[发明专利]一种高效验证固态存储垃圾回收的测试方法

说明书

本发明提供了一种高效验证固态存储垃圾回收的测试方法，用于进一步提高固态存储数据校验效率及校验范围。在执行数据校验前，基于固态存储物理容量、逻辑容量和用户待校验数据量，计算需要执行数据校验的LBA样本集合，在所有物理Block至少执行一次擦除操作后，校验样本集合中所有LBA关联数据，保证对所有参与数据搬移的Block完成数据校验。本发明通过研究垃圾回收原理，巧妙的设计测试负载及步骤，极大提高了验证垃圾回收的效率和质量，实现了高效验证。

技术领域

本发明涉及一种高效验证固态存储垃圾回收的测试方法，属于固态存储技术领域。

背景技术

对于固态存储，由于其存储介质的“Erase-Before-Write”特性，无法即时删除无效数据，需要在物理块(Block)所有区域被写满后，将其中有效数据读出并存入其他空白Block，再对原Block执行擦除操作，由此无效数据删除操作，该操作也称为“垃圾回收”(GC)。因为垃圾回收操作涉及数据搬移动作，如果数据搬移存在异常，就会导致用户数据被篡改或丢失的情况，因此需要对发生物理位置变更的用户数据进行针对性的测试。当前Linux系统中FIO工具支持数据校验，具体方式为每写入指定数量数据后，对写入数据执行读校验操作。由于可指定数据量较小，被校验数据通常还未在固态存储内部执行搬移操作，因此无法有效验证垃圾回收操作正确性。也可以预先设置指定数量的待校验数据并记录其对应的逻辑块地址(LBA)，在完成长时间的随机写操作后，验证待校验数据正确性。此种测试方式无法保证所有待测试数据是否执行过物理Block搬移操作，同时也无法验证所有物理Block搬移的正确性。

发明内容

本发明目的是提供了一种高效验证固态存储垃圾回收的测试方法，通过研究垃圾回收原理，巧妙的设计测试负载及步骤，极大提高了验证垃圾回收的效率和质量，实现了高效验证。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

1)用户输入待校验逻辑Block数据量N_{lblock_for_test}，计算逻辑容量使用的物理Block数量N_{pblock_for_logic}；具体公式如下：N_{pblock_for_logic}＝N_lblock/N_{lblock_per_pblock}；

2)计算每个物理Block需要存储的待校验数据量N_{test_lblock_per_pblock}，计算公式如下：N_{test_lblock_per_pblock}＝N_{lblock_for_test}/N_{pblock_for_logic}；

3)计算待校验数据LBA样本集合S_lba＝{S_i|0≤i＜N_{pblock_for_logic}}，其中S_i包含的LBA范围为[L_{i_start}，L_{i_end}]；

4)执行一次全盘顺序写操作，对所有LBA按序执行写入操作，过程中记录S_lba中LBA关联的数据信息；

5)执行随机写操作，过程中对S_lba以外的所有LBA执行随机写入操作，数据写入量为C_phy×2；

6)判断写入数据量是否达到物理容量2倍，如果为否则返回步骤5，如果为是则校验样本集合中所有LBA数据正确性；

7)对S_lba中所有LBA执行读取操作，校验读取数据正确性：全部校验成功，测试通过；存在校验失败数据，测试失败。

优选的，所述用户输入待校验逻辑Block数据量N_{lblock_for_test}，应大于N_{pblock_for_logic}。