DE102008009851A1

DE102008009851A1 - Hostdatenverarbeitungssystem, Speicherelement und korrespondierende Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE102008009851A1
Application number: DE200810009851
Authority: DE
Inventors: Chan-Ik Park
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2008-02-11
Publication date: 2008-09-04

Abstract

Ein Hostdatenverarbeitungssystem umfasst ein Speicherverwaltungsmodul (240), welches dazu konfiguriert ist, einen Dateilöschbefehl an ein externes Speicherelement (205), welches ein Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (255) umfasst, für wenigstens eine darin gespeicherte Datei zu senden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Hostdatenverarbeitungssystems, ein Verfahren zum Betreiben eines Speicherelements, ein Verfahren zum Betreiben eines Datenverarbeitungssystems, ein Hostdatenverarbeitungssystem und ein Speicherelement.
Datenverarbeitungssysteme können ein Dateisystem verwenden, um Computerdateien zu speichern und zu organisieren, um einen Zugriff darauf einzurichten. Ein Dateisystem kann als ein Satz von abstrakten Datentypen angesehen werden, welche zur Speicherung, Organisation, Manipulation, Navigation, Zugriff und Wiederherstellung von Daten verwendet werden können. Dateisysteme können in drei Typen kategorisiert werden: Diskettendateisysteme, Netzwerkdateisysteme und Dateisysteme für spezielle Zwecke. Diskettendateisysteme werden allgemein zur Speicherung von Dateien auf einem Datenspeicherelement entwickelt. Netzwerkdateisysteme wirken allgemein als Client für ein Ferndatenzugriffsprotokoll. Dateisysteme für spezielle Zwecke beziehen sich allgemein auf ein beliebiges Dateisystem, welches kein Diskettendatei system oder Netzwerkdateisystem ist. Ein Dateisystem für spezielle Zwecke kann beispielsweise ein System sein, in welchem Dateien dynamisch durch Software angeordnet werden und welches zur Kommunikation zwischen Computerprozessen und/oder temporären Speicherbereichen verwendet werden kann.
Wenn ein Benutzer eine Datei auf einem Computersystem löscht, führt das Dateisystem, welches auf dem Computer abläuft, den Löschbefehl aus und scheint aus Sicht des Benutzers die Datei aus dem Speicher zu entfernen. Tatsächlich lassen herkömmliche Dateisysteme die Dateidaten jedoch im physikalischen Speicher verbleiben. Dies ist unter Bezugnahme auf das File-Allocation-Table(FAT)-Dateisystem in 1 dargestellt. Ein Hostsystem umfasst ein Applikationsprogramm, welches mit einem Dateisystem 105 kommuniziert. Der Host weist ein angeschlossenes Speichersystem auf. Im Beispiel gemäß 1 ist das Speicherelement ein Flashspeicherelement, welches eine Flashübersetzungsschicht (FTL) 110 und ein Speicherelement 115, wie z. B. ein Flashspeicherzellenfeld, aufweist. Die FTL 110 verfolgt die physikalischen Positionen der Speichereinheiten, welche Dateien im Speicherelement 115 zugeordnet sind, so dass das Dateisystem 105 nur auf logische Speichereinheiten zugreift.
Wie aus 1 hervorgeht, entfernt das Dateisystem 105, wenn ein Applikationsprogramm 100 verwendet wird, um eine Datei File 1 zu entfernen, den Namen „File 1" aus dem Verzeichnis und platziert einen speziellen Code in das erste Zeichen des FAT-Eintrags der Datei File 1, um anzuzeigen, dass diese Einheit einer Speicherzuordnungen bzw. Speicherzuordnungseinheit für neue Dateien verfügbar ist. Im Speichersystem löscht die FTL 110 die Datei logisch, löscht jedoch nicht die Daten der Datei File 1 aus dem Speicherelement 115. Stattdessen bleiben die Daten der Datei File 1 im Speicherelement 115 intakt und können sogar wiedergewonnen werden, beispielsweise durch Verwendung des DOS- Befehls „undelete", welcher vom Namen „File 1" gefolgt wird. Daher wird eine Datei durch das Dateisystem 105 und die FTL 110 nur logisch gelöscht, wenn ein Benutzer die Datei löscht. Defragmentieren oder Formatieren des Speicherelements können die durch eine gelöschte Datei besetzten Speichereinheiten im Speicherelement 115 verschieben, die Dateidaten bleiben jedoch im Speicherelement 115 intakt. Mit der Zeit kann das Sichern von neuen Dateien im Speicherelement 115 dazu führen, dass einige oder alle der gelöschten Dateispeichereinheiten überschrieben werden, bis dahin sind jedoch viele Anwendungen verfügbar, welche dazu verwendet werden können, die gelöschten Dateien wiederzugewinnen.
Da einige Dateien private oder sensible Informationen enthalten, kann es ein Benutzer vorziehen, dass diese Dateien im Speichersystem gelöscht werden, so dass sie nicht wieder herstellbar sind, bevor es einem Anderen erlaubt wird, auf das Speichersystem zuzugreifen oder das Speichersystem zu teilen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Hostdatenverarbeitungssystems, ein Verfahren zum Betreiben eines Speicherelements, ein Verfahren zum Betreiben eines Datenverarbeitungssystems, ein Hostdatenverarbeitungssystem und ein Speicherelement bereitzustellen, welche einen unautorisierten Zugriff auf gelöschte Dateien verhindern.
Die Erfindung löst dieses Problem durch Bereitstellung von Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, 5 oder 12, eines Hostdatenverarbeitungssystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 und eines Speicherelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, deren Wortlaut hiermit durch Bezugnahme in die Beschrei bung aufgenommen wird, um unnötige Textwiederholungen zu vermeiden.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auch als System und Computerprogrammprodukt ausgeführt sein kann.
Vorteilhafte, nachfolgend im Detail beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie die zu deren besserem Verständnis oben erläuterten, herkömmlichen Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt/zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Datenverarbeitungssystems zur Darstellung von Operationen, welche eine herkömmliche Dateilöschung betreffen,
2 ein Blockdiagramm eines Datenverarbeitungssystems in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
3 ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Datenstruktur zum Zuordnen von Einheiten einer Speicherzuordnungen in einem Speicherelement zu Indikatoren, die anzeigen, ob die Einheiten einer Speicherzuordnungen gültige oder ungültige Daten enthalten in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und
4 bis 8 Flussdiagramme zur Darstellung der Funktionsweise des Datenverarbeitungssystems gemäß 2 in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung kann als Verfahren, System und/oder als Computerprogrammprodukt realisiert sein. Entsprechend kann die vorliegende Erfindung vollständig als Hardware und/oder als Software einschließlich Firmware, systemeigene Software, Mikrocode usw. ausgeführt sein. Zudem kann die vorliegende Erfindung in Form eines Computerprogrammprodukts auf einem computernutzbaren oder computerlesbaren Speichermedium ausgeführt sein, welches in dem Medium eingebetteten computernutzbaren oder computerlesbaren Programmcode aufweist, welcher von oder in Verbindung mit einem Befehlsausführungssystem benutzt wird. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung kann ein computernutzbares oder computerlesbares Medium ein beliebiges Medium sein, welches das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem Befehlsausführungssystem, der Befehlsausführungsvorrichtung oder dem Befehlsausführungsbauelement enthalten, speichern, kommunizieren, verbreiten oder transportieren kann.
Die computernutzbaren oder computerlesbaren Medien können beispielsweise elektronische, magnetische, optische, elektromagnetische, Infrarot- oder Halbleitersysteme, Vorrichtungen, Geräte oder Verbreitungsmedien umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Speziellere Beispiele einer nicht vollständigen Liste von computerlesbaren Medien können das Folgende umfassen: eine elektrische Verbindung mit einer oder mehreren Leitungen, eine tragbare Computerdiskette, einen Speicher mit direktem Zugriff (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen löschbaren und programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM oder Flashspeicher), eine optische Leitung und eine CD-ROM. Es versteht sich, dass das computernutzbare oder das computerlesbare Medium sogar Papier oder ein anderes geeignetes Medium sein kann, auf welchem das Programm geschrieben ist und von welchem es, beispielsweise durch einen optischen Abtastvorgang des Papiers oder des anderen Mediums, elektrisch erfassbar ist, dann kompiliert, interpretiert oder falls erforderlich auf andere Weise verarbeitet und dann im Computerspeicher gespeichert werden kann.
Aus Gründen der Darstellung werden hier verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf einen Flashspeicher beschrieben. Es versteht sich, dass das Speicherelement nicht auf einen Flashspeicher begrenzt ist, sondern allgemein als Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (erase before write memory device) implementierbar ist. Daher kann das Datenspeicherelement eine Speicherkarte, ein Solid-State-Drive(SSD)-Element, ein ATA-Buselement, ein serielles ATA(SATA)-Buselement, eine Multi-Media-Card (MMC), ein secure-Digital(SD)-Element, einen Speicherstick, eine Hard-Disk-Drive (HDD), eine Hybrid-Hard-Drive (HHD) und/oder ein Universal-Serial-Bus(USB)-Flashlaufwerk umfassen.
Flashspeicher sind häufig blockweise und seitenweise organisiert. Ein typischer Block kann 32 Seiten, wobei jede Seite 512 Bytes umfasst, oder 64 Seiten aufweisen, wobei jede Seite 2048 Bytes umfasst. Jede Seite weist typischerweise einige zugehörige Bytes auf, welche für eine Fehlerdetektierung und/oder eine Fehlerkorrektur verwendet werden können. Während ein Flashspeicher auf eine direkte Weise gelesen oder programmiert werden kann, muss er blockweise gelöscht werden. Flashspeicher können eine Seitengröße als Speichereinheitsgröße verwenden, um eine Lese- und/oder Schreiboperation auszuführen. Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier im Zusammenhang mit einer Verwendung einer Seite als Lese-/Schreiboperationseinheit eines Speichers und eines Blocks als eine Löschvorgangseinheit eines Speichers beschrieben. Es versteht sich, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf Seiten und Blöcke als Speicheroperationseinheiten beschränkt sind. Vielmehr kann die Einheit des Speichers zum Ausführen einer Lese- oder einer Schreiboperation allgemein als Lese-/Schreiboperationseinheit spezifi ziert werden und die Einheit eines Speichers zum Ausführen eines Löschvorgangs kann allgemein als Löschoperationseinheit spezifiziert werden.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Datenverarbeitungssystem, welches ein Hostsystem und ein externes Datenspeicherelement mit einem Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement umfasst, durch Senden eines Dateilöschbefehls vom Host zum Datenspeicherelement für eine oder mehrere darin gespeicherte Dateien betrieben werden. Der Dateilöschbefehl kann eine logische Adresse und ungültig zu machende Daten spezifizieren, welche den der gelöschten Datei zugeordnet sind. Das Datenspeicherelement kann basierend auf der spezifizierten logischen Adresse und den ungültig zu machenden Daten eine oder mehrere Einheiten einer Speicherzuordnungen im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement als ungültige Daten enthaltend identifizieren. Bei einigen Ausführungsformen kann das Datenspeicherelement eine Datenstruktur pflegen bzw. unterhalten, welche physikalischen Adressen für Einheiten einer Speicherzuordnungen im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement Indikatoren zuordnet, die anzeigen, ob die Einheiten einer Speicherzuordnungen ungültige Daten enthalten. Die Datenstruktur kann dazu verwendet werden, Einheiten einer Speicherzuordnung zu markieren, welche den gelöschten Dateien zugeordnet sind, welche ungültige Daten enthalten.
Nun bezugnehmend auf 2 umfasst ein Datenverarbeitungssystem einen Host 200 und ein Speicherelement 205, welche über eine Schnittstelle 210 gekoppelt sind. Die Schnittstelle 210 kann eine standardisierte Schnittstelle, wie beispielsweise eine ATA-, SATA-, PATA-, USB-, SCSI-, ESDI-, IEEE-1394-, IDE- und/oder eine Kartenschnittstelle sein. Der Host 200 umfasst einen Prozessor 215, welcher über einen Adressen-/Datenbus 225 mit einem Speicher 220 kommuniziert. Der Prozessor 215 kann beispielsweise ein kommerziell verfügbarer oder ein kunden spezifischer Mikroprozessor sein. Der Speicher 220 ist für ein oder mehrere Speicherelemente exemplarisch, welche die Software und Daten enthalten, welche verwendet werden, um das Datenverarbeitungssystem in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der Erfindung zu betreiben. Der Speicher 220 kann die folgenden Bauelementtypen Cache, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash, SRAM und DRAM umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Wie aus 2 hervorgeht, kann der Speicher 220 fünf oder mehr Kategorien von Software und/oder Daten enthalten, beispielsweise ein Betriebssystem 228, Applikation(en) 230, ein Dateisystem 235, einen Speicherverwalter 240 und I/O-Treiber 245. Das Betriebssystem 228 steuert allgemein den Betrieb des Hosts 200. Insbesondere kann das Betriebssystem 228 die Software- und/oder Hardwareressourcen des Hosts 200 verwalten und kann die Ausführung von Programmen durch den Prozessor 215 koordinieren. Die Applikation(en) 230 repräsentieren verschiedene Applikationsprogramme, die im Host 200 ablaufen können. Das Dateisystem 235 ist das System, welches zum Speichern und Organisieren von Computerdateien und/oder Daten im Speicher 220 und/oder in Speicherpositionen, wie dem Speicherelement 205, verwendet wird. Das verwendete Dateisystem 235 kann insbesondere auf dem Betriebssystem 228 basieren, welches im Host 200 läuft. Der Speicherverwalter 240 kann Speicherzugriffsoperationen auf den Speicher 220 und/oder Operationen verwalten, welche ein externes Bauelement, wie beispielsweise das Speicherelement 205, betreffen. Die I/O-Treiber 245 können zum Übertragen von Informationen zwischen dem Host 200 und einem anderen Gerät, wie z. B. dem Speicherelement 205, einem Computersystem oder einem Netzwerk, wie z. B. dem Internet, verwendet werden.
In Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Host 200 ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Computer, ein digitaler Audioplayer, eine digitale Kamera und/oder ein mobiles Endgerät sein.
Das Speicherelement 205 umfasst eine Steuereinheit 250, welche über einen Adressen-/Datenbus 260 mit einem Speicher 255 kommuniziert. Der Speicher 255 kann eine Vielzahl von verschiedenen Speichertypen umfassen und kann allgemein als Löschen-vor-Schreiben-Speicher beschrieben werden. Daher kann das Speicherelement 405 in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Solid-State-Drive(SSD)-Element, ein ATA-Buselement, ein serielles ATA(SATA)-Buselement, eine Multi-Media-Card (MMC), ein secure-Digital(SD)-Element, ein Speicherstick, eine Hard-Disk-Drive (HDD), eine Hybrid-Hard-Drive (HHD) und/oder ein Universal-Serial-Bus(USB)-Flashlaufwerk sein. Die Steuereinheit 250 umfasst einen Prozessor 265, welcher über einen Adressen-/Datenbus 275 mit einem lokalen Speicher 270 kommuniziert. Der Prozessor 265 kann beispielsweise ein kommerziell verfügbarer oder ein kundenspezifischer Mikroprozessor sein. Der lokale Speicher 270 ist exemplarisch für ein oder mehrere Speicherelemente, welche die Software und Daten enthalten, welche für den Betrieb des Speicherelements 205 in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der lokale Speicher 270 kann die folgenden Bauelementtypen Cache, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash, SRAM und DRAM umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Wie aus 2 hervorgeht, kann der lokale Speicher 270 drei oder mehr Kategorien von Software und/oder Daten umfassen, beispielsweise ein Betriebssystem 278, ein Flashübersetzungsschicht(FTL)-Modul 280 und eine Tabelle 285. Das Betriebssystem 278 steuert allgemein die Operation des Speicherelements 205. Insbesondere kann das Betriebssystem 278 die Software- und/oder Hardwareressourcen des Speicherelements 205 verwalten und kann die Ausführung von Programmen durch den Prozessor 265 koordinieren. Das FTL-Modul 280 kann in Flashspeicherelementen verwendet werden. Wie oben beschrieben ist, wird ein Flashchip blockweise gelöscht. Die typische Lebensdauer eines Flashspeichers beträgt ungefähr 100,000 Löschoperationen je Block. Um zu vermeiden, dass ein Teil des Flashspeichers früher als ein anderer Teil abgenutzt wird, werden Flashbauelemente allgemein dazu entworfen, Löschperioden über den Speicher zu verteilen, was auch als „Abnutzungsverteilung" bezeichnet werden kann. Das FTL-Modul 280 kann als Schnittstelle zwischen dem Dateisystem 235 und der Position von Dateien/Daten im Speicher 255 verwendet werden, so dass das Dateisystem 235 die aktuelle aufgrund der Abnutzungsverteilung eingenommene Position der Dateien/Daten im Speicher 255 nicht verfolgen muss. Die Tabelle 285 kann durch das FTL-Modul 280 gepflegt werden und kann dazu verwendet werden, physikalischen Adressen für Einheiten einer Speicherzuordnung im Speicher 255 Indikatoren zuzuordnen, die anzeigen, ob die Einheiten einer Speicherzuordnungen ungültige Daten enthalten.
Ein Beispiel für die Tabelle 285 ist in 3 für einen Flash-Typ-Speicher dargestellt, in welchem eine Seite als Einheit einer Speicherzuordnung verwendet wird und ein Block vier Seiten umfasst. Wie aus 3 hervorgeht, ordnet die Tabelle 285 die physikalischen Adressen der Seiten des Flashspeichers 255 den logischen Adressen zu, welche im Dateisystem 235 verwendet werden. Des Weiteren umfasst die Tabelle 285 eine Spalte, welche anzeigt, ob jede bestimmte Seite im Flashspeicher 255 ungültige oder gültige Daten aufweist. Im dargestellten Beispiel enthält der Block von Seiten, welche die logischen Adressen 0 bis 3 aufweisen, ungültige Daten und kann daher gelöscht werden. Die Tabelle 285 kann verwendet werden, um eine Löschoperation zu triggern, wenn alle Seiten in einem Block als ungültige Daten enthaltend bestimmt werden. Herkömmlicherweise kann beispielsweise, wenn eine zweite Schreiboperation mit einer logischen Adresse Seitenadresse 0 versucht wurde, darauf geschlossen werden, dass die logische Seitenadresse 0 ungültige Daten enthält. Es ist jedoch nicht klar, ob die logischen Seitenadressen 1 bis 3 ebenfalls ungültige Daten enthalten. Daher werden die Daten in den logischen Seitenadressen 1 bis 3 an eine andere Stelle kopiert, um die logische Seitenadresse 0 freizugeben, so dass der gesamte Block, welcher die logischen Seitenadressen 0 bis 3 enthält, gelöscht werden kann. Diese Kopieroperation kann unnötig sein, wenn die logischen Seitenadressen 1 bis 3 ungültige Daten enthalten. Die Tabelle 285 kann einen Indikator bereitstellen, der anzeigt, welche der Seiten ungültige Daten enthalten, um die unnötigen Kopieroperationen zu reduzieren, wie oben beschrieben ist. Obwohl hier als Tabelle dargestellt, versteht es sich, dass die Tabelle 285 in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung auch als andere Datenstrukturtypen implementiert werden kann.
Obwohl 2 eine Datenverarbeitungssystemsoftwarearchitektur in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt ist, sondern es ermöglicht, eine beliebige Konfiguration zu umfassen, welche dazu in der Lage ist, die hier beschriebenen Operationen auszuführen.
Der Computerprogrammcode zum Ausführen der oben unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Operationen der Bauelemente und/oder Systeme kann zur Vereinfachung der Abwicklung in einer höheren Programmiersprache wie JAVA, C und/oder C++ geschrieben sein. Zusätzlich kann der Computerprogrammcode zum Ausführen der Operationen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch in anderen Programmiersprachen wie beispielsweise übersetzten Sprachen geschrieben werden, ist aber nicht darauf beschränkt. Einige Module oder Routinen können in Assemblersprache oder sogar als Mikrocode geschrieben werden, um die Leistungsfähigkeit und/oder die Spei cherausnutzung zu verbessern. Es versteht sich, dass die Funktionalität eines beliebigen oder von allen Programmmodulen auch unter Verwendung von diskreten Hardwarekomponenten, einem oder mehreren applikationsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASICs) oder einem programmierten digitalen Signalprozessor oder Mikrocontroller implementiert werden kann.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Nachrichtenfluss-, Flussdiagramm- und/oder Blockdiagrammdarstellungen von Verfahren, Systemen, Bauelementen und/oder Computerprogrammprodukten in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Diese Nachrichtenfluss-, Flussdiagramm- und/oder Blockdiagrammdarstellungen zeigen weiter Operationen zum Betreiben eines Datenverarbeitungssystems, welches ein externes Datenspeicherelement umfasst. Selbstverständlich kann jede(r) Nachricht/Block der Nachrichtenfluss-, Flussdiagramm- und/oder Blockdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Nachrichten/Blöcken in den Nachrichtenfluss-, Flussdiagramm- und/oder Blockdiagrammdarstellungen als Computerprogrammanweisungen und/oder Hardwareoperationen implementiert werden. Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines allgemeinen Rechners, eines speziellen Rechners oder anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtungen zur Verfügung gestellt werden, um eine Maschine zu implementieren, so dass die Anweisungen, welche über den Prozessor des Rechners oder den anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden, Mittel zum Implementieren der Funktionen bilden, welche durch den oder die Nachrichtenfluss-, Flussdiagramm- und/oder Blockdiagrammblock oder -blöcke spezifiziert werden.
Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerverwendbaren oder computerlesbaren Speicher gespeichert werden, welcher einen Rechner oder eine andere programmierbare Datenverar beitungsvorrichtung veranlasst, auf eine vorgegebene Weise zu funktionieren, so dass im computerverwendbaren oder computerlesbaren Speicher gespeicherten Anweisungen einen Gegenstand erzeugen, welcher Anweisungen umfasst, welche die Funktionen implementieren, welche durch den oder die Nachrichtenfluss-, Flussdiagramm- und/oder Blockdiagrammblock oder -blöcke spezifiziert werden.
Die Computerprogrammanweisungen können in den Computer oder andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtungen geladen werden, um eine Reihe von Betriebsschritten zu bewirken, welche in einem Computer oder in einer anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden können, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, so dass die Anweisungen, welche auf dem Computer oder auf der anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Schritte zum Implementieren der Funktionen zur Verfügung stellen, welche durch den oder die Nachrichtenfluss-, Flussdiagramm- und/oder Blockdiagrammblock oder -blöcke spezifiziert werden.
Bezugnehmend auf 4 beginnen die Operationen mit einem Block 400, in welchem das Hostdatenverarbeitungssystem 200 einen Dateilöschbefehl für eine oder mehrere Dateien an das externe Speicherelement 205 sendet, welches ein Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement umfasst, wie beispielsweise ein Flashspeicherelement. in Übereinstimmung mit in 5 dargestellten verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann im Block 500 eine Dateilöschoperation im Host 200 detektiert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass detektiert wird, dass Metadaten, welche dem Dateisystem zugeordnet sind, mit einem Löschcode für eine gelöschte Datei aktualisiert worden sind. In Reaktion auf das Detektieren der Dateilöschoperation im Host 500 kann der Dateilöschbefehl an das externe Speicherelement 205 gesendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der Datei löschbefehl eine logische Adresse und ungültig zu machende Daten spezifizieren, welche der gelöschten Datei zugeordnet sind.
Bezugnehmend auf 6 beginnt eine beispielhafte Dateilöschoperation im externen Speicherelement 205 in einem Block 600, in welchem der Dateilöschbefehl, welcher die logische Adresse und ungültig zu machende Daten für eine oder mehr Dateien spezifiziert, vom Host 200 empfangen wird. Das Speicherelement 205 identifiziert basierend auf der spezifizierten logischen Adresse und den ungültig zu machenden Daten eine oder mehrere Einheiten einer Speicherzuordnungen im Speicher 255 als ungültige Daten enthaltend. In einigen in 7 dargestellten Ausführungsformen kann das FTL-Modul 280 eine Datenstruktur enthalten, wie beispielsweise die in 3 dargestellte Tabelle 285, welche im Block 700 logischen Adressen physikalische Adressen der Einheiten einer Speicherzuordnung im Speicher 255 zuordnet. Die Datenstruktur kann auch einen Indikator umfassen, der anzeigt, ob die verschiedenen Einheiten einer Speicherzuordnung ungültige Daten enthalten. Wenn eine physikalische Adresse einer Einheit einer Speicherzuordnung als einer gelöschten Datei zugeordnet identifiziert wird, kann das FTL-Modul 280 die Datenstruktur aktualisieren, um im Block 705 anzuzeigen, dass die identifizierte Einheit einer Speicherzuordnung ungültige Daten enthält.
Wenn verschiedene Speicheroperationen mit dem Speicherelement ausgeführt werden, kann es wünschenswert sein, eine „Abfallsammeloperation" auszuführen, um größere Blöcke von freiem zusammenhängendem Speicher zu bilden. In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das FTL-Modul 280 die Tabelle 285 dazu verwenden, zu bestimmen, wann Speichereinheiten, die ungültige Daten enthalten, zu sammeln sind, anstatt zu warten, bis das Betriebssystem 228 des Hosts 200 oder das Betriebssystem 278 des Speicherelements 205 eine periodische Abfallsammeroperation trig gert. Bezugnehmend auf 8 kann das FTL-Modul 280 im Block 800 durch Auswerten des ungültigen Datenfelds für jede der Lese-/Schreiboperationseinheiten, siehe 3, bestimmen, ob alle der Lese-/Schreiboperationseinheiten, wie z. B. Seiten für ein Flashspeicherelement, in einer Löschoperationseinheit, wie z. B. einem Block für ein Flashspeicherelement, ungültige Daten enthalten. Im Block 805 kann eine Löschoperation für die Löschoperationseinheit ausgeführt werden, wenn alle Lese-/Schreiboperationseinheiten als ungültige Daten enthaltend markiert sind. Auf diese Weise können die aktuellen physikalischen Dateidaten gelöscht werden, sobald eine Löschoperationseinheit zum Löschen bereit ist. Dies kann für Applikationen wünschenswert sein, welche persönliche oder sensible Daten betreffen, da das physikalische Löschen einer Datei aus einem Speicher eines Speicherelements schneller durchgeführt wird, als wenn darauf gewartet wird, bis die Datei durch die Möglichkeit von mehrfachen Dateischreiboperationen gelöscht wird, welche im Speicherelement ausgeführt werden.
Die Flussdiagramme gemäß 4 bis 8 zeigen Architektur, Funktionsweise und Operationen von einigen Ausführungsformen von Verfahren, Systemen und Computerprogrammprodukten zum Betreiben eines Datenverarbeitungssystems, welches ein externes Datenspeicherelement umfasst. In diesem Zusammenhang repräsentiert jeder Block ein Modul, Segment oder Teil von Codes, welche eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Implementieren der spezifizierten logischen Funktion(en) enthalten. Es sei angemerkt, dass in anderen Implementierungen die in den Blöcken angegebenen Funktionen außerhalb der in 4 bis 8 angegebenen Reihenfolgen ausgeführt werden können. Zwei in Reihenfolge dargestellte Blöcke können beispielsweise tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder die Blöcke können in Abhängigkeit von der betroffenen Funktionalität auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Hostdatenverarbeitungssystems mit den Schritten: – Senden eines Dateilöschbefehls an ein externes Speicherelement (205), welches ein Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (255) umfasst, für wenigstens eine darin gespeicherte Datei.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: – Detektieren einer Dateilöschoperation im Host und – Senden des Dateilöschbefehls an das externe Speicherelement in Reaktion auf das Detektieren der Dateilöschoperation.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Detektieren der Dateilöschoperation umfasst, dass Metadaten, welche einem Dateisystem zugeordnet sind, mit einem Löschcode für eine gelöschte Datei aktualisiert worden sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Dateilöschbefehl eine logische Adresse und ungültig zu machende Daten spezifiziert, welche der gelöschten Datei zugeordnet sind.
Verfahren zum Betreiben eines Speicherelements (205), welches ein Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (255) aufweist, mit den Schritten: – Empfangen eines Dateilöschbefehls von einem Host (200), welcher eine logische Adresse und ungültig zu machende Daten für wenigstens eine im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (255) gespeicherte Datei spezifiziert, und – Identifizieren von wenigstens einer Einheit einer Speicherzuordnung im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (255) als ungültige Daten enthaltend basierend auf der spezifizierten logischen Adresse und den ungültig zu machenden Daten.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Identifizieren der wenigstens einen Einheit einer Speicherzuordnung im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement als ungültige Daten enthaltend umfasst: – Pflegen einer Datenstruktur, welche physikalischen Adressen für Einheiten einer Speicherzuordnungen im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement Indikatoren zuordnet, die anzeigen, ob die Einheiten einer Speicherzuordnungen ungültige Daten enthalten, und – Identifizieren der wenigstens einen Einheit einer Speicherzuordnung als ungültige Daten enthaltend in der Datenstruktur.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Speicherelement ein Flashübersetzungsschicht(FTL)-Modul umfasst, welches dazu konfiguriert ist, die Datenstruktur zu verwalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement mittels Lese-/Schreiboperations-einheiten und Löschoperationseinheiten organisiert ist, wobei das Verfahren weiter umfasst: – Bestimmen, ob alle Lese-/Schreiboperationseinheiten in einer der Löschoperationseinheiten ungültige Daten enthalten, und – Ausführen einer Löschoperation mit der einen der Löschoperationseinheiten, wenn alle Lese-/Schreiboperations einheiten in der einen Löschoperationseinheit ungültige Daten enthalten.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bestimmen, ob alle Lese-/Schreiboperationseinheiten in der einen der Löschoperationseinheiten ungültige Daten enthalten, umfasst: – Bestimmen, dass alle Lese-/Schreiboperationseinheiten in der einen der Löschoperationseinheiten in der Datenstruktur als ungültige Daten enthaltend angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Löschoperation mit der einen der Löschoperationseinheiten getrennt von einer periodischen Abfallsammeloperation ausgeführt wird, welche in dem Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Datenstruktur logischen Adressen, welche im Host verwendet werden, physikalische Adressen für Lese-/Schreiboperationseinheiten im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement zuordnet.
Verfahren zum Betreiben eines Datenverarbeitungssystems mit den Schritten: – Senden eines Dateilöschbefehls an ein externes Speicherelement (205), welches ein Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (255) umfasst, wobei der Dateilöschbefehl eine logische Adresse und ungültig zu machende Daten für wenigstens eine im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement gespeicherte Datei spezifiziert, und – Identifizieren von wenigstens einer Einheit einer Speicherzuordnung im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (255) als ungültige Daten enthaltend basierend auf der spe zifizierten logischen Adresse und den ungültig zu machenden Daten.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Identifizieren der wenigstens einen Einheit einer Speicherzuordnung im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement als ungültige Daten enthaltend umfasst: – Pflegen einer Datenstruktur, welche physikalischen Adressen für Einheiten einer Speicherzuordnungen im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement Indikatoren zuordnet, die anzeigen, ob die Einheiten einer Speicherzuordnungen ungültige Daten enthalten, und – Identifizieren der wenigstens einen Einheit einer Speicherzuordnung als ungültige Daten enthaltend in der Datenstruktur.
Hostdatenverarbeitungssystem, umfassend: – ein Speicherverwaltungsmodul (240), welches dazu konfiguriert ist, einen Dateilöschbefehl an ein externes Speicherelement (205), welches ein Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (255) umfasst, für wenigstens eine darin gespeicherte Datei zu senden.
System nach Anspruch 14, wobei das Speicherverwaltungsmodul weiter dazu konfiguriert ist, eine Dateilöschoperation im Host zu detektieren und den Dateilöschbefehl in Reaktion auf das Detektieren der Dateilöschoperation an das externe Speicherelement zu senden.
System nach Anspruch 15, wobei das System weiter ein Dateisystem umfasst, wobei das Speicherverwaltungsmodul weiter dazu konfiguriert ist, zu detektieren, dass Metadaten, welche dem Da teisystem zugeordnet sind, mit einem Löschcode für eine gelöschte Datei aktualisiert sind.
System nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Dateilöschbefehl eine logische Adresse und ungültig zu machende Daten spezifiziert, welche der gelöschten Datei zugeordnet sind.
System nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei das Speicherelement eine Speicherkarte und/oder ein Universal-Serial-Bus(USB)-Flashlaufwerk ist und/oder das Hostdatenverarbeitungssystem ein persönlicher digitaler Assistent, ein Computer, ein digitaler Audioplayer, eine Digitalkamera und/oder ein mobiles Endgerät ist.
Speicherelement (205), umfassend: – ein Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (255), – ein Speicherverwaltungsmodul (250), welches dazu konfiguriert ist, einen Dateilöschbefehl von einem Host (200) zu empfangen, welcher eine logische Adresse und ungültig zu machende Daten für wenigstens eine im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement (255) gespeicherte Datei spezifiziert, und wenigstens eine Einheit einer Speicherzuordnung im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement als ungültige Daten enthaltend basierend auf der spezifizierten logischen Adresse und den ungültig zu machenden Daten zu identifizieren.
Speicherelement nach Anspruch 19, weiter umfassend: – eine Datenstruktur, welche physikalischen Adressen für Einheiten einer Speicherzuordnungen im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement Indikatoren zuordnet, die an zeigen, ob die Einheiten einer Speicherzuordnungen ungültige Daten enthalten, und – ein Übersetzungsmodul, das dazu konfiguriert ist, die wenigstens eine Einheit einer Speicherzuordnung als ungültige Daten enthaltend in der Datenstruktur zu identifizieren.
Speicherelement nach Anspruch 20, wobei das Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement mittels Lese-/Schreiboperationseinheiten und Löschoperationseinheiten organisiert ist, wobei das Speicherverwaltungsmodul weiter dazu konfiguriert ist, zu bestimmen, ob alle Lese-/Schreiboperationseinheiten in einer der Löschoperationseinheiten ungültige Daten enthalten, und eine Löschoperation mit der einen der Löschoperationseinheiten auszuführen, wenn alle Lese-/Schreiboperationseinheiten in der einen Löschoperationseinheit ungültige Daten enthalten.
Speicherelement nach Anspruch 21, wobei das Speicherverwaltungsmodul weiter dazu konfiguriert ist, zu bestimmen, dass alle Lese-/Schreiboperationseinheiten in der einen der Löschoperationseinheiten in der Datenstruktur als ungültige Daten enthaltend angezeigt werden.
Speicherelement nach Anspruch 21 oder 22, wobei das Speicherverwaltungsmodul weiter dazu konfiguriert ist, die Löschoperation mit der einen der Löschoperationseinheiten getrennt von einer periodischen Abfallsammeloperation auszuführen, welche in dem Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement ausgeführt wird.
Speicherelement nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Datenstruktur logischen Adressen, welche im Host verwendet werden, den physikalischen Adressen für Lese-/Schreiboperationseinheiten im Löschen-vor-Schreiben-Speicherelement zuordnet.
Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei das Speicherelement eine Speicherkarte, ein Solid-State-Drive(SSD)-Element, ein ATA-Buselement, ein serielles ATA(SATA)-Buselement, eine Multi-Media-Card (MMC), ein Secure-Digital(SD)-Element, ein Speicherstick, eine Hard-Disk-Drive (HDD), eine Hybrid-Hard-Drive (HHD) und/oder ein Universal-Serial-Bus(USB)-Flashlaufwerk ist.