CN108874574A - 一种垃圾回收处理方法及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾回收处理方法，包括：当检测到停止信号时，停止当前操作；记录所述当前操作的状态信息与block信息；当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作。由此可见，本申请提供的一种垃圾回收处理方法，可以在检测到停止信号时，立即停止当前操作，并记录当前操作对应的状态信息和block信息，同时可以在检测到恢复信号时按照状态信息和block信息进行恢复。因此记录当前垃圾回收的进度和位置，实现随时停止垃圾回收的功能，降低了上下电、格式化等时间，进而提高了SSD整体性能。本申请还提供了一种垃圾回收处理系统、装置及计算机可读存储介质，同样可以实现上述技术效果。

Description

一种垃圾回收处理方法及相关装置
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，更具体地说，涉及一种垃圾回收处理方法、系统、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
SSD的垃圾回收即是固态硬盘的碎片整理，它是固态硬盘自身主控芯片的自动处理机制，不依赖于操作系统。由于SSD擦除是以block为单位，所以垃圾回收也是以block为单位进行回收的，即将block中的所有有效page合并到一个新的block中，并将旧的block进行擦除。
SSD内部包括Flash、RAM、SRAM或DRAM。Flash的作用是存储数据，而RAM主要是SSD工作时用以缓存用户数据和存放映射表。一旦SSD掉电，RAM的数据就会丢失，为防止这种情况发生，目前的设计是在SSD上面放电容，SSD一旦检测到掉电，就让电容开始放电，然后把RAM中的数据存储到Flash中，避免数据丢失。
而实际应用中电容电量很小，因此此时存储的时间也非常短暂，一般为毫秒级别，因此需要在异常掉电时就需要停止利用这部分电容执行一些非必要的功能，如垃圾回收，而目前垃圾回收通常不能及时停住，这就导致了浪费了掉电时的时间，甚至会导致丢失重要数据。
因此，在SSD异常掉电时如何及时停住垃圾回收操作，是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垃圾回收处理方法、系统、装置及计算机可读存储介质以解决在SSD异常掉电时如何及时停住垃圾回收操作的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种垃圾回收处理方法，包括：
当检测到停止信号时，停止当前操作；
记录所述当前操作的状态信息与block信息；
当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作。
其中，所述当前操作包括：
待搬移源block确定操作、待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作或已完成搬移的源block的擦除准备操作。
其中，当所述当前操作为待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作时，所述记录所述当前操作的状态信息与block信息，包括：
记录所述当前操作的状态信息为待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作对应的状态；
记录所述待搬移源block的信息与所述目标block的信息；
则，所述当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作，包括：
当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复所述待搬移源block的page向所述目标block的page写入的操作。
其中，所述记录所述待搬移源block的信息与所述目标block的信息，包括：
记录所述待搬移源block的源block标号、所述待搬移源block中待写page的源page标号、所述目标block的目标block标号、所述目标block中目标page的目标page标号。
其中，当所述当前操作为已完成搬移的源block的擦除准备操作时，所述记录所述当前操作的状态信息与block信息，包括：
记录所述当前操作的状态信息为所述已完成搬移的源block的擦除准备操作对应的状态；
记录所述已完成搬移的源block的擦除准备操作对应的目标block标号；
则所述当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作，包括：
当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复所述已完成搬移的源block擦除操作，并继续执行对所述目标block标号对应的目标block的操作。
其中，当所述当前操作为待搬移源block确定操作时，所述记录所述当前操作的状态信息与block信息，包括：
记录所述当前操作的状态信息为待搬移源block确定操作对应的状态；
记录当前已完成搬移的源block对应的目标block的目标block标号；
则，所述当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作，包括：
当检测到恢复信号时，利用所述状态信息继续将下一个待搬移源block搬移至所述目标block标号对应的目标block。
本申请还提供了一种垃圾回收处理系统，包括：
停止模块，用于当检测到停止信号时，停止当前操作；
记录模块，用于记录所述当前操作的状态信息与block信息；
恢复模块，用于当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作。
其中，所述当前操作包括：
待搬移源block确定操作、待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作或已完成搬移的源block的擦除准备操作。
本申请还提供了一种垃圾回收处理装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如所述垃圾回收停止处理方法的步骤。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述垃圾回收停止处理方法的步骤。
通过以上方案可知，本申请提供的一种垃圾回收处理方法，包括：当检测到停止信号时，停止当前操作；记录所述当前操作的状态信息与block信息；当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作。
由此可见，本申请提供的一种垃圾回收处理方法，可以在检测到停止信号时，立即停止当前操作，并记录当前操作对应的状态信息和block信息，并可以在检测到恢复信号时按照状态信息和block信息进行恢复。因此记录当前垃圾回收的进度和位置，实现随时停止垃圾回收的功能，降低了上下电、格式化等时间，进而提高了SSD整体性能。
本申请还提供了一种垃圾回收处理系统、装置及计算机可读存储介质，同样可以实现上述技术效果。
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为本发明实施例公开的一种垃圾回收处理方法流程图；
图2为本发明实施例公开的一种具体的垃圾回收方法流程图；
图3为本发明实施例公开的一种具体的垃圾回收处理方法流程图；
图4为本发明实施例公开的一种具体的垃圾回收处理方法流程图；
图5为本发明实施例公开的一种具体的垃圾回收处理方法流程图；
图6为本发明实施例公开的一种垃圾回收处理系统结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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作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。
本发明实施例公开了一种垃圾回收处理方法、系统、装置及计算机可读存储介质以解决在SSD异常掉电时如何及时停住垃圾回收操作的问题。
参见图1，本发明实施例提供的一种垃圾回收处理方法，具体包括：
S101，当检测到停止信号时，停止当前操作。
具体地，当异常掉电时，SSD会接收到停止信号，接收到停止信号时，立即停止当前的回收操作。
需要说明的是，在本方案中，操作具体可以分为三部分，参见图2，其中，每个block都有对应的block结构体变量及vdf bitmap位图，用于实时保存block状态信息及数据有效性。增加对应的src block和dst block的全局变量src_block_outstanding，dst_block_outstanding，用于存储停止当时的blocknum，即block标号，如果掉电，则将保存在DDR内的block state信息及vdf bitmap位图写入flash保存。
其中，block state变量如下：
state:用于存储block当前的状态，如host_active，gc_active，used等；
status:block操作情况，无错误时为0，有错误时为对应错误代号；
page_num:block当前被操作的page页号；
priority：block回收优先级。
其中，vdf bitmap用于标识block内的dataframe(数据帧)是否有效，1个dataframe占用1个bit位，一个page有128个dataframe，1个block有多个vdf bitmap。
垃圾回收操作的流程为：
确定源block，即确定src block，其中源block作为待搬移的block，需要将源block中的page搬移到目标block，即将src block中的page搬移到dst block。
然后申请dst block；需要说明的是，dst block用于存储从src block搬移的数据，如果一个src block中所有需要搬移的page全部搬移到dst block后，该dst block仍未存储满，则下一个src block的page继续搬到该dst block，直到存储满。
读取src block中的dataframe，直到读满一个page。
当读满一个page时，就将该page的内容写入到dst block中的page中，直到将当前src block的page全部写入到dst block中，将该src block擦除。
其中，将page写入dst block中作为可以记录的一个操作，即图2中操作1、将准备src block擦除作为一个操作，即图2中操作2，将确定下一个src block作为一个操作，即操作图2中3。
S102，记录所述当前操作的状态信息与block信息。
具体地，停止当前操作时，记录当前操作的状态信息和block信息，例如，记录当前操作状态为将page写入dst block对应的状态，并记录当前操作对应的src block的信息和对应的dst block信息，如对应的blocknum，blocknum为block标号。
S103，当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作。
具体地，在检测到恢复信号时，利用记录的状态信息恢复对应block的当前操作，也就是停止时的操作。
由此可见，本申请提供的一种垃圾回收处理方法，可以在检测到停止信号时，立即停止当前操作，并记录当前操作对应的状态信息和block信息，并可以在检测到恢复信号时按照状态信息和block信息进行恢复。因此记录当前垃圾回收的进度和位置，实现随时停止垃圾回收的功能，降低了上下电、格式化等时间，进而提高了SSD整体性能。
下面对本申请提供的一种具体地垃圾回收处理方法进行介绍，下文描述的一种垃圾回收处理方法与上述实施例可以相互参照。
参见图3，本申请实施例提供的一种具体的垃圾回收处理方法，具体包括：
S201，当检测到停止信号时，停止当前操作。
S202，当所述当前操作为待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作时，记录所述当前操作的状态信息为待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作对应的状态，记录所述待搬移源block的信息与所述目标block的信息。
具体的，当前操作为待搬移源block的源page向目标block的目标page写入准备操作时，如图2中操作1，则记录当前操作状态信息为，待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作对应的状态，并记录待搬移源block的信息与目标block的信息。
其中，记录所述待搬移源block的信息与所述目标block的信息，包括：记录所述待搬移源block的源block标号、所述待搬移源block中待写page的源page标号、所述目标block的目标block标号、所述目标block中目标page的目标page标号。
S203，当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复所述待搬移源block的page向所述目标block的page写入的操作。
具体地，当检测到恢复信号时，优先恢复按照记录的内容进行恢复，即利用状态信息恢复待搬移源block的page向所述目标block的page写入的操作。
具体的，在操作1，即写准备时，由于执行写操作占用时间比较长，此时若检测到垃圾回收停止信号，立即停止发送写page操作，此时dst block request page还未更新，即目标block中对应的page还未更新，vdf bitmap对应位还未清理，即src block对应的dataframe仍有效。分别将src block和dst block对应的标号保存到src_block_outstanding和dst_block_outstanding变量。待恢复时，优先回收src_block_outstanding变量保存的block，也优先选择dst_block_outstanding变量保存的block作为dst block。
下面对本申请提供的一种具体地垃圾回收处理方法进行介绍，下文描述的一种垃圾回收处理方法与上述实施例可以相互参照。
参见图4，本申请实施例提供的一种具体的垃圾回收处理方法，具体包括：
S301，当检测到停止信号时，停止当前操作。
S302，当所述当前操作为已完成搬移的源block的擦除准备操作时，记录所述当前操作的状态信息为所述已完成搬移的源block的擦除准备操作对应的状态；记录所述已完成搬移的源block的擦除准备操作对应的目标block标号。
具体地，当前操作为擦除准备操作时，即针对已完成搬移操作的源block进行的擦除准备操作时，记录对应的当前操作的状态信息，并记录对应的目标block标号。
具体地，在擦除准备操作中，由于擦除操作占用时间同样较长，此时若检测到停止信号，应停止发送block擦除操作，此时dst block待写pagenum已更新，vdf bitmap对应位已清零，将block状态修改为待擦除状态，当恢复时，再恢复对应的擦除操作，并优先对停止时保存的dst block进行操作。
S303，当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复所述已完成搬移的源block擦除操作，并继续执行对所述目标block标号对应的目标block的操作。
具体地，当检测到恢复信号时，利用状态信息恢复对应的源block的擦除操作，并继续执行对目标block标号对应的目标block的操作。
下面对本申请提供的一种具体地垃圾回收处理方法进行介绍，下文描述的一种垃圾回收处理方法与上述实施例可以相互参照。
参见图5，本申请实施例提供的一种具体的垃圾回收处理方法，具体包括：
S401，当检测到停止信号时，停止当前操作。
S402，当所述当前操作为待搬移源block确定操作时，记录所述当前操作的状态信息为待搬移源block确定操作对应的状态；记录当前已完成搬移的源block对应的目标block的目标block标号。
具体地，当前操作为待搬移源block的确定操作时，即确定源block时，记录对应的状态信息，与当前的目标block标号，待恢复时，优先使用该目标block。
S403，当检测到恢复信号时，利用所述状态信息继续将下一个待搬移源block搬移至所述目标block标号对应的目标block。
具体地，当检测到恢复信号时，利用状态信息继续确定源block，并完成该源block对应的搬移操作，且优先使用记录的目标block。
当擦除完毕，执行下一个src block回收时，由于上一个src block已经回收玩，此时仅需将dst blocknum保持到dst_block_outstanding变量，待恢复时优先使用该目标block。
下面对本申请实施例提供的一种垃圾回收处理系统进行介绍，下文描述的一种垃圾回收处理系统，与上述实施例可以相互参照。
参见图6，本申请实施例提供的一种垃圾回收处理系统，具体包括：
停止模块501，用于当检测到停止信号时，停止当前操作；
记录模块502，用于记录所述当前操作的状态信息与block信息；
恢复模块503，用于当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作。
本实施例的垃圾回收处理系统用于实现前述的垃圾回收处理方法，因此垃圾回收处理系统中的具体实施方式可见前文中的垃圾回收处理方法的实施例部分，例如，停止模块501，记录模块502，恢复模块503，分别用于实现上述垃圾回收处理方法中步骤S101，S102，S103，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种具体的垃圾回收处理系统，具体包括：
停止模块，用于当检测到停止信号时，停止当前操作。
第一记录模块，用于当所述当前操作为待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作时，记录所述当前操作的状态信息为待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作对应的状态，记录所述待搬移源block的信息与所述目标block的信息。
第一恢复模块，用于当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复所述待搬移源block的page向所述目标block的page写入的操作。
本实施例的垃圾回收处理系统用于实现前述的垃圾回收处理方法，因此垃圾回收处理系统中的具体实施方式可见前文中的垃圾回收处理方法的实施例部分，例如，停止模块，第一记录模块，第一恢复模块，分别用于实现上述垃圾回收处理方法中步骤S201，S202，S203，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种具体的垃圾回收处理系统，具体包括：
停止模块，用于当检测到停止信号时，停止当前操作。
第二记录模块，用于当所述当前操作为已完成搬移的源block的擦除准备操作时，记录所述当前操作的状态信息为所述已完成搬移的源block的擦除准备操作对应的状态；记录所述已完成搬移的源block的擦除准备操作对应的目标block标号。
第二恢复模块，用于当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复所述已完成搬移的源block擦除操作，并继续执行对所述目标block标号对应的目标block的操作。
本实施例的垃圾回收处理系统用于实现前述的垃圾回收处理方法，因此垃圾回收处理系统中的具体实施方式可见前文中的垃圾回收处理方法的实施例部分，例如，停止模块，第二记录模块，第二恢复模块，分别用于实现上述垃圾回收处理方法中步骤S301，S302，S303，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种具体的垃圾回收处理系统，具体包括：
停止模块，用于当检测到停止信号时，停止当前操作。
第三记录模块，用于当所述当前操作为待搬移源block确定操作时，记录所述当前操作的状态信息为待搬移源block确定操作对应的状态；记录当前已完成搬移的源block对应的目标block的目标block标号。
第三恢复模块，用于当检测到恢复信号时，利用所述状态信息继续将下一个待搬移源block搬移至所述目标block标号对应的目标block。
本实施例的垃圾回收处理系统用于实现前述的垃圾回收处理方法，因此垃圾回收处理系统中的具体实施方式可见前文中的垃圾回收处理方法的实施例部分，例如，停止模块，第三记录模块，第三恢复模块，分别用于实现上述垃圾回收处理方法中步骤S401，S402，S403，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
下面对本申请实施例提供的一种垃圾回收处理装置进行介绍，本实施例可以与上述任一实施例相互参照。
本申请实施例提供的一种垃圾回收处理装置，具体包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如所述垃圾回收停止处理方法的步骤。
下面对本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质进行介绍，下文描述的一种计算机可读存储介质与上述任一实施例可以相互参照。
具体地，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述垃圾回收停止处理方法的步骤。
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，在其它实施例中实现。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 (10)

1.一种垃圾回收处理方法，其特征在于，包括：
当检测到停止信号时，停止当前操作；
记录所述当前操作的状态信息与block信息；
当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前操作包括：
待搬移源block确定操作、待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作或已完成搬移的源block的擦除准备操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述当前操作为待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作时，所述记录所述当前操作的状态信息与block信息，包括：
记录所述当前操作的状态信息为待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作对应的状态；
记录所述待搬移源block的信息与所述目标block的信息；
则，所述当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作，包括：
当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复所述待搬移源block的page向所述目标block的page写入的操作。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述记录所述待搬移源block的信息与所述目标block的信息，包括：
记录所述待搬移源block的源block标号、所述待搬移源block中待写page的源page标号、所述目标block的目标block标号、所述目标block中目标page的目标page标号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述当前操作为已完成搬移的源block的擦除准备操作时，所述记录所述当前操作的状态信息与block信息，包括：
记录所述当前操作的状态信息为所述已完成搬移的源block的擦除准备操作对应的状态；
记录所述已完成搬移的源block的擦除准备操作对应的目标block标号；
则所述当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作，包括：
当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复所述已完成搬移的源block擦除操作，并继续执行对所述目标block标号对应的目标block的操作。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述当前操作为待搬移源block确定操作时，所述记录所述当前操作的状态信息与block信息，包括：
记录所述当前操作的状态信息为待搬移源block确定操作对应的状态；
记录当前已完成搬移的源block对应的目标block的目标block标号；
则，所述当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作，包括：
当检测到恢复信号时，利用所述状态信息继续将下一个待搬移源block搬移至所述目标block标号对应的目标block。
7.一种垃圾回收处理系统，其特征在于，包括：
停止模块，用于当检测到停止信号时，停止当前操作；
记录模块，用于记录所述当前操作的状态信息与block信息；
恢复模块，用于当检测到恢复信号时，利用所述状态信息恢复对应所述block的当前操作。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述当前操作包括：
待搬移源block确定操作、待搬移源block的源page向目标block的目标page的写入准备操作或已完成搬移的源block的擦除准备操作。
9.一种垃圾回收处理装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述垃圾回收停止处理方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述垃圾回收停止处理方法的步骤。
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