CN111290972A - 数据搬运效率的提升方法、装置和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种数据搬运效率的提升方法、装置、计算机设备和存储介质，其中该方法包括：获取数据搬运效率的提升请求，并根据所述请求选取目标页；判断所述目标页的地址是否有效且有效页剩余计数是否大于0；若所述目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空；若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页；若为有效页则搬运数据重新写入同时有效页剩余计数减一；根据spare区域的PT表计算偏移。本发明通过扫描spare区域中的Page Table递进定位有效页的位置，实现了既能提升数据搬运效率又节省了系统资源的占用。
Description
技术领域
本发明涉及固态硬盘技术领域，特别是涉及一种数据搬运效率的提升方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着固态硬盘价格的下跌，固态硬盘的应用越来越普及，NVMe SSD(Solid StateDisk)简称SSD以其优越的性能更是发展迅猛，各大电脑厂商纷纷将硬盘做成NVMe SSD。
目前，FTL(Flash Translation Layer)算法是SSD固件的核心部分，需要为系统提供“垃圾回收”、“磨损均衡”、“SLC缓存写入”等功能，这些功能都需要将从目标块读取有效数据，将其搬运到“地址池”新分配的地址中去，我们将这样的操作称为“数据搬运”。在数据搬运时候，现有方案或采用逐页扫描读取“spare区域”与映射表对比确定有效数据；或通过记录每个块的有效页的“位图”来快速获取有效页，第一种方法耗时效率不高，第二种方法需要维护一张有效页的位图，占用较多的系统资源。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种既能提升数据搬运效率又节省系统资源的数据搬运效率的提升方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种数据搬运效率的提升方法，所述方法包括：
获取数据搬运效率的提升请求，并根据所述请求选取目标页；
判断所述目标页的地址是否有效且有效页剩余计数是否大于0；
若所述目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空；
若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页；
若为有效页则搬运数据重新写入同时有效页剩余计数减一；
根据spare区域的PT表计算偏移。
在其中一个实施例中，在所述若所述目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空的步骤之后还包括：
若读取操作选定页地址不为非空，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
在其中一个实施例中，在所述若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页的步骤之后还包括：
若通过寻址映射表检查选定页不为有效页，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
在其中一个实施例中，所述根据spare区域的PT表计算偏移的步骤包括：
取偏移值初始值为1，取PT表的第一个逻辑号，以逻辑号为索引查找映射表找到对应物理地址；
将当前物理地址的页偏移减去偏移值得到新的地址，若所述地址等于查表得出的物理地址，则表明偏移值的页为有效页，返回偏移值；
若不等于则偏移值加一，重新执行上述查表比较过程，直至找到有效偏移；
如果直至PT表最后项依然找不到有效偏移，则返回偏移值为1。
一种数据搬运效率的提升装置，所述装置包括：
获取模块，所述获取模块用于获取数据搬运效率的提升请求，并根据所述请求选取目标页；
第一判断模块，所述第一判断模块用于判断所述目标页的地址是否有效且有效页剩余计数是否大于0；
第二判断模块，所述第二判断模块用于若所述目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空；
检查模块，所述检查模块用于若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页；
数据搬运模块，所述数据搬运模块用于若为有效页则搬运数据重新写入同时有效页剩余计数减一；
计算偏移模块，所述计算偏移模块用于根据spare区域的PT表计算偏移。
在其中一个实施例中，所述装置还包括跳转模块，所述跳转模块用于：
若读取操作选定页地址不为非空，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
在其中一个实施例中，所述跳转模块还用于：
若通过寻址映射表检查选定页不为有效页，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
在其中一个实施例中，所述计算偏移模块具体用于：
取偏移值初始值为1，取PT表的第一个逻辑号，以逻辑号为索引查找映射表找到对应物理地址；
将当前物理地址的页偏移减去偏移值得到新的地址，若所述地址等于查表得出的物理地址，则表明偏移值的页为有效页，返回偏移值；
若不等于则偏移值加一，重新执行上述查表比较过程，直至找到有效偏移；
如果直至PT表最后项依然找不到有效偏移，则返回偏移值为1。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其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上述任意一项方法的步骤。
上述数据搬运效率的提升方法、装置、计算机设备和存储介质通过获取数据搬运效率的提升请求，并根据所述请求选取目标页；判断所述目标页的地址是否有效且有效页剩余计数是否大于0；若所述目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空；若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页；若为有效页则搬运数据重新写入同时有效页剩余计数减一；根据spare区域的PT表计算偏移。本发明通过扫描spare区域中的Page Table递进定位有效页的位置，从而既提升数据搬运的效率，又不需要维护有效页位图，实现了既能提升数据搬运效率又节省了系统资源的占用。
附图说明
图1为有效页计数表以及有效页位图的构造示意图；
图2为一个实施例中数据搬运效率的提升方法的流程示意图；
图3为另一个实施例中数据搬运效率的提升方法的流程示意图；
图4为一个实施例中spare区域的构造示意图；
图5为一个实施例中有效块进行搬运数据的流程示意图；
图6为一个实施例中数据搬运效率的提升装置的结构框图；
图7为另一个实施例中数据搬运效率的提升装置的结构框图；
图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
FTL处理写入新的数据的时候，会将逻辑号与地址池分配的新的物理地址绑定，这样新分配的物理地址所在的块的有效数据多了新的一笔，而在写入之前与逻辑号绑定的旧的物理地址所在的块的有效数据就少了一笔，FTL维护的这样的表格称为有效页计数表；而有效页位图则通过bit位精准记录物理块的哪些数据是有效的。如图1所示，编号Blk_x的块有9个物理页，其中3个存着有效数据(灰色)，则有效页计数表中Blk_x索引存着3，有效页位图对应的部分bit位被至上；FTL需要搬运数据的时候，将有效数据读取，写入新的地址，当前块擦除释放，可以通过上述2张表格快速清楚获知搬运的源地址。
但是，上述方法在搬运时，虽然快速定位源地址，但是由于有效页位图更新频繁，需要一定程度占用较多系统资源。
基于此，本发明提出一种提升数据搬运效率的方法，旨在可以既提升数据搬运的效率，又不需要维护有效页位图，节省系统资源。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种数据搬运效率的提升方法，该方法包括：
步骤202，获取数据搬运效率的提升请求，并根据所述请求选取目标页；
步骤204，判断目标页的地址是否有效且有效页剩余计数是否大于0；
步骤206，若目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空；
步骤208，若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页；
步骤210，若为有效页则搬运数据重新写入同时有效页剩余计数减一；
步骤212，根据spare区域的PT表计算偏移。
具体的，如图4所示，在写入用户数据的时候，在编辑spare区域的时候，除了需要填入当前写入的逻辑号，另外在Page Table(PT)中记录当前物理页之前的页对应的N个Page对应的逻辑号；存在这些Spare区域的这些信息随着主体数据一起被写入闪存。
在搬运数据的时候读取一个页的Spare区域，可以获取逻辑号，与逻辑物理地址映射表可以确认这笔数据是否有效，有效则搬运，同时可以从PT中获取之前N个页的物理地址对应的逻辑号，同理可以检查逻辑物理地址映射表检查映射关系是否有效，确定下一个有效页的偏移。
在一个实施例中，在若目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空的步骤之后还包括：
若读取操作选定页地址不为非空，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
在一个实施例中，在若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页的步骤之后还包括：
若通过寻址映射表检查选定页不为有效页，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
具体地，结合参考图5所示，在本实施例中提供了具体的搬运数据的流程包括以下步骤：
步骤1，选取有效页，首次进入从“块”的最后“页”地址开始，之后循环再进入，计算方式为当前页地址加上计算得出的偏移。
步骤2，判断页地址是否有效，判断VP(有效页剩余计数)是否大于0，如两者均满足进入3，如不满足则结束流程。
步骤3，读取操作选定的页地址，如满足：非空、另外spare区域获取逻辑地址，寻址映射表检查该页为有效页，则进入步骤4，否则进入步骤5。
步骤4，进行数据搬运，即从地址池分配物理地址，将该“页”读出的数据写入新分配的地址，该块的VP(有效页剩余计数)减一，进入步骤5。
步骤5，计算偏移：如果步骤3判断为空之后进入步骤5，偏移为1；如果步骤3判断非空，spare区域获取逻辑地址，寻址映射表检查该页不为有效页，或者从步骤4进入步骤5，则根据spare区域的PT表，计算偏移。
在上述实施例中，通过获取数据搬运效率的提升请求，并根据所述请求选取目标页；判断所述目标页的地址是否有效且有效页剩余计数是否大于0；若所述目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空；若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页；若为有效页则搬运数据重新写入同时有效页剩余计数减一；根据spare区域的PT表计算偏移。上述方案通过扫描spare区域中的Page Table递进定位有效页的位置，从而既提升数据搬运的效率，又不需要维护有效页位图，实现了既能提升数据搬运效率又节省了系统资源的占用。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种数据搬运效率的提升方法，该方法中根据spare区域的PT表计算偏移的步骤包括：
步骤302，取偏移值初始值为1，取PT表的第一个逻辑号，以逻辑号为索引查找映射表找到对应物理地址；
步骤304，将当前物理地址的页偏移减去偏移值得到新的地址，若地址等于查表得出的物理地址，则表明偏移值的页为有效页，返回偏移值；
步骤306，若不等于则偏移值加一，重新执行上述查表比较过程，直至找到有效偏移；
步骤308，如果直至PT表最后项依然找不到有效偏移，则返回偏移值为1。
在本实施例中提供了一种根据spare区域的PT表计算偏移的具体步骤，包括：
首先，取偏移值初始值为1，取PT表的第一个逻辑号，以逻辑号为索引查找映射表找到对应物理地址。然后，将当前物理地址的页偏移减去偏移值得到新的地址，如果这个地址等于查表得出的物理地址，则表明这个偏移值的页为有效页，返回偏移值；如果不等于，则偏移值加一，重新执行以上查表比较过程，直至找到有效偏移。如果直至PT表最后项依然找不到有效偏移，返回偏移值为1。
应该理解的是，虽然图2-5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-5中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种数据搬运效率的提升装置600，该装置包括：
获取模块601，用于获取数据搬运效率的提升请求，并根据所述请求选取目标页；
第一判断模块602，用于判断所述目标页的地址是否有效且有效页剩余计数是否大于0；
第二判断模块603，用于若所述目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空；
检查模块604，用于若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页；
数据搬运模块605，用于若为有效页则搬运数据重新写入同时有效页剩余计数减一；
计算偏移模块606，用于根据spare区域的PT表计算偏移。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种数据搬运效率的提升装置600，该装置还包括跳转模块607，用于：
若读取操作选定页地址不为非空，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
在一个实施例中，跳转模块607还用于：
若通过寻址映射表检查选定页不为有效页，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
在一个实施例中，计算偏移模块606具体用于：
取偏移值初始值为1，取PT表的第一个逻辑号，以逻辑号为索引查找映射表找到对应物理地址；
将当前物理地址的页偏移减去偏移值得到新的地址，若所述地址等于查表得出的物理地址，则表明偏移值的页为有效页，返回偏移值；
若不等于则偏移值加一，重新执行上述查表比较过程，直至找到有效偏移；
如果直至PT表最后项依然找不到有效偏移，则返回偏移值为1。
关于数据搬运效率的提升装置的具体限定可以参见上文中对于数据搬运效率的提升方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过装置总线连接的处理器、存储器以及网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作装置、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作装置和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数据搬运效率的提升方法。
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的限定，具体的计算机设备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。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以上各个方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上各个方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种数据搬运效率的提升方法，其特征在于，所述方法包括：
获取数据搬运效率的提升请求，并根据所述请求选取目标页；
判断所述目标页的地址是否有效且有效页剩余计数是否大于0；
若所述目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空；
若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页；
若为有效页则搬运数据重新写入同时有效页剩余计数减一；
根据spare区域的PT表计算偏移。
2.根据权利要求1所述的数据搬运效率的提升方法，其特征在于，在所述若所述目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空的步骤之后还包括：
若读取操作选定页地址不为非空，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
3.根据权利要求2所述的数据搬运效率的提升方法，其特征在于，在所述若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页的步骤之后还包括：
若通过寻址映射表检查选定页不为有效页，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
4.根据权利要求1-3任一项所述的数据搬运效率的提升方法，其特征在于，所述根据spare区域的PT表计算偏移的步骤包括：
取偏移值初始值为1，取PT表的第一个逻辑号，以逻辑号为索引查找映射表找到对应物理地址；
将当前物理地址的页偏移减去偏移值得到新的地址，若所述地址等于查表得出的物理地址，则表明偏移值的页为有效页，返回偏移值；
若不等于则偏移值加一，重新执行上述查表比较过程，直至找到有效偏移；
如果直至PT表最后项依然找不到有效偏移，则返回偏移值为1。
5.一种数据搬运效率的提升装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，所述获取模块用于获取数据搬运效率的提升请求，并根据所述请求选取目标页；
第一判断模块，所述第一判断模块用于判断所述目标页的地址是否有效且有效页剩余计数是否大于0；
第二判断模块，所述第二判断模块用于若所述目标页的地址有效且有效页剩余计数大于0，则进行读取操作并判断读取操作选定页地址是否为非空；
检查模块，所述检查模块用于若判断为非空则从spare区域获取逻辑地址，通过寻址映射表检查选定页是否为有效页；
数据搬运模块，所述数据搬运模块用于若为有效页则搬运数据重新写入同时有效页剩余计数减一；
计算偏移模块，所述计算偏移模块用于根据spare区域的PT表计算偏移。
6.根据权利要求5所述的数据搬运效率的提升装置，其特征在于，所述装置还包括跳转模块，所述跳转模块用于：
若读取操作选定页地址不为非空，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
7.根据权利要求6所述的数据搬运效率的提升装置，其特征在于，所述跳转模块还用于：
若通过寻址映射表检查选定页不为有效页，则直接执行根据spare区域的PT表计算偏移的步骤。
8.根据权利要求5-7任一项所述的数据搬运效率的提升装置，其特征在于，所述计算偏移模块具体用于：
取偏移值初始值为1，取PT表的第一个逻辑号，以逻辑号为索引查找映射表找到对应物理地址；
将当前物理地址的页偏移减去偏移值得到新的地址，若所述地址等于查表得出的物理地址，则表明偏移值的页为有效页，返回偏移值；
若不等于则偏移值加一，重新执行上述查表比较过程，直至找到有效偏移；
如果直至PT表最后项依然找不到有效偏移，则返回偏移值为1。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
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