CN112506711B - 一种固态硬盘的上电恢复方法和系统 - Google Patents

一种固态硬盘的上电恢复方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种固态硬盘的上电恢复方法和系统，方法包括：响应于固态硬盘上电，而将可用的处理器划分为一个主处理器和多个从处理器，并将固态硬盘中的元数据分组；响应于主处理器空载而获取被标记为未处理的一组元数据，并解析元数据中的基本映射表和差分映射表；由主处理器基于基本映射表恢复基本数据，并将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据；响应于确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据，而基于基本数据和差分数据构建恢复数据；响应于成功获得恢复数据，而由主处理器将元数据标记为已处理，同时使主处理器空载。本发明能够降低SSD上电后的元数据恢复时间。

Description

一种固态硬盘的上电恢复方法和系统
技术领域
本发明涉及数据存储领域，更具体地，特别是指一种固态硬盘的上电恢复方法和系统。
背景技术
SSD(固态硬盘)使用NAND(与非门闪存芯片)为存储介质。当来了一笔大数据写时，SSD控制器收到命令后会将数据接收过来，向NAND中写入数据，同时记录下这些数据的LBA(写入的逻辑地址)信息，作为元数据，在日志模块对其进行处理，最后保存在NAND中。在下次设备上电恢复时，能根据保存的元数据进行数据恢复。
当前的SSD元数据保存都是在一个CPU中进行。在上电恢复时也只在一个CPU进行，由于元数据(主要是L2P，即映射表)变化量较大，需要耗费很长的时间才能将所有数据恢复完成。
针对现有技术中SSD上电恢复耗时长的问题，目前尚无有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种固态硬盘的上电恢复方法和系统，能够降低SSD上电后的元数据恢复时间。
基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种固态硬盘的上电恢复方法，包括执行以下步骤：
响应于固态硬盘上电，而将可用的处理器划分为一个主处理器和多个从处理器，并将固态硬盘中的元数据分组；
响应于主处理器空载而获取被标记为未处理的一组元数据，并解析元数据中的基本映射表和差分映射表；
由主处理器基于基本映射表恢复基本数据，并将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据；
响应于确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据，而基于基本数据和差分数据构建恢复数据；
响应于成功获得恢复数据，而由主处理器将元数据标记为已处理，同时使主处理器空载。
在一些实施方式中，元数据存储于固态硬盘的与非门闪存芯片中；元数据包括基本映射表和差分映射表。
在一些实施方式中，基本映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表；差分映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的两个完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表之间的区别信息。
在一些实施方式中，将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据包括：将差分映射表同时发送到多个从处理器，并使多个从处理器并行处理差分映射表。
在一些实施方式中，将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据包括：在多个从处理器中确定一个从处理器，并将差分映射表发送到该从处理器。
在一些实施方式中，方法还包括：主处理器恢复完成基本数据后，还为元数据生成基本数据处理完成标识；从处理器恢复完成差分数据后，还为元数据生成差分数据处理完成标识。
在一些实施方式中，确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据包括：由主处理器和从处理器分别确定存在基本数据处理完成标识和差分数据处理完成标识。
本发明实施例的第二方面提供了一种固态硬盘的上电恢复系统，包括：
处理器；和
存储器，存储有处理器可运行的程序代码，程序代码在被运行时执行以下步骤：
响应于固态硬盘上电，而将可用的处理器划分为一个主处理器和多个从处理器，并将固态硬盘中的元数据分组；
响应于主处理器空载而获取被标记为未处理的一组元数据，并解析元数据中的基本映射表和差分映射表；
由主处理器基于基本映射表恢复基本数据，并将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据；
响应于确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据，而基于基本数据和差分数据构建恢复数据；
响应于成功获得恢复数据，而由主处理器将元数据标记为已处理，同时使主处理器空载。
在一些实施方式中，元数据存储于固态硬盘的与非门闪存芯片中；元数据包括基本映射表和差分映射表；基本映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表；差分映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的两个完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表之间的区别信息。
在一些实施方式中，步骤还包括：主处理器恢复完成基本数据后，还为元数据生成基本数据处理完成标识；从处理器恢复完成差分数据后，还为元数据生成差分数据处理完成标识；
确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据包括：由主处理器和从处理器分别确定存在基本数据处理完成标识和差分数据处理完成标识。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的固态硬盘的上电恢复方法和系统，通过响应于固态硬盘上电，而将可用的处理器划分为一个主处理器和多个从处理器，并将固态硬盘中的元数据分组；响应于主处理器空载而获取被标记为未处理的一组元数据，并解析元数据中的基本映射表和差分映射表；由主处理器基于基本映射表恢复基本数据，并将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据；响应于确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据，而基于基本数据和差分数据构建恢复数据；响应于成功获得恢复数据，而由主处理器将元数据标记为已处理，同时使主处理器空载的技术方案，能够降低SSD上电后的元数据恢复时间。
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为本发明提供的固态硬盘的上电恢复方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种能够降低SSD上电后的元数据恢复时间的固态硬盘的上电恢复方法的一个实施例。图1示出的是本发明提供的固态硬盘的上电恢复方法的流程示意图。
所述的固态硬盘的上电恢复方法，如图1所示，包括执行以下步骤：
步骤S101，响应于固态硬盘上电，而将可用的处理器划分为一个主处理器和多个从处理器，并将固态硬盘中的元数据分组；
步骤S103，响应于主处理器空载而获取被标记为未处理的一组元数据，并解析元数据中的基本映射表和差分映射表；
步骤S105，由主处理器基于基本映射表恢复基本数据，并将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据；
步骤S107，响应于确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据，而基于基本数据和差分数据构建恢复数据；
步骤S109，响应于成功获得恢复数据，而由主处理器将元数据标记为已处理，同时使主处理器空载。
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，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。所述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
在一些实施方式中，元数据存储于固态硬盘的与非门闪存芯片中；元数据包括基本映射表和差分映射表。
在一些实施方式中，基本映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表；差分映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的两个完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表之间的区别信息。
在一些实施方式中，将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据包括：将差分映射表同时发送到多个从处理器，并使多个从处理器并行处理差分映射表。
在一些实施方式中，将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据包括：在多个从处理器中确定一个从处理器，并将差分映射表发送到该从处理器。
在一些实施方式中，方法还包括：主处理器恢复完成基本数据后，还为元数据生成基本数据处理完成标识；从处理器恢复完成差分数据后，还为元数据生成差分数据处理完成标识。
在一些实施方式中，确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据包括：由主处理器和从处理器分别确定存在基本数据处理完成标识和差分数据处理完成标识。
下面根据具体实施例进一步阐述本发明的具体实施方式。
首先将CPU划分为Master(主CPU)和Slaver(从CPU)。Master在上电后读取元数据存储区域的NAND数据，恢复第一组Base(基本映射表)数据。如果有Delta(差分映射表)数据，就将数据发送到Slaver，将Delta放到其他所有CPU上同时恢复。Master恢复完Base数据后，检测Slaver是否恢复完成Delta数据；同时Slaver恢复完第一组后通知Master，并检测Master恢复的Base数据是否完成。如果双方均恢复完成，则设置完成标志位，并读写下一组数据。如果没有，则等待。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的固态硬盘的上电恢复方法，通过响应于固态硬盘上电，而将可用的处理器划分为一个主处理器和多个从处理器，并将固态硬盘中的元数据分组；响应于主处理器空载而获取被标记为未处理的一组元数据，并解析元数据中的基本映射表和差分映射表；由主处理器基于基本映射表恢复基本数据，并将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据；响应于确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据，而基于基本数据和差分数据构建恢复数据；响应于成功获得恢复数据，而由主处理器将元数据标记为已处理，同时使主处理器空载的技术方案，能够降低SSD上电后的元数据恢复时间。
需要特别指出的是，上述固态硬盘的上电恢复方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于固态硬盘的上电恢复方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种能够降低SSD上电后的元数据恢复时间的固态硬盘的上电恢复系统的一个实施例。系统包括：
处理器；和
存储器，存储有处理器可运行的程序代码，程序代码在被运行时执行以下步骤：
响应于固态硬盘上电，而将可用的处理器划分为一个主处理器和多个从处理器，并将固态硬盘中的元数据分组；
响应于主处理器空载而获取被标记为未处理的一组元数据，并解析元数据中的基本映射表和差分映射表；
由主处理器基于基本映射表恢复基本数据，并将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据；
响应于确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据，而基于基本数据和差分数据构建恢复数据；
响应于成功获得恢复数据，而由主处理器将元数据标记为已处理，同时使主处理器空载。
在一些实施方式中，元数据存储于固态硬盘的与非门闪存芯片中；元数据包括基本映射表和差分映射表；基本映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表；差分映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的两个完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表之间的区别信息。
在一些实施方式中，步骤还包括：主处理器恢复完成基本数据后，还为元数据生成基本数据处理完成标识；从处理器恢复完成差分数据后，还为元数据生成差分数据处理完成标识；
确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据包括：由主处理器和从处理器分别确定存在基本数据处理完成标识和差分数据处理完成标识。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的系统，通过响应于固态硬盘上电，而将可用的处理器划分为一个主处理器和多个从处理器，并将固态硬盘中的元数据分组；响应于主处理器空载而获取被标记为未处理的一组元数据，并解析元数据中的基本映射表和差分映射表；由主处理器基于基本映射表恢复基本数据，并将差分映射表发送到从处理器以使从处理器恢复差分数据；响应于确定主处理器恢复完成基本数据并且确定从处理器恢复完成差分数据，而基于基本数据和差分数据构建恢复数据；响应于成功获得恢复数据，而由主处理器将元数据标记为已处理，同时使主处理器空载的技术方案，能够降低SSD上电后的元数据恢复时间。
需要特别指出的是，上述系统的实施例采用了所述固态硬盘的上电恢复方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到所述固态硬盘的上电恢复方法的其他实施例中。当然，由于所述固态硬盘的上电恢复方法实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于所述系统也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种固态硬盘的上电恢复方法，其特征在于，包括执行以下步骤：
响应于固态硬盘上电，而将可用的处理器划分为一个主处理器和多个从处理器，并将固态硬盘中的元数据分组；
响应于所述主处理器空载而获取被标记为未处理的一组元数据，并解析所述元数据中的基本映射表和差分映射表；
由所述主处理器基于所述基本映射表恢复基本数据，并将所述差分映射表发送到所述从处理器以使所述从处理器恢复差分数据；
响应于确定所述主处理器恢复完成所述基本数据并且确定所述从处理器恢复完成所述差分数据，而基于所述基本数据和所述差分数据构建恢复数据；
响应于成功获得所述恢复数据，而由所述主处理器将所述元数据标记为已处理，同时使所述主处理器空载；
其中，所述元数据包括所述基本映射表和所述差分映射表；所述基本映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表；所述差分映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的两个完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表之间的区别信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述元数据存储于固态硬盘的与非门闪存芯片中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述差分映射表发送到所述从处理器以使所述从处理器恢复差分数据包括：将所述差分映射表同时发送到多个所述从处理器，并使多个所述从处理器并行处理所述差分映射表。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述差分映射表发送到所述从处理器以使所述从处理器恢复差分数据包括：在多个所述从处理器中确定一个从处理器，并将所述差分映射表发送到该从处理器。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述主处理器恢复完成所述基本数据后，还为所述元数据生成基本数据处理完成标识；所述从处理器恢复完成所述差分数据后，还为所述元数据生成差分数据处理完成标识。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述主处理器恢复完成所述基本数据并且确定所述从处理器恢复完成所述差分数据包括：由所述主处理器和所述从处理器分别确定存在所述基本数据处理完成标识和所述差分数据处理完成标识。
7.一种固态硬盘的上电恢复系统，其特征在于，包括：
处理器；和
存储器，存储有处理器可运行的程序代码，所述程序代码在被运行时执行以下步骤：
响应于固态硬盘上电，而将可用的处理器划分为一个主处理器和多个从处理器，并将固态硬盘中的元数据分组；
响应于所述主处理器空载而获取被标记为未处理的一组元数据，并解析所述元数据中的基本映射表和差分映射表；
由所述主处理器基于所述基本映射表恢复基本数据，并将所述差分映射表发送到所述从处理器以使所述从处理器恢复差分数据；
响应于确定所述主处理器恢复完成所述基本数据并且确定所述从处理器恢复完成所述差分数据，而基于所述基本数据和所述差分数据构建恢复数据；
响应于成功获得所述恢复数据，而由所述主处理器将所述元数据标记为已处理，同时使所述主处理器空载；
其中，所述元数据包括所述基本映射表和所述差分映射表；所述基本映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表；所述差分映射表为固态硬盘的数据存储模块生成的两个完整版本的从逻辑地址到物理地址的映射表之间的区别信息。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述元数据存储于固态硬盘的与非门闪存芯片中。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述步骤还包括：所述主处理器恢复完成所述基本数据后，还为所述元数据生成基本数据处理完成标识；所述从处理器恢复完成所述差分数据后，还为所述元数据生成差分数据处理完成标识；
确定所述主处理器恢复完成所述基本数据并且确定所述从处理器恢复完成所述差分数据包括：由所述主处理器和所述从处理器分别确定存在所述基本数据处理完成标识和所述差分数据处理完成标识。
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