[发明专利]存储设备硬件调试的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，更具体地涉及存储设备的硬件调试技术。

背景技术

随着材料科学的发展以及一些应用对存储带宽和延迟的较高需求，一 些新的高速存储设备逐渐被研究开发出来，如闪存(Flash Memory)、固 态硬盘(SSD：Solid State Disk)以及基于内存颗粒的存储设备等，以弥补 磁盘性能的不足。这一类产品尚无足够的技术积累，而且本身高带宽低延 迟的特性也容易导致缺陷(Bug)的产生。产生一次缺陷通常对应于某一种 读写模式(Pattern)，开发者经常需要利用这一序列来重现缺陷进行调试。

为了较全面地对一个开发中的存储产品进行测试和调试，采用确定的 读写序列作为输入往往不能较好地覆盖所有可能的问题。将存储设备接入 真实的计算机系统，由多种应用程序、基准测试程序(Benchmark)通过操 作系统对该设备发送读写请求，是比较好的检测方法。然而由于操作系统 进程调度、I/O调度等服务的不确定性，能够导致一次设备缺陷的读写模式 很难被记录并重现。本发明解决了这一问题，可以在操作系统内核中以较 小的开销来记录和重现导致存储设备bug产生的读写模式。

现有技术有两种途径可以一定程度上解决这种问题：硬件发包器或者 软件构造读写模式。前者直接对设备控制器发送特定的读写序列，并检测 结果。一般的检测方式都是先向某一位置写，然后再读进行比较，从而判 断功能上是否正常。这意味着对于所有写操作，必须保存其所写入的内容， 为之后的读校验提供基准。如果导致一次bug产生需要大量的不同位置的 写操作，那么发包器很难拥有大的空间来保存之前写的内容。因此，一种 替代的方案即用软件来构造读写序列，通过操作系统对设备进行访问。这 种方法只能勉强适用于模式比较规整的读写，比如顺序写、顺序读、逆序 写、逆序读等。随机的读写序列在操作系统中会被重排，即使是前述规整 的读写也可能被重排。

因此，目前需要一种不依赖于读写序列的硬件调试技术。

发明内容

为了解决上述问题之一，本发明提出了一种存储设备硬件调试的方法， 包括以下步骤：建立被调试存储设备的镜像，该镜像的存储单元与被调试 存储设备的存储单元一一映射；对被调试存储设备和镜像进行读写操作； 根据镜像定位被调试存储设备的缺陷。

根据本发明的实施例，对被调试存储设备和镜像进行读写操作包括： 在对被调试存储设备进行写操作时，对镜像中的相应的存储单元进行相同 的写操作；在对被调试存储设备中的存储单元进行读操作时，读取镜像中 相应的存储单元的数据。

根据本发明的实施例，根据镜像定位被调试存储设备的缺陷的步骤包 括：将被调试存储设备中读取的数据与镜像中相应的存储单元进行对比， 若不一致则报错。

根据本发明的实施例，对被调试存储设备和镜像进行写操作包括：在 镜像中设置位图，该位图指示被调试存储设备的相应的存储单元是否进行 过写操作。

根据本发明的实施例，对被调试存储设备进行写操作包括：检查被调 试存储设备相应的存储单元所对应的位图，如果位图指示存储单元未进行 过写操作，则在镜像中申请一个新的存储单元，对新的存储单元进行写操 作，并将对应的位图置位。

根据本发明的实施例，对被调试存储设备和镜像进行读操作包括：根 据位图判断存储设备的相应的存储单元是否进行过写操作；如果存储单元 进行过写操作，则读取存储设备和镜像中相对应的存储单元的数据。

根据本发明的实施例，根据镜像定位被调试存储设备的缺陷包括：如 果存储单元未进行过写操作，则报错；如果存储设备和镜像中相对应的存 储单元的数据不一致，则报错。

根据本发明的实施例，该方法还包括：记录读写请求的序列，并将读 写请求所对应的镜像中的存储单元的数据按时间备份。

根据本发明的实施例，镜像设置于虚拟磁盘或物理磁盘上。

本发明还提出了一种存储设备硬件调试的系统，包括中央处理器、被 调试存储设备和被调试存储设备的镜像，镜像的存储单元与被调试存储设 备的存储单元一一映射。其中，中央处理器用于对被调试存储设备和镜像 进行读写操作，并根据镜像定位被调试存储设备的缺陷。

本发明所提出的存储设备硬件调试的方法及系统，可以辅助高速设备 的硬件调试，使调试难度降低，缩减硬件的开发周期。

附图说明