CN111078515B - Ssd分层日志记录方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及SSD分层日志记录方法、装置、计算机设备及存储介质；其中，方法，包括：获取主机命令输入，并对主机进行异常监控；判断主机是否出现异常；若异常，将内存错误日志中最新的俩份分区写入到NOR错误日志区域内；若没异常，则对主机命令进行处理；判断是否需要记录处理过程中的错误日志；若需要，则将错误日志写入到内存错误日志分区；判断当前内存错误日志分区是否写满；若未写满，则完成错误记录；若已写满，则切换至下一个内存错误日志分区进行写入；完成错误日志记录。本发明可以在不增加大量的内部日志写入的基础上，准确捕获潜在的问题点的系统信息，为准确的故障定位提供了有效的支持，进而提升了SSD的可靠性。

Description

SSD分层日志记录方法、装置、计算机设备及存储介质
技术领域
本发明涉及固态硬盘日志记录技术领域，更具体地说是指SSD分层日志记录方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
SSD(固态硬盘)已经被广泛应用于各种场合，目前在PC市场，已经逐步替代传统的HDD，从可靠性和性能方面为用户提供较好的体验。由于SSD普遍需要追求较高的性能，故其不能存在冗余的操作，比如在系统关键路径上频繁记录内部事件；另外一方面，由于SSD内部模块的复杂性，用户群体的应用场景多样性，当出现问题时，很难抓取有效的信息，进而导致问题的分析和定位很难。
现有的日志系统，由于其在SSD内部关键路径上记录，为了不影响系统性能以及减少写入量，只能记录少量的信息，而大多数场景下，硬盘正常运行中的信息是不需要关注的，只在盘发生故障的时候才需要获取故障点的详细信息；所以，现有的日志系统记录的信息既不够充分也不够实时，无法满足批量SSD在终端客户处发生故障时进行有效分析。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供SSD分层日志记录方法、装置、计算机设备及存储介质。
为实现上述目的，本发明采用于下技术方案：
SSD分层日志记录方法，包括以下步骤：
获取主机命令输入，并对主机进行异常监控；
判断主机是否出现异常；
若出现异常，将内存错误日志中最新的俩份分区写入到NOR错误日志区域内，并返回步骤“获取主机命令输入，并对主机进行异常监控”；
若没有出现异常，则对主机命令进行处理；
判断是否需要记录处理过程中的错误日志；
若需要记录，则将错误日志写入到内存错误日志分区；
判断当前内存错误日志分区是否写满；
若未写满，则完成错误记录，并返回步骤“获取主机命令输入，并对主机进行异常监控”；
若已写满，则切换至下一个内存错误日志分区进行写入；
完成错误日志记录，并返回步骤“获取主机命令输入，并对主机进行异常监控”。
其进一步技术方案为：所述内存错误日志分为若干个分区，将错误日志依次写入各个分区，若写满，则移动到下一个分区写入，当所有分区写满后，从最早写入的错误日志分区覆盖写入。
其进一步技术方案为：所述内存错误日志中记录日志条目信息，包括：系统时间戳，写入模块，日志长度，校验信息，及日志内容。
其进一步技术方案为：所述系统时间戳为SSD固件维持的相对时间信息，来自于内部时钟或来自于数据写入的时间戳,用于区分日志记录的相对先后时间；写入模块用于标志固件模块记录的信息；日志长度用于标志其后的日志内容长度；校验信息为日志条目的校验信息；日志内容为所记录的日志实体信息。
SSD分层日志记录装置，包括：获取监控单元，第一判断单元，第一写入单元，处理单元，第二判断单元，第二写入单元，第三判断单元，切换单元，及完成单元；
所述获取监控单元，用于获取主机命令输入，并对主机进行异常监控；
所述第一判断单元，用于判断主机是否出现异常；
所述第一写入单元，用于将内存错误日志中最新的俩份分区写入到NOR错误日志区域内；
所述处理单元，用于对主机命令进行处理；
所述第二判断单元，用于判断是否需要记录处理过程中的错误日志；
所述第二写入单元，用于将错误日志写入到内存错误日志分区；
所述第三判断单元，用于判断当前内存错误日志分区是否写满；
所述切换单元，用于切换至下一个内存错误日志分区进行写入；
所述完成单元，用于完成错误日志记录。
其进一步技术方案为：所述内存错误日志分为若干个分区，将错误日志依次写入各个分区，若写满，则移动到下一个分区写入，当所有分区写满后，从最早写入的错误日志分区覆盖写入。
其进一步技术方案为：所述内存错误日志中记录日志条目信息，包括：系统时间戳，写入模块，日志长度，校验信息，及日志内容。
其进一步技术方案为：所述系统时间戳为SSD固件维持的相对时间信息，来自于内部时钟或来自于数据写入的时间戳,用于区分日志记录的相对先后时间；写入模块用于标志固件模块记录的信息；日志长度用于标志其后的日志内容长度；校验信息为日志条目的校验信息；日志内容为所记录的日志实体信息。
一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述所述的SSD分层日志记录方法。
一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现如上述所述的SSD分层日志记录方法。
本发明与现有技术相比的有益效果是：通过在内存中建立循环日志区域，可以在运行态写入日志事件，当识别到主机可能与盘交互异常时，将内存日志中最新日志刷新到NOR错误日志上，当后续进行故障分析时，可以获取盘内的日志信息重建故障现场场景，进而可有效定位问题根源，使得可以在不增加大量的内部日志写入的基础上，准确捕获潜在的问题点的系统信息，为准确的故障定位提供了有效的支持，进而提升了SSD的可靠性。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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为现有SSD内部日志系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的SSD分层日志记录方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的SSD分层日志记录的策略应用示意图；
图4为本发明实施例提供的内存错误日志的应用示意图；
图5为本发明实施例提供的内存错误日志中记录日志条目信息的示意图；
图6为本发明实施例提供的SSD分层日志记录的应用场景示意图；
图7为本发明实施例提供的SSD分层日志记录装置的示意性框图；
图8为本发明实施例提供的计算机设备的示意性框图。
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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1到图8所示的具体实施例，其中，请参阅图1，为现有SSD内部典型的Log(日志)机制SSD固件包括以下几个模块：前端模块，用来与主机进行命令交互；映射表管理模块，用来将主机的逻辑访问请求转换为物理访问，并维持逻辑到物理地址的映射关系；后端模块，用来对物理NAND进行读写擦操作；平台模块，一些外设模块的驱动。
其中，NOR用来存放一些系统数据，典型地分为如下区间：Boot区域，用于存放系统启动代码；坏块表区域，用于存放出厂坏块表；Error log(错误日志)区域，用于存放系统运行过程中各个模块写入的错误信息。
在上述模型下，当固件各个模块要记录信息时，直接调用NOR的写入接口，将信息写入到NOR上，而NOR的写入时间较长，所以需要控制写入的信息，否则会导致系统性能受到很大的影响。
其中，请参阅图2至图6所示，本发明公开了一种SSD分层日志记录方法，包括以下步骤：
S1，获取主机命令输入，并对主机进行异常监控；
S2，判断主机是否出现异常；
S3，若出现异常，将内存错误日志中最新的俩份分区写入到NOR错误日志区域内，并返回步骤S1；
S4，若没有出现异常，则对主机命令进行处理；
S5，判断是否需要记录处理过程中的错误日志；若不需要记录，则返回步骤S1；
S6，若需要记录，则将错误日志写入到内存错误日志分区；
S7，判断当前内存错误日志分区是否写满；若未写满，则进入S9；
S8，若已写满，则切换至下一个内存错误日志分区进行写入，可能会覆盖最早写入的分区，该写入过程中，因为最早写入的内存错误日志分区距离现在的问题场景较远，即使丢失也不会影响问题的分析、定位；
S9，完成错误日志记录，并返回步骤S1。
其中，请参阅图3所示，本发明引入的分层日志策略，在内存中开辟一块区域，作为内存Error Log(错误日志)区域，且新增主机异常监控模块，用来判断主机是否可能出现异常，固件各个模块不直接写入到NOR上的Error Log区域，而是写入到内存中的Error Log区域；由于内存的访问速度远远高于NOR,所以各个模块可以记录较多的信息，而不影响性能。
其中，请参阅图4所示的内存错误日志的应用，所述内存错误日志分为若干个分区，将错误日志依次写入各个分区，若写满，则移动到下一个分区写入，当所有分区写满后，从最早写入的错误日志分区覆盖写入；在本实施例中，内存错误日志分为4个分区，包括日志分区1，日志分区2，日志分区3，及日志分区4，当日志分区1写满后，则移动到日志分区2写入，依次类推，当4个分区写满后，从日志分区1覆盖写入。
其中，请参阅图5所示，所述内存错误日志中记录日志条目信息，包括：系统时间戳，写入模块，日志长度，校验信息，及日志内容。
进一步地，所述系统时间戳为SSD固件维持的相对时间信息，来自于内部时钟或来自于数据写入的时间戳等,用于区分日志记录的相对先后时间；写入模块用于标志是具体哪个固件模块记录的信息；日志长度用于标志其后的日志内容长度；校验信息为日志条目的校验信息，可以使用Checksum,CRC等成熟机制；日志内容为所记录的日志实体信息。
其中，系统时间戳，写入模块，日志长度，及校验信息为定长的，而日志内容为变长的，由日志长度指定其长度；基于这样的格式，后续解析日志时可以正确地取出每条日志条目。
请参阅图6所示的具体实施例，内存错误日志的保存机制，以便发生问题掉电后能够获取问题场景下的错误日志；1、主机异常监控模块持续监控主机下发命令，当发生如下的问题时，则判断主机可能异常；1)一定的时间内(N秒，可自定义，如30秒)，无主机命令下发；2)主机下发复位信号；3)主机下发特定的保存内存中Error Log的命令；2、当判断主机发生异常时，主机异常监控模块从内存Error Log获取俩份最新的分区，并将其写入到NOR上的Error Log区域；3、当主机发生异常，一般会重新启动，由于问题现场附近的Log均已经保存到NOR对应区域，则主机可如传统SSD Log机制一样获取对应的条目，进行失效分析。
本发明通过在内存中建立循环日志区域，各个模块可以在运行态写入日志事件，当识别到主机可能与盘交互异常时，将内存日志中最新日志刷新到NOR错误日志上，当后续进行故障分析时，可以获取盘内的日志信息重建故障现场场景，进而可有效定位问题根源，使得可以在不增加大量的内部日志写入的基础上，准确捕获潜在的问题点的系统信息，为准确的故障定位提供了有效的支持，进而提升了SSD的可靠性。
请参阅图7所示，本发明还公开了一种SSD分层日志记录装置，包括：获取监控单元10，第一判断单元20，第一写入单元30，处理单元40，第二判断单元50，第二写入单元60，第三判断单元70，切换单元80，及完成单90；
所述获取监控单元10，用于获取主机命令输入，并对主机进行异常监控；
所述第一判断单元20，用于判断主机是否出现异常；
所述第一写入单元30，用于将内存错误日志中最新的俩份分区写入到NOR错误日志区域内；
所述处理单元40，用于对主机命令进行处理；
所述第二判断单元50，用于判断是否需要记录处理过程中的错误日志；
所述第二写入单元60，用于将错误日志写入到内存错误日志分区；
所述第三判断单元70，用于判断当前内存错误日志分区是否写满；
所述切换单元80，用于切换至下一个内存错误日志分区进行写入；
所述完成单元90，用于完成错误日志记录。
其中，所述内存错误日志分为若干个分区，将错误日志依次写入各个分区，若写满，则移动到下一个分区写入，当所有分区写满后，从最早写入的错误日志分区覆盖写入。
其中，所述内存错误日志中记录日志条目信息，包括：系统时间戳，写入模块，日志长度，校验信息，及日志内容。
进一步地，所述系统时间戳为SSD固件维持的相对时间信息，来自于内部时钟或来自于数据写入的时间戳,用于区分日志记录的相对先后时间；写入模块用于标志固件模块记录的信息；日志长度用于标志其后的日志内容长度；校验信息为日志条目的校验信息；日志内容为所记录的日志实体信息。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述SSD分层日志记录装置和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
上述SSD分层日志记录装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图8所示的计算机设备上运行。
请参阅图8，图8是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图；该计算机设备500可以是终端，也可以是服务器，其中，终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理和穿戴式设备等具有通信功能的电子设备。服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。
参阅图8，该计算机设备500包括通过系统总线501连接的处理器502、存储器和网络接口505，其中，存储器可以包括非易失性存储介质503和内存储器504。
该非易失性存储介质503可存储操作系统5031和计算机程序5032。该计算机程序5032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器502执行一种SSD分层日志记录方法。
该处理器502用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备500的运行。
该内存储器504为非易失性存储介质503中的计算机程序5032的运行提供环境，该计算机程序5032被处理器502执行时，可使得处理器502执行一种SSD分层日志记录方法。
该网络接口505用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备500的限定，具体的计算机设备500可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
应当理解，在本申请实施例中，处理器502可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现上述的SSD分层日志记录方法。
所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (4)

1.SSD分层日志记录方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取主机命令输入，并对主机进行异常监控；
判断主机是否出现异常；
若出现异常，将内存错误日志中最新的俩份分区写入到NOR错误日志区域内，并返回步骤“获取主机命令输入，并对主机进行异常监控”；
若没有出现异常，则对主机命令进行处理；
判断是否需要记录处理过程中的错误日志；
若需要记录，则将错误日志写入到内存错误日志分区；
判断当前内存错误日志分区是否写满；
若未写满，则完成错误记录，并返回步骤“获取主机命令输入，并对主机进行异常监控”；
若已写满，则切换至下一个内存错误日志分区进行写入；
完成错误日志记录，并返回步骤“获取主机命令输入，并对主机进行异常监控”；
所述内存错误日志分为若干个分区，将错误日志依次写入各个分区，若写满，则移动到下一个分区写入，当所有分区写满后，从最早写入的错误日志分区覆盖写入；
所述内存错误日志中记录日志条目信息，包括：系统时间戳，写入模块，日志长度，校验信息，及日志内容；
其中，系统时间戳、写入模块、日志长度、及校验信息为定长，日志内容为变长，且由日志长度指定日志内容长度；
所述系统时间戳为SSD固件维持的相对时间信息，来自于内部时钟或来自于数据写入的时间戳，用于区分日志记录的相对先后时间；写入模块用于标志固件模块记录的信息；日志长度用于标志其后的日志内容长度；校验信息为日志条目的校验信息；日志内容为所记录的日志实体信息；
其中，内存错误日志的保存机制，用于发生问题掉电后获取问题场景下的错误日志；具体如下：主机异常监控模块持续监控主机下发命令，当一定的时间内无主机命令下发或主机下发复位信号或主机下发特定的保存内存中错误日志的命令，则判断主机可能异常；当判断主机发生异常时，主机异常监控模块从内存错误日志获取俩份最新的分区，并将其写入到NOR上的错误日志区域；当主机发生异常，重新启动，主机获取对应的条目，进行失效分析。
2.SSD分层日志记录装置，其特征在于，包括：获取监控单元，第一判断单元，第一写入单元，处理单元，第二判断单元，第二写入单元，第三判断单元，切换单元，及完成单元；
所述获取监控单元，用于获取主机命令输入，并对主机进行异常监控；
所述第一判断单元，用于判断主机是否出现异常；
所述第一写入单元，用于将内存错误日志中最新的俩份分区写入到NOR错误日志区域内；
所述处理单元，用于对主机命令进行处理；
所述第二判断单元，用于判断是否需要记录处理过程中的错误日志；
所述第二写入单元，用于将错误日志写入到内存错误日志分区；
所述第三判断单元，用于判断当前内存错误日志分区是否写满；
所述切换单元，用于切换至下一个内存错误日志分区进行写入；
所述完成单元，用于完成错误日志记录；
所述内存错误日志分为若干个分区，将错误日志依次写入各个分区，若写满，则移动到下一个分区写入，当所有分区写满后，从最早写入的错误日志分区覆盖写入；
所述内存错误日志中记录日志条目信息，包括：系统时间戳，写入模块，日志长度，校验信息，及日志内容；
其中，系统时间戳、写入模块、日志长度、及校验信息为定长，日志内容为变长，且由日志长度指定日志内容长度；
所述系统时间戳为SSD固件维持的相对时间信息，来自于内部时钟或来自于数据写入的时间戳，用于区分日志记录的相对先后时间；写入模块用于标志固件模块记录的信息；日志长度用于标志其后的日志内容长度；校验信息为日志条目的校验信息；日志内容为所记录的日志实体信息；
其中，内存错误日志的保存机制，用于发生问题掉电后获取问题场景下的错误日志；具体如下：主机异常监控模块持续监控主机下发命令，当一定的时间内无主机命令下发或主机下发复位信号或主机下发特定的保存内存中错误日志的命令，则判断主机可能异常；当判断主机发生异常时，主机异常监控模块从内存错误日志获取俩份最新的分区，并将其写入到NOR上的错误日志区域；当主机发生异常，重新启动，主机获取对应的条目，进行失效分析。
3.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述的SSD分层日志记录方法。
4.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现如权利要求1所述的SSD分层日志记录方法。
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