CN115794497B - Ssd掉电解决方法、装置、可读存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种SSD掉电解决方法、装置、可读存储介质及电子设备，在启动数据写入NAND之前，通过先将用户数据对应的写入信息保存至第一事务日志，并保存第一事务日志后，再执行用户数据写入NAND的操作，并在执行写入操作成功后更新写入信息，同时将更新的写入信息写入第二事务日志，并保存第二事务日志，从而在事务过程中掉电时，能够根据第一事务日志对异常数据进行恢复，避免了由于异常掉电而出现一致性问题时，导致上电扫描时间过长以及数据丢失的问题。

Description

SSD掉电解决方法、装置、可读存储介质及电子设备

技术领域

本发明涉及存储器测试领域，特别是涉及一种SSD掉电解决方法、装置、可读存储介质及电子设备。

背景技术

SSD（Solid State Disk或Solid State Drive，固态硬盘)是用于提升存储系统的读写性能的设备。目前，SSD通常的数据写入步骤包括：首先，根据写入指令将写入数据保存至NAND中，并修改数据对应的L2P（logicto physical，逻辑地址到物理地址）映射信息；其次，当写入数据达到预设的数据量时，将与所有写入数据对应的L2P映射信息保存至NAND，同时将L2P映射信息对应的root信息进行保存；最后，通过定时记录的方式，将root信息保存至NAND，完成数据写入处理。

然而，在数据写入过程中存在突发掉电等异常情况，使得当数据处理过程中出现异常。因此，目前对于异常掉电场景采用的数据恢复方法通常为反向恢复。即通过扫描NAND中的root信息、L2P映射信息以及用户数据获取掉电前最新的root信息、L2P映射信息以及用户数据；再分别通过root信息恢复L2P映射信息，同时根据L2P映射信息恢复由于掉电遗漏的root信息，以及根据用户数据恢复由于掉电遗漏的L2P映射信息。

但反向恢复过程依赖于用户数据、L2P映射信息以及root信息之间的关联性。导致当用户数据、L2P映射信息以及root信息对于同一份数据的记录均出错时，SSD的上电扫描时间将会增加，并且存在一致性问题的数据将难以恢复。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种SSD掉电解决方法、装置、可读存储介质及电子设备，节省SSD上电恢复时间，并解决由于异常掉电而导致的数据丢失问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种SSD掉电解决方法，包括步骤：

判断是否接收到数据写入指令，若是，则获取用户数据以及所述用户数据对应的写入信息；

将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志；

将所述用户数据写入NAND中；

判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息；

将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：在启动数据写入NAND之前，通过先将用户数据对应的写入信息保存至第一事务日志，并保存第一事务日志后，再执行用户数据写入NAND的操作，并在执行写入操作成功后更新写入信息，同时将更新的写入信息写入第二事务日志，并保存第二事务日志，从而在事务过程中掉电时，能够根据第一事务日志对异常数据进行恢复，避免了由于异常掉电而出现一致性问题时，导致上电扫描时间过长以及数据丢失的问题。

进一步地，所述写入信息包括L2P映射信息；

所述判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息包括：

判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的L2P映射信息；

将所述L2P映射信息写入NAND；

判断所述L2P映射信息是否写入成功，若是，则更新所述写入信息。

由上述描述可知，在执行写入操作时，先将用户数据写入NAND，待用户数据写入成功后再更新对应的L2P映射信息，随后再将L2P映射信息写入NAND，当L2P映射信息写入成功后，再更新写入信息，保证写入操作过程数据的稳定性。

进一步地，所述将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志包括：

将所述第一事务日志写入预设的第一NAND区域；

所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志包括：

将所述第二事务日志写入所述第一NAND区域。

由上述描述可知，通过将NAND单独分配出第一NAND区域用于存储第一事务日志以及第二事务日志，将事务日志与其他数据区分，使得在数据恢复时能够快速的根据第一NAND区域内存储的事务日志对异常数据进行恢复。

进一步地，还包括：

获取上电信号，判断是否异常掉电，若是，则扫描所述第一NAND区域，得到所述第一事务日志；

根据所述第一事务日志得到未更新的所述写入信息；

根据未更新的所述写入信息对所述用户数据进行恢复；

判断是否恢复成功，若是，则执行所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志的步骤；若否，则取消当前事务。

由上述描述可知，当事务过程中异常掉电时，通过获取最后一次提交的事务日志，并从事务日志中获取未更新的写入信息，从而通过未更新的写入信息实现对异常数据的恢复，相对于现有技术中的恢复方法，有效的节省了上电恢复时长，并且解决由于异常掉电而导致的数据丢失问题。

进一步地，所述写入信息包括root信息、数据地址信息；

所述根据未更新的所述写入信息对所述用户数据进行恢复包括：

根据未更新的所述写入信息对应的所述root信息对L2P映射信息进行恢复；

根据未更新的所述写入信息对应的所述数据地址信息对所述用户数据进行恢复，并更新所述L2P映射信息。

由上述描述可知，通过获取修改前的事务日志，并获取修改前的root信息以及数据的NAND地址信息，实现对数据的L2P映射信息进行更新，重放整个事务过程，并提交事务完成事务操作。

进一步地，所述判断是否恢复成功，若是，则执行所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志的步骤还包括：

若否，则将未更新的所述写入信息对应的所述root信息作为最新的所述root信息。

由上述描述可知，当数据扫描恢复失败后，通过使用未更新的事务日志中记录的root信息，同时取消当前事务，从而确保存入NAND数据的正确性。

进一步地，所述用户数据、写入信息以及第一事务日志分别写入不同的NAND区域。

由上述描述可知，通过将NAND根据用户数据、L2P映射信息以及事务日志划分出不同的区域，并将不同的写入内容存储与不同的区域，不仅能够提高数据的稳定性，而且在进行掉电恢复时能够快速地根据不同分区，实现对异常数据的快速恢复。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：

一种SSD掉电解决装置，包括：

第一判断模块，用于判断是否接收到数据写入指令，若是，则获取用户数据以及所述用户数据对应的写入信息；

第一写入模块，用于将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志；

第二写入模块，用于将所述用户数据写入NAND中；

第二判断模块，用于判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息；

第三写入模块，用于将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：

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如上述的一种SSD掉电解决方法的各个步骤。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：

一种电子设备，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如上述的一种SSD掉电解决方法中的各个步骤。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种SSD掉电解决方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例中的一种SSD掉电解决方法的另一步骤流程图；

图3为本发明实施例中的一种SSD掉电解决方法的异常掉电恢复步骤流程图；

图4为本发明实施例中的一种SSD掉电解决装置的结构示意图；

图5为本发明实施例中的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种SSD掉电解决方法，包括步骤：

判断是否接收到数据写入指令，若是，则获取用户数据以及所述用户数据对应的写入信息；

将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志；

将所述用户数据写入NAND中；

判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息；

将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志。

进一步地，所述写入信息包括L2P映射信息；

所述判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息包括：

判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的L2P映射信息；

将所述L2P映射信息写入NAND；

判断所述L2P映射信息是否写入成功，若是，则更新所述写入信息。

进一步地，所述将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志包括：

将所述第一事务日志写入预设的第一NAND区域；

所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志包括：

将所述第二事务日志写入所述第一NAND区域。

进一步地，还包括：

获取上电信号，判断是否异常掉电，若是，则扫描所述第一NAND区域，得到所述第一事务日志；

根据所述第一事务日志得到未更新的所述写入信息；

根据未更新的所述写入信息对所述用户数据进行恢复；

判断是否恢复成功，若是，则执行所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志的步骤；若否，则取消当前事务。

进一步地，所述写入信息包括root信息、数据地址信息；

所述根据未更新的所述写入信息对所述用户数据进行恢复包括：

根据未更新的所述写入信息对应的所述root信息对L2P映射信息进行恢复；

根据未更新的所述写入信息对应的所述数据地址信息对所述用户数据进行恢复，并更新所述L2P映射信息。

进一步地，所述判断是否恢复成功，若是，则执行所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志的步骤还包括：

若否，则将未更新的所述写入信息对应的所述root信息作为最新的所述root信息。

进一步地，所述用户数据、写入信息以及第一事务日志分别写入不同的NAND区域。

本发明另一实施例提供了一种SSD掉电解决装置，包括：

第一判断模块，用于判断是否接收到数据写入指令，若是，则获取用户数据以及所述用户数据对应的写入信息；

第一写入模块，用于将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志；

第二写入模块，用于将所述用户数据写入NAND中；

第二判断模块，用于判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息；

第三写入模块，用于将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志。

本发明另一实施例提供了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如上述的一种SSD掉电解决方法的各个步骤。

本发明另一实施例提供了一种电子设备，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如上述的一种SSD掉电解决方法中的各个步骤。

本发明上述一种SSD掉电解决方法、装置、可读存储介质及电子设备能够适用于多种类型SSD的异常掉电恢复，解决由于异常掉电而导致的数据丢失问题，以下通过具体实施方式进行说明：

实施例一

请参照图1，一种SSD掉电解决方法，包括步骤：

S1、判断是否接收到数据写入指令，若是，则获取用户数据以及所述用户数据对应的写入信息；即启动写入事务，并在启动所述写入事务前，预留事务过程需要的资料，如预留一定内存块和主控资源，从而可执行事务操作；

S2、将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志；将所述第一事务日志写入预设的第一NAND区域；即单独分配一定SLC（SingleLevel Cell 单层单元）资源用于存储事务日志；其中，所述写入信息包括root信息和数据的NAND地址信息；该步骤中的所述写入信息为修改前的root信息以及写入的数据的NAND地址信息；

S3、将所述用户数据写入NAND中；

S4、判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息，具体的：

S41、判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的L2P映射信息；

S42、将所述L2P映射信息写入NAND；

S43、判断所述L2P映射信息是否写入成功，若是，则更新所述写入信息；

S5、将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志；即将所述第二事务日志写入所述第一NAND区域；在一可选的实施方式中，上述写入过程中所述用户数据、写入信息以及第一事务日志分别写入不同的NAND区域，即NAND根据用户数据、L2P映射信息以及事务日志划分出不同的区域；

本实施例提供一具体写入实例，请参照图2，包括：

Step1：开启事务，即启动所述写入事务，其中，事务日志（Tx log）中包括修改前的root信息（Rootinfo）以及写入的数据的NAND地址信息（Data Addr）；

Step2：保存事务日志，获取用户数据对应的写入信息，并将所述用户数据对应的写入信息写入第一事务日志中；即将Tx log中的root信息以及写入的数据的NAND地址信息保存为第一事务日志，并存储在Tx block区域即第一NAND区域，记为Tx begin；

Step3：数据写入，获取用户数据，即接收数据信息（Data info），并将所述用户数据写入NAND的Datablock区域；

Step4：更新L2P，判断数据是否写入成功，若是，则更新对应的L2P映射信息（l2ptbl info）；若否，则取消该事务；

Step5：L2P信息写入，将所述L2P映射信息写入NAND的l2ptbl block区域；

Step6：更新Root，判断所述L2P映射信息是否写入成功，若是，则更新root信息；若否，则取消该事务；

Step7：提交事务，将更新的root信息以及数据的NAND结束地址写入第二事务日志，并将所述第二事务日志写入所述第一NAND区域，记为Tx end。

实施例二

本实施例与实施例一的不同在于，限定了掉电恢复的步骤；

请参照图3，基于事务方案的异常掉电恢复流程如下：

P1、获取上电信号，判断是否异常掉电，若是，则扫描所述第一NAND区域，得到所述第一事务日志；即上电后扫描Tx block区域，找到最后一次提交的事务；

P2、根据所述第一事务日志得到未更新的所述写入信息，即获取修改前的root信息、数据NAND地址信息以及其他事务log；

P3、根据未更新的所述写入信息对所述用户数据进行恢复，具体的：

P31、根据未更新的所述写入信息对应的所述root信息对L2P映射信息进行恢复；

P32、根据未更新的所述写入信息对应的所述数据地址信息对所述用户数据进行恢复，并更新所述L2P映射信息；

根据事务日志中记录的数据的NAND地址开始进行扫描恢复，如果扫描恢复成功后更新L2P映射信息，最终更新root信息提交事务；其中，所述扫描恢复成功指：根据事务日志中记录的NAND地址进行扫描，将扫描数据对应的L2P映射信息进行更新，重放整个事务过程，最后提交事务；

P4、判断是否恢复成功，若是，则执行所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志的步骤；若否，则取消当前事务；若否，则取消当前事务，并将未更新的所述写入信息对应的所述root信息作为最新的所述root信息。

实施例三

请参照图4，一种SSD掉电解决装置，包括：

第一判断模块，用于判断是否接收到数据写入指令，若是，则获取用户数据以及所述用户数据对应的写入信息；

第一写入模块，用于将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志；

第二写入模块，用于将所述用户数据写入NAND中；

第二判断模块，用于判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息；

第三写入模块，用于将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志。

实施例四

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如实施例一或二中所述的一种SSD掉电解决方法的各个步骤。

实施例五

请参照图5，一种电子设备，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如实施例一或二中所述的一种SSD掉电解决方法中的各个步骤。

综上所述，本发明提供的一种SSD掉电解决方法、装置、可读存储介质及电子设备，通过在启动数据写入NAND之前，通过先启动事务，将修改前的root信息以及数据的NAND地址信息写入第一事务日志，并保存在对应的NAND区域中，随后再执行数据写入NAND的操作，通过先将用户数据写入NAND，待用户数据写入成功后再更新对应的L2P映射信息，随后再将L2P映射信息写入NAND，当L2P映射信息写入成功后，更新root信息以及数据的NAND地址信息，并将更新的root信息以及数据的NAND地址信息写入第二事务日志并保存，从而在事务过程中掉电时，能够根据第一事务日志对异常数据进行恢复，避免了由于异常掉电而出现一致性问题时，能够针对多笔不同数据之间的一致性，解决用户数据、映射数据以及根信息数据之间的一致性的问题，不仅可以有效的节省SSD的上电恢复时长，而且可以解决由于异常掉电而导致的数据丢失问题。

在本申请所提供的上述实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置、计算机可读存储介质以及电子设备，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，所述模块的划分，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，例如多个组件或模块可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或组件或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的组件可以是或者也可以不是物理上分开的，作为组件显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部组件来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个组件单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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，服务器，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。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种SSD掉电解决方法，其特征在于，包括步骤：

判断是否接收到数据写入指令，若是，则获取用户数据以及所述用户数据对应的写入信息；

将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志；

将所述用户数据写入NAND中；

判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息；

将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志；

所述将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志包括：

将所述第一事务日志写入预设的第一NAND区域；

所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志包括：

将所述第二事务日志写入所述第一NAND区域；

所述用户数据、写入信息以及第一事务日志分别写入不同的NAND区域；

还包括：

获取上电信号，判断是否异常掉电，若是，则扫描所述第一NAND区域，得到所述第一事务日志；

根据所述第一事务日志得到未更新的所述写入信息；

根据未更新的所述写入信息对所述用户数据进行恢复；

判断是否恢复成功，若是，则执行所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志的步骤；若否，则取消当前事务。

2.根据权利要求1所述的一种SSD掉电解决方法，其特征在于，所述写入信息包括L2P映射信息；

所述判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息包括：

判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的L2P映射信息；

将所述L2P映射信息写入NAND；

判断所述L2P映射信息是否写入成功，若是，则更新所述写入信息。

3.根据权利要求1所述的一种SSD掉电解决方法，其特征在于，所述写入信息包括root信息、数据地址信息；

所述根据未更新的所述写入信息对所述用户数据进行恢复包括：

根据未更新的所述写入信息对应的所述root信息对L2P映射信息进行恢复；

根据未更新的所述写入信息对应的所述数据地址信息对所述用户数据进行恢复，并更新所述L2P映射信息。

4.根据权利要求3所述的一种SSD掉电解决方法，其特征在于，所述判断是否恢复成功，若是，则执行所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志的步骤还包括：

若否，则将未更新的所述写入信息对应的所述root信息作为最新的所述root信息。

5.一种SSD掉电解决装置，其特征在于，包括：

第一判断模块，用于判断是否接收到数据写入指令，若是，则获取用户数据以及所述用户数据对应的写入信息；

第一写入模块，用于将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志；

第二写入模块，用于将所述用户数据写入NAND中；

第二判断模块，用于判断所述用户数据是否写入成功，若是，则更新所述用户数据对应的写入信息；

第三写入模块，用于将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志；

所述将所述写入信息保存至第一事务日志，并保存所述第一事务日志包括：

将所述第一事务日志写入预设的第一NAND区域；

所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志，并保存所述第二事务日志包括：

将所述第二事务日志写入所述第一NAND区域；

所述用户数据、写入信息以及第一事务日志分别写入不同的NAND区域；

还包括：

获取上电信号，判断是否异常掉电，若是，则扫描所述第一NAND区域，得到所述第一事务日志；

根据所述第一事务日志得到未更新的所述写入信息；

根据未更新的所述写入信息对所述用户数据进行恢复；

判断是否恢复成功，若是，则执行所述将更新的所述写入信息写入第二事务日志的步骤；若否，则取消当前事务。

6.一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如权利要求1-4任意一项所述的一种SSD掉电解决方法的各个步骤。

7.一种电子设备，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如权利要求1-4任意一项所述的一种SSD掉电解决方法中的各个步骤。

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