[发明专利]一种通过软件实现磁盘阵列中的缓存掉电保护方法

摘要

本发明提供一种通过软件实现磁盘阵列中的缓存掉电保护方法，是在整个高端盘阵系统掉电时，在UPS持续供电结束前将所有控制器中的缓存数据刷写到指定磁盘上，确保缓存数据不丢失，系统包括：1）脏页搜索模块与数据写入模块相连，用以搜索到内存中的脏页，并调用数据写入模块将数据写入到后端磁盘；2）IO错误处理模块与数据写入模块相连，用于处理将已经递交到后端设备但还没有返回的IO请求的处理；3）并发处理模块，用于屏蔽内核中并发的写请求，使得处于调电状态后数据仅由数据写入模块写入后端磁盘；4）元数据组织模块与数据写入模块相连，用于组织数据，通知数据写入模块将数据写入后端磁盘的固定位置；5）数据写入模块与元数据组织模块相连，用于将数据写入到后端磁盘的固定位置。

主权项

一种通过软件实现磁盘阵列中的缓存掉电保护方法，其特征在于，是在整个高端盘阵系统掉电时，在UPS持续供电结束前将所有控制器中的缓存数据刷写到指定磁盘上，确保缓存数据不丢失，系统包括：1）脏页搜索模块、2）IO错误处理模块、3）并发处理模块、4）元数据组织模块和5）数据写入模块，其中：所述1）脏页搜索模块与所述数据写入模块相连，用以搜索到内存中的脏页，并调用数据写入模块将数据写入到后端磁盘；所述2）IO错误处理模块与所述数据写入模块相连，用于处理将已经递交到后端设备但还没有返回的IO请求的处理；所述3）并发处理模块，用于屏蔽内核中并发的写请求，使得处于调电状态后数据仅由数据写入模块写入后端磁盘；所述4）元数据组织模块与数据写入模块相连，用于组织数据，通知数据写入模块将数据写入后端磁盘的固定位置；所述5）数据写入模块与元数据组织模块相连，用于将数据写入到后端磁盘的固定位置；缓存掉电数据保护步骤如下：1）在UPS断电时，由控制器管理进行检测，通过在内核中新增加/proc/sys/vm/upsup 接口来通知内核此时系统已经在UPS供电方式下，缓存中的数据需要保护；2）为了处理正在往JBOD上递交写请求但还没有返回给内核的这种情况，包括如下步骤：（1）此时系统掉电，需要在IO处理回调函数中进行错误识别，将写到JBOD后端出错的页加入到指定的脏链表中页，写到后端JBOD的出错处理触发脏页搜索模块中，在检测到系统掉电时，启动脏页搜索线程，将缓存内的脏页搜索出来，并将脏页写到指定的磁盘上元数据与数据处理模块：（2）除了需要将数据块写到分区设备上外，还需要将数据块的描述信息写到分区设备上，如数据块在后端存储设备上的设备号，逻辑块地址，长度数据恢复模块：（3）系统重新启动后，需要判断后端的JBOD是否可以访问，如果是FINISH_FLUSHED标识，则表示需要启动数据刷写过程，首先从描述信息中读取数据块的描述信息，其记录了对应的数据块应该写到后端磁盘上的哪个位置，然后根据描述信息中的索引计算数据块在本地分区中的偏移量(1M+64K+1G+index*512B)，由于需要写入的后端磁盘不止一个，需要记录块设备与文件的对应关系链表，以便写入时从查找对应的文件指针，从系统分区盘中读出相应的块数据，然后根据描述符的设备号以及在块设备上的偏移量，将读取的数据写入后端设备的指定位置，当所有的数据往后端JBOD刷写完成后，将超级块标识清除，设置成FINISH_CLEAR;如果是FINISH_CLEAR标识，则不需要做任何处理，直接返回，将从描述信息中读取的索引号经转换计算得到指定分区上的偏移量，然后将读取的数据写入描述信息中记录的后端JBOD上的指定位置。