[发明专利]固态硬盘及掉电后基于固态硬盘快速开机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机及电子信息技术领域，尤其涉及固态硬盘及掉电后基于固态硬盘快速开机的方法。

背景技术

在固态存储系统中，闪存（Nand Flash）颗粒的读写最小单位是页（page），而擦除的最小单位是块（block），一般情况下block由256个page组成。因为NAND Flash的特性，需要由FTL（Flash translation layer）来对NAND Flash Array进行管理，从而实现对应用层操作的透明化，以保证任何情形下用户数据的完整性和正确性。一般通过FTL在内存中维护着一个逻辑地址到物理地址的映射表（L2P表），主要有两种映射方法：块映射（以块为单位）和页映射（以页为单位），主机看到的是逻辑地址，而其具体的数据则存在实际上的物理地址中。三级映射是一种既有页映射又有块映射的混合映射方法。第一级映射表是块映射存放在内存中，一个逻辑块包含若干个逻辑页地址（主机所关注的），作用是逻辑块到物理页地址的映射，该物理页的标签（meta）区域包含了逻辑块内所有逻辑页的最新映射信息的位置；第二级和第三极映射表均为页映射，存放在物理页的meta空间中，第二级映射是从第一级映射索引到的物理页上读出来的，可以索引到逻辑块内某组逻辑页的最新映射信息所在的位置，第三级映射从第二级索引到，可直接获得逻辑页所在的物理地址。在每次写操作过程中，必须把更改后的映射信息存放在meta区域后写入物理页当中。

当固态硬盘掉电后，存放在内存中的映射信息会丢失，所以再次上电后需要恢复这些信息，通过扫描物理页上标记区域（meta）的信息来更新映射表，只有恢复到掉电前的情形后才能进行正常的读写操作。现有的技术主要是集中在对页映射的开机恢复上，和三级映射的开机恢复存在很大的差异。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种固态硬盘及掉电后基于固态硬盘快速开机的方法。

本发明提供一种固态硬盘，用于断电后迅速开机启动，其中所述固态硬盘中存储有三级映射表，所述三级映射表为逻辑页到物理页的映射表，包括逻辑块最新映射信息所在物理页地址、物理页所处的槽值，以及当前槽的状态值，包括：读取模块、判断模块、更新模块、查找模块以及恢复模块。读取模块，用于从固定位置读取失效物理块，依序读取除所述失效物理块之外的槽中物理块中的物理页的标记区域得到逻辑地址，其中，所述失效物理块为丧失存储功能的物理块；判断模块用于判断所述逻辑地址与所述第一级映射表对应逻辑块的初始值是否相同；更新模块用于在所述逻辑地址与所述第一级映射表对应逻辑块的初始值相同时更新所述第一级映射表中的物理块地址；查找模块用于通过二分查找法逐一寻找每组物理块的最后一个物理页，并根据槽标号较大的物理块的最后一个物理页更新所述第一级映射表的物理页信息；恢复模块用于根据所述更新后的第一级映射表以及所述失效物理块进行开机恢复。

本发明提供一种掉电后基于固态硬盘快速开机的方法，其中所述固态硬盘中存储有三级映射表，所述三级映射表为逻辑页到物理页的映射表，包括逻辑块最新映射信息所在物理页地址、物理页所处的槽值，以及当前槽的状态值：从固定位置读取失效物理块，其中，所述失效物理块为丧失存储功能的物理块；依序读取除所述失效物理块之外的当前槽中物理块中的物理页的标记区域得到逻辑地址；判断所述逻辑地址与所述第一级映射表对应逻辑块的初始值是否相同；若所述逻辑地址与所述第一级映射表对应逻辑块的初始值相同，则更新所述第一级映射表中的物理块地址；通过二分查找法逐一寻找每组物理块的最后一个物理页；以及根据槽标号较大的物理块的最后一个物理页更新所述第一级映射表的物理页信息；根据所述更新后的第一级映射表进行开机恢复。

本发明提供的固态硬盘及掉电后基于固态硬盘快速开机的方法，通过对第一级映射表集中进行恢复，有效的提高了掉电后开机恢复的效率。

附图说明

图1为本发明一实施方式中固态硬盘的模块图；

图2为本发明中固态硬盘中数据的分配方式；

图3为本发明中第一级映射表的更新示意图；

图4为本发明中处理垃圾回收过程中掉电出现的情形的示意图；

图5为本发明一实施方式中掉电后基于固态硬盘快速开机的方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。