会记录相应的逻辑地址和物理地址并在数据搬移结束后将其反表存放在目的块的最后一页中，根据目的块中的反表更新系统中的逻辑地址和物理地址的映射关系，便于用户使用。

实施例一

图2是本发明实施例一提供的一种存储芯片的垃圾回收方法的流程图，本实施例可适用于存储芯片的垃圾回收，该方法可以由存储芯片的垃圾回收装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的形式实现。所述方法包括：

步骤210、当检测到系统上电时，获取所述系统垃圾回收的当前执行状态。

垃圾回收的执行状态具体可包括已经执行完垃圾回收操作和未执行完垃圾回收操作。进一步地，未执行完垃圾回收操作还可包括未完成数据搬移和已完成数据搬移但未更新映射表。

具体地，获取所述系统当前的垃圾回收变量可包括：根据所述垃圾回收变量确定所述系统垃圾回收的当前执行状态。其中，所述垃圾回收变量可包括空闲、开始和更新映射表。进一步地，可采用垃圾回收变量空闲来表示已经执行完垃圾回收操作；采用垃圾回收变量开始表示未完成数据搬移；采用垃圾回收变量更新映射表表示已完成数据搬移但未更新映射表。

当系统掉电，重新上电之后，通过获取所述系统垃圾回收的当前执行状态，就可以判断垃圾回收操作处于哪个步骤，接下来需要执行什么操作。

步骤220、当检测到所述当前执行状态为未完成垃圾回收时，则执行与所述垃圾回收对应的操作。

如前所述，当获取到当前的垃圾回收变量为开始时，说明未完成垃圾回收操作，但是已经触发了垃圾回收操作且已经找到了源块和目的块，接下来可以通过去读取目的块的第一页和最后一页是否存放有数据，来判断是否已经完成数据搬移。具体可以是，若目的块的第一页没有数据时，说明还没有进行数据搬移，即执行上述垃圾回收操作的步骤102数据搬移，将源块中的目标数据搬移到目的块中；若目的块的第一页写有数据，但是最后一页没有写入数据，说明是在数据搬移的过程中掉电的，此时将该目的块设置为无效，进一步的遍历系统中的各个块的状态确定出第二目的块，即执行垃圾回收操作的步骤101，并将源块中的目标数据全部搬移到第二目的块中；若目的块中的第一页和最后一页都写有数据时，说明步骤102数据搬移已经完成，需要将垃圾回收变量设置为更新映射表，并执行与更新映射表对应的操作。

即，当垃圾回收变量为开始，且所述系统的目的块的第一个页没有写数据时，则将目标数据从源块向所述目的块进行搬移；当垃圾回收变量为开始，且所述系统的第一目的块的第一个页写有数据而最后一个页没有写数据时，将所述第一目的块设置为无效；遍历所述系统中各个块的状态确定出第二目的块，将所述数据从源块向所述第二目的块进行数据搬移；当垃圾回收变量为开始，且所述系统的目的块的第一个页和最后一个页都写有数据时，将垃圾回收变量更改为更新映射表，并执行与所述更新映射表对应的操作。

当获取到当前的垃圾回收变量为更新映射表时，则读取目的块中的最后一页的反表，并根据反表更新系统中的逻辑地址和物理地址的映射关系，具体可执行垃圾回收操作步骤103。更新结束后，设置垃圾回收变量为空闲并将该信息更新到系统块中。其中，反表可以是物理地址连续而逻辑地址不连续的映射表。这样设置的好处在于，便于根据所述反表进行数据搬移的操作，提高垃圾回收效率。

当获取到当前垃圾回收变量为空闲时，则说明在掉电之前垃圾回收操作已经完成，不需要额外的回复，执行主机发送的新的命令即可。

本发明实施例的技术方案，通过上电后获取垃圾回收操作的当前执行状态以及根据当前执行状态，执行与所述垃圾回收对应的操作，解决了现有技术中当系统掉电后无法得知执行到垃圾回收操作哪一步以及上电后目的块中的数据不稳定导致数据出错的技术问题，实现了即使系统掉电后重新上电还能够保证数据的完整性以及通过获取垃圾回收变量，确定掉电之前垃圾回收处于操作步骤中的哪一个环节，进一步进行垃圾回收操作，提高了操作效率的技术效果。

实施例二

图3是本发明实施例二提供的一种存储芯片的垃圾回收方法的流程图。本实施是本发明实施例一的优选实施例，所述内嵌式存储芯片的管理方法的具体步骤为：

步骤301、上电。

由于在存储芯片的在执行垃圾回收操作的过程中可能会出现掉电，当需要再次使用时首先需要给系统上电，即为存储芯片上电。

步骤302、读取系统块。

当系统掉电重新上电后，先读取最新的系统块信息，以获取各个块中的数据存储情况。

步骤303、获取垃圾回收变量。

在执行垃圾回收操作的过程中，可以预先设置垃圾回收变量用于表示垃圾回收当前的执行状态。当对系统块的最新信息进行读取之后，就能够获取与垃圾回收操作步骤中相对应的垃圾回收变量。当垃圾回收变量为开始时，则执行步骤304；当垃圾回收变量为更新映射表时，则执行步骤307；当垃圾回收变量为空闲时，则执行步骤308，说明在断电之前垃圾回收操作完成，不需要执行额外的操作。

步骤304、读取目的块的状态。

当垃圾回收变量为开始时，说明未完成垃圾回收操作，但是已经触发了垃圾回收操作且已经找到了目的块和源块，接下来主要是读取目的块的第一页和最后一页，若目的块的第一页没有数据时，说明还没有进行数据搬移，则执行步骤306；若目的块的第一页写有数据，但是最后一页没有写入数据，说明是在数据搬移的过程中掉电的，此时可以将该目的块设置为无效，则执行垃圾回收过程中寻找目的块的操作，如步骤305，重新遍历所有的块的状态找到第二个目的块；若目的块中的第一页和最后一页都写有数据时，说明数据搬移已经完成，需要将垃圾回收变量设置为更新映射表，执行步骤307。

步骤305、遍历所有的块的状态找出源块和目的块。

其中，源块可以是存放有数据但是有效数据较少的块，目的块用于放置源块中的数据，可以是当前已经被擦除过还没有写入数据的块。

步骤306、数据搬移。

将存储于源块中的数据搬移至目的块中。

步骤307、更新映射表。

将系统中逻辑地址与源块的物理地址之间的映射关系表，更新为逻辑地址与数据搬移后的目的块的物理地址之间的映射关系表。

步骤308、垃圾回收结束。

当垃圾回收变量为空闲时，说明在掉电之前垃圾回收操作已经完成，因此不需要额外的垃圾回收操作，等待下次命令即可。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种存储芯片的垃圾回收装置的结构示意图，该装置包括：获取模块410和执行模块420。

其中，获取模块410，用于当检测到系统上电时，获取所述系统垃圾回收的当前执行状态；执行模块420，用于当检测到所述当前执行状态为未完成垃圾回收时，则执行与所述垃圾回收对应的操作。

在上述技术方案的基础上，所述装置中的获取模块410还可用于：

在上述各技术方案的基础上，，所述装置中的执行模块420还可用于：当垃圾回收变量为开始，且所述系统的目的块的第一个页没有写数据时，则将目标数据从源块向所述目的块进行搬移。

在上述各技术方案的基础上，，所述装置中的执行模块420还可用于：当垃圾回收变量为开始，且所述系统的第一目的块的第一个页写有数据而最后一个页没有写数据时，将所述第一目的块设置为无效；遍历所述系统中各个块的状态确定出第二目的块，将所述目标数据从源块向所述第二目的块进行数据搬移。

在上述各技术方案的基础上，，所述装置中的执行模块420还可进一步用于：当垃圾回收变量为开始，且所述系统的目的块的第一个页和最后一个页都写有数据时，将垃圾回收变量更改为更新映射表，并执行与所述更新映射表对应的操作。

在上述各技术方案的基础上，所述装置中的执行模块420还可进一步用于：当垃圾回收变量为更新映射表时，则读取目的块中的最后一页的反表，并根据反表更新系统中逻辑地址与物理地址之间的映射关系。

上述装置可执行本发明实施例任意实施例所提供的存储芯片的垃圾回收方法，具备执行存储芯片的垃圾回收方法相应的功能模块和有益效果。

值得注意的是，上述系统所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。

实施例四

图5为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。图5示出了适于用来实现本发明实施例实施方式的示例性设备50的框图。图5显示的设备50仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，设备50以通用计算设备的形式表现。设备50的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元501，系统存储器502，连接不同系统组件(包括系统存储器502和处理单元501)的总线503。

总线503表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

设备50典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备50访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器502可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)504和/或高速缓存存储器505。设备50可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统506可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线503相连。存储器502可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块507的程序/实用工具508，可以存储在例如存储器502中，这样的程序模块507包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块507通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

设备50也可以与一个或多个外部设备509(例如键盘、指向设备、显示器510等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备50交互的设备通信，和/或与使得该设备50能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口511进行。并且，设备50还可以通过网络适配器512与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器512通过总线503与设备50的其它模块通信。应当明白，尽管图5中未示出，可以结合设备50使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元501通过运行存储在系统存储器502中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的存储芯片的垃圾回收方法。

实施例五

本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行存储芯片的垃圾回收方法。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明实施例操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种存储芯片的垃圾回收方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述系统垃圾回收的当前执行状态，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当检测到所述当前执行状态为未完成垃圾回收时，则执行与所述垃圾回收对应的操作，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当检测到所述当前执行状态为未完成垃圾回收时，则执行与所述垃圾回收对应的操作，包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当检测到所述当前执行状态为未完成垃圾回收时，则执行与所述垃圾回收对应的操作，包括：

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当检测到所述当前执行状态为未完成垃圾回收时，则执行与所述垃圾回收对应的操作，包括：

7.一种存储芯片的垃圾回收装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取模块还用于：

获取所述系统当前的垃圾回收变量，根据所述垃圾回收变量确定所述系统垃圾回收的当前执行状态；

其中，所述垃圾回收变量包括空闲、开始和更新映射表。

9.一种设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的存储芯片的垃圾回收方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的存储芯片的垃圾回收方法。