[发明专利]一种优化页级闪存转换层的方法

摘要

本发明公开了一种优化页级闪存转换层的方法，属于数据存储领域。本发明利用SLC闪存支持部分写的特性，采用原地日志写的机制减少闪存映射页访问的开销。该方法将闪存映射页预留一小部分区域作为日志区。当闪存映射页被更新时，将缓存中属于该映射页的所有脏映射条目构建为一个日志单元，并使用部分写入机制追加写到映射页的日志区。当日志区写满或写入次数超过一定阈值时，将闪存映射页中的映射条目和日志区的条目进行合并操作，并写入到新的闪存映射页,此时新的映射页中的日志区为空，可以接收新的映射页更新操作并再次使用原地日志写机制。本发明通过减少闪存映射页访问带来的开销，达到提高闪存固态盘的性能和寿命的目的。

主权项

1.一种优化页级闪存转换层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)当一个I/O请求到达时，在映射表缓存中查找该请求对应的闪存数据页的物理地址，如果没有在缓存中找到则进入步骤(2)，否则跳转到步骤(13)；(2)判断缓存空间是否已满，若是则进入步骤(3)，否则跳转到步骤(9)；(3)根据缓存置换算法选择将要被逐出缓存的目标缓存单元，并判断该缓存单元是否含有脏映射条目，若有则进入步骤(4)，否则进入步骤(8)；(4)从全局映射目录中查找脏映射条目所在的映射页地址及映射页内日志区的信息；(5)判断是否日志区空间不足或日志区写入次数超过写入阈值，若是则进入步骤(6)，否则跳转到步骤(7)；(6)先将日志中的映射条目的映射关系更新到映射区中，之后将脏映射条目的映射关系更新到映射区中，最后所有映射区中映射条目写入到新分配的闪存映射页，然后将该页的日志写入次数清零，并更新缓存中全局转换目录中的映射页地址；之后执行步骤(8)；(7)将映射页在缓存中的所有脏映射条目构建一个日志单元写入映射页的日志区，然后将日志写入次数加1；(8)释放缓存单元从而回收缓存空间；(9)从全局转换目录中查找该请求映射条目所在的闪存映射页物理地址，并将该页读入临时缓存；(10)判断该闪存映射页是否含有该映射条目的更新日志，若有则进入步骤(11)，否则跳转到步骤(12)；(11)将日志区中的最新版本映射条目加载到映射表缓存；执行步骤(13)；(12)将对应的映射条目加载到映射表缓存；(13)如果上层请求为读请求则进入步骤(14)，否则跳转到步骤(15)；(14)根据缓存中的映射信息读取闪存数据页返回给上层，请求结束；(15)分配新的闪存数据页进行写入操作，并更新映射表缓存中的映射条目，请求结束；所述脏映射条目具体指在缓存内被修改过映射关系的映射条目，但是这个修改的映射关系并没有被更新到闪存映射页；所述闪存映射页被划分出一部分区域作为日志区，用于写入脏映射条目，剩下的区域定为映射区，用于保存映射条目。