[发明专利]用于管理文件系统元数据的间接数据结构

说明书

本文描述了管理数据存储设备中的文件系统元数据的系统、方法和软件。在一个示例中，数据存储设备包括第一存储区、叠瓦式磁记录(SMR)区和存储控制系统。存储控制系统被配置成：为SMR区中的用户数据维持在第一存储区的元数据位置中的文件系统元数据。存储控制系统被进一步配置成：响应于元数据位置中的文件系统元数据满足的使用条件，识别SMR区中的元数据位置以重新指引和存储文件系统元数据。存储控制系统还被配置成：维持在第一区的元数据位置中的间接数据结构，该间接数据结构将SMR区中的元数据位置关联到文件系统元数据。

技术领域

本发明涉及数据存储领域。

背景技术

诸如硬盘驱动器和固态驱动器的存储设备为主机处理系统提供存储介质，以存储和读取各种数据对象。这些数据对象可包括图像、视频、word文档、电子表格、以及能够由主机处理系统处理的各种其他文件类型。为了使得存储介质可用于主机系统，可使用小型计算机系统接口(SCSI)总线、串行附连SCSI(SAS)总线、串行ATA(SATA)总线、外围组件互连快速(PCIe)总线、光纤信道或者一些其他类似的接口或总线而将存储设备中的一个或多个通信地耦合到系统。

在一些示例中，硬盘驱动器可包括垂直磁记录(PMR)区和叠瓦式(shingled)磁记录(SMR)区的组合。PMR区读取并向彼此分离的单独的磁道写入数据，以防止数据被覆盖。相反，SMR通过写入在硬盘上一起并行靠近的一组磁道而工作，类似于屋顶叠瓦式，允许来自一个磁道的数据部分覆盖另一个磁道上的数据。相应地，必须防止写入到盘驱动器的SMR部分的数据完全覆盖先前在存储介质中存储的数据。

除了在存储设备上存储的用户数据之外，还可能存储有文件系统元数据，该文件系统元数据包括文件或目录名称、文件的内容的长度以及文件夹层次结构中文件的位置，以及其他可能的文件或目录元数据。然而，随着硬盘密度的增加并且SMR驱动器更加普及，用于SMR区的元数据的存储可能是具有挑战性的。

发明内容

本文公开的示例提供管理数据存储设备中的文件系统元数据的系统、方法和软件。在一个示例中，含具有第一存储区和叠瓦式磁记录(SMR)区的旋转的磁存储介质的数据存储设备包括存储控制系统，存储控制系统被配置成为在SMR区中存储的用户数据维持在第一存储区的元数据位置中的文件系统元数据。响应于元数据位置中的文件系统元数据满足使用条件，存储控制系统被进一步配置成识别SMR区中的一个或多个元数据位置以重新指引至少文件系统元数据的子集的存储，并且在SMR区中的一个或多个元数据位置中存储至少文件系统元数据的子集。存储控制系统还被配置成维持在第一区的元数据位置中的间接数据结构，该间接数据结构将SMR区中的一个或多个元数据位置关联到文件系统元数据。

在进一步的示例中，一种用于管理数据存储设备中的文件系统元数据的装置包括一个或多个非临时性计算机可读介质，该数据存储设备具有第一存储区和SMR区。该装置进一步包括：在一个或多个非临时性计算机可读介质上存储的处理指令，该处理指令在由处理系统执行时指引处理系统，以为在SMR区中存储的用户数据维持在第一存储区的元数据位置中的文件系统元数据。该处理指令进一步指引处理系统：响应于元数据位置中的文件系统元数据满足使用条件，识别SMR区中的一个或多个元数据位置以重新指引至少文件系统元数据的子集的存储，并且在SMR区中的一个或多个元数据位置中存储至少文件系统元数据的子集。该处理指令还指引处理系统：维持在第一区的元数据位置中的间接数据结构，该间接数据结构将SMR区中的一个或多个元数据位置关联到文件系统元数据。