[发明专利]固态硬盘元数据的写入方法、恢复方法及固态硬盘

说明书

本发明提出了一种固态硬盘元数据的写入方法、恢复方法及固态硬盘，固态硬盘的元数据的写入方法包括：针对元数据的每次修改生成一条更新日志；当已生成的更新日志的容量大小大于第一预设值时，将已生成的更新日志写入闪存；当累计写入至闪存内的更新日志的总容量大小超过第二预设值时；将写入闪存内的所有更新日志对应的元数据快照写入至闪存；重新累计写入至所述闪存内的所述更新日志的总容量大小。根据本发明的固态硬盘的元数据的写入方法，可以保证固态硬盘断电时，元数据的更新日志可以全部写入闪存内。而且，可以保证固态硬盘重启时，在启动时间内快速完成元数据的读取和更新。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种固态硬盘元数据的写入方法、恢复方法及固态硬盘。

背景技术

固态硬盘中的元数据包括逻辑地址到物理地址的映射表，描述闪存物理块的信息，例如擦除次数和有效页面等。这些数据用于寻址用户数据以及控制器内部的算法依据，是固态硬盘能够正常工作的关键。

相关技术中，对固态硬盘的元数据不进行持久化处理，或者对固态硬盘的元数据进行部分持久化处理。固态硬盘上电重启后，固态硬盘控制器需扫描整个固态硬盘以重建这些元数据。但是重建大容量的固态硬盘的元数据需要很长的时间，通常会超过操作系统或BIOS(基本输入输出系统)允许的最长重启时间，造成系统重启失败甚至用户数据的丢失。

也有相关技术对固态硬盘的元数据进行周期性持久化处理，这样上电重启后不需要重建元数据，可以在很短的时间完成重启。但是，如果掉电发生在元数据持久化时，对于大容量固态硬盘，例如4TB，映射单元如果是4K，则元数据至少是4GB，持久化整个元数据耗时较长。由此，会造成元数据的丢失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何避免固态硬盘断电时元数据丢失并减少元数据恢复所需的时间，提供一种固态硬盘元数据的写入方法、恢复方法及固态硬盘。

本发明提出一种固态硬盘元数据的写入方法，包括：

日志生成步骤：针对元数据的每次修改生成一条更新日志；

第一判断执行步骤：当已生成的所述更新日志的容量大小大于第一预设值时，将已生成的所述更新日志写入闪存，重复执行所述第一判断执行步骤；

第二判断执行步骤：当累计写入至所述闪存内的所述更新日志的总容量大小超过第二预设值时，将写入所述闪存内的所有所述更新日志对应的元数据快照写入至所述闪存，重新累计写入至所述闪存内的所述更新日志的总容量大小，重复执行所述第二判断执行步骤。

根据本发明的固态硬盘的元数据的写入方法，通过读取更新日志可以对元数据进行更新。而且，通过设置第一预设值，可以保证固态硬盘断电时，元数据的更新日志可以全部写入闪存内，避免了固态硬盘断电而导致元数据更新日志数据丢失的问题。而且，通过设置第二预设值，可以保证固态硬盘重启时，在启动时间内快速完成元数据的读取和更新，提高了固态硬盘运行的可靠性。

根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：记录相邻的两个所述数据快照之间生成的所述更新日志的索引，所述索引用于提供所述更新日志的地址指针。

在本发明的一些实施例中，所述记录相邻的两个所述数据快照之间生成的所述更新日志的索引，具体包括：

在相邻的两个所述数据快照中的前一个所述数据快照生成之后，记录生成的第一个所述更新日志的索引；

在相邻的两个所述数据快照中的后一个所述数据快照生成前，记录生成的最后一个所述更新日志的索引。

根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：当所述固态硬盘断电时，将容量小于所述第一预设值的所述更新日志写入闪存。

在本发明的一些实施例中，所述第一预设值的取值范围为2M字节至20M字节