抑制逻辑页碎片产生的方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于存储技术领域，提供了一种抑制逻辑页碎片产生的方法，包括：对垃圾回收时读取的物理页中的有效逻辑页进行标识并析取，每个物理页的连续有效逻辑页对应一数据块；将具有连续的有效逻辑页，且所述有效逻辑页的数目相同的数据块分为一类，将所述数据块按有效逻辑页数目大小排列为一个链表；获取所述有效逻辑页的数目最大的第一数据块，记录所述第一数据块的有效逻辑页数目M及每个物理页包含逻辑页数目P，若M小于P，则获取有效逻辑页数目为N的第二数据块，其中N是满足(M+N)的值不大于P的最大整数；将所述第一数据块和第二数据块合并为第三数据块。借此，本发明专利技术可以在垃圾回收过程中，有效地抑制碎片的产生。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术适用于存储
，提供了一种抑制逻辑页碎片产生的方法，包括：对垃圾回收时读取的物理页中的有效逻辑页进行标识并析取，每个物理页的连续有效逻辑页对应一数据块；将具有连续的有效逻辑页，且所述有效逻辑页的数目相同的数据块分为一类，将所述数据块按有效逻辑页数目大小排列为一个链表；获取所述有效逻辑页的数目最大的第一数据块，记录所述第一数据块的有效逻辑页数目M及每个物理页包含逻辑页数目P，若M小于P，则获取有效逻辑页数目为N的第二数据块，其中N是满足(M+N)的值不大于P的最大整数；将所述第一数据块和第二数据块合并为第三数据块。借此，本专利技术可以在垃圾回收过程中，有效地抑制碎片的产生。【专利说明】抑制逻辑页碎片产生的方法及系统
本专利技术涉及存储
，尤其涉及一种抑制逻辑页碎片产生的方法及系统。
技术介绍
目前，固态硬盘(SSD)中Host端对数据的操作单位往往比NAND的物理页要小，现行很多技术在Host和NAND之间加入了逻辑页层，如图1所示(LP，Logic Page)，从而减小操作数据的粒度，降低写放大，提高了写速度和SSD的使用寿命。但逻辑页引入的同时，因减小了连续数据的最大粒度，会造成连续数据(逻辑页)的分散，如图2。分散的逻辑页直接降低了连续读的速度，因为读连续的逻辑页时，原本只需要对一个物理页的读可能会被分散到多个物理页，影响了读的并发性和效率。逻辑页碎片产生的一个主要原因是SSD的垃圾回收。垃圾回收是SSD中操作频率很高且必需的功能，它负责整合有效的数据，从而为新数据腾出足够的空间。逻辑页被整合到物理页时，势必造成原本连续的逻辑页被分割，从而分散到不同的物理页中，形成碎片，如图3所示。综上可知，现有的抑制逻辑页碎片产生的方法，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
技术实现思路
针对上述的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种抑制逻辑页碎片产生的方法及系统，可有效抑制垃圾回收时碎片的产生。为了实现上述目的，本专利技术提供一种抑制逻辑页碎片产生的方法，所述方法包括:对垃圾回收时读取的物理页中的有效逻辑页进行标识并析取，每个物理页的连续有效逻辑页对应一数据块；按照下述规则对所述数据块进行分类:具有连续的有效逻辑页，且所述有效逻辑页的数目相同的数据块分为一类，将所述数据块按有效逻辑页数目大小排列为一个链表；获取所述有效逻辑页的数目最大的第一数据块，记录所述第一数据块的有效逻辑页数目M及每个物理页包含逻辑页数目P，若M小于P，则获取有效逻辑页数目为N的第二数据块，其中N是满足(M+N)的值不大于P的最大整数；将所述第一数据块和第二数据块合并为第三数据块。根据本专利技术的抑制逻辑页碎片产生的方法，所述方法还包括:若所述第三数据块的有效逻辑页的数目(M+N)的值不为P，则搜索所述链表中其它有效逻辑页数目不为P的第四数据块，并从该第四数据块拆分出一个有效逻辑页数目为(P-M-N)的第五数据块；将所述第三数据块与第五数据块合并。根据本专利技术的抑制逻辑页碎片产生的方法，所述第四数据块是所述链表中最接近链表末端的数据块。本专利技术还提供一种抑制逻辑页碎片产生的系统，包括:析取标识模块，用于对垃圾回收时读取的物理页中的有效逻辑页进行标识并析取，每个物理页的连续有效逻辑页对应一数据块；分类模块，用于按照下述规则对所述数据块进行分类:具有连续的有效逻辑页，且所述有效逻辑页的数目相同的数据块分为一类，将所述数据块按有效逻辑页数目大小排列为一个链表；获取模块，用于获取所述有效逻辑页的数目最大的第一数据块，记录所述第一数据块的有效逻辑页数目M及每个物理页包含逻辑页数目P，若M小于P，则获取有效逻辑页数目为N的第二数据块，其中N是满足(M+N)的值不大于P的最大整数；合并模块，用于将所述第一数据块和第二数据块合并为第三数据块。根据本专利技术的抑制逻辑页碎片产生的系统，所述获取模块进一步用于所述第三数据块的有效逻辑页的数目(M+N)的值不为P时，搜索所述链表中其它有效逻辑页数目不为P的第四数据块，并从该第四数据块拆分出一个有效逻辑页数目为(P-M-N)的第五数据块； 所述合并模块进一步用于将所述第三数据块与第五数据块合并。根据本专利技术的抑制逻辑页碎片产生的系统，所述第四数据块是所述链表中最接近链表末端的数据块。本专利技术通过对垃圾回收时的物理页进行拆分组合，具体的将有效逻辑页的数目相同的数据块作为一类，并按大小顺序排列为链表。从链表头部开始扫描，数据块的有效逻辑页数目不满物理页的大小的，则获取其它满足有效逻辑页数目的数据块进行合并，优选的，如果合并后的数据块也不满足物理页的大小，则可进一步拆分合并数据块，借此在垃圾回收过程中，尽量确保原本连续的逻辑页被整合到同一个物理页中，有效地抑制了碎片的产生。在必需分割连续逻辑页时，优先选择小块的连续页，以将碎片的影响降到最低，提高固态硬盘的读性能。【专利附图】【附图说明】图1是现有技术一实施例的逻辑页映射示意图；图2是现有技术另一实施例的逻辑页读取示意图；图3是现有技术另一实施例的垃圾回收示意图；图4是本专利技术一实施例的抑制逻辑页碎片产生的系统结构示意图；图5A是本专利技术一实施例的逻辑页的析取分类示意图；图5B是本专利技术一实施例的逻辑页合并示意图；图5C是本专利技术一实施例的逻辑页余项拆并示意图；图6是本专利技术一实施例的抑制逻辑页碎片产生的方法流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在固态硬盘的应用中，垃圾回收负责将数据块(Block)中分散的有效逻辑页整合到新的数据块中，从而释放旧的数据块，为新数据提供足够的空间。垃圾回收一般分批次处理数据，每一批数据先是读取块中的有效逻辑页，整合为完成的物理页后再写入NAND，而本专利技术则主要工作于数据整合阶段。参见图4，本专利技术提供了一种抑制逻辑页碎片产生的系统，该系统100主要应用于固态硬盘的垃圾回收，其包括析取标识模块10、分类模块20、获取模块30以及合并模块40，其中:析取标识模块10，用于对垃圾回收时读取的物理页中的有效逻辑页进行标识并析取，每个物理页的连续有效逻辑页对应一数据块。具体的，本专利技术在垃圾回收读出一批物理页后，需要对其中的有效数据进行析取。结合图5A的上半部分，示意图中假定每个物理页有4个逻辑页，并把有效页进行标识(数字)。如果同一个物理页中有连续的逻辑页，则用1、2、3、4表示其连续关系。若不便区分同一个物理页中的连续逻辑页，则可以将这个物理页里的所有逻辑页假定为连续的。分类模块20，用于按照下述规则对所述数据块进行分类:具有连续的有效逻辑页，且所述有效逻辑页的数目相同的数据块分为一类，结合图5A所示的下半部分，将所述数据块按有效逻辑页数目大小排列为一个链表。获取模块30，用于获取所述有效逻辑页的数目最大的第一数据块，记录所述第一数据块的有效逻辑页数目M及每个物理页包含逻辑页数目P，若M小于P，则获取有效逻辑页数目为N的第二数据块，其中N是满足(M+N)的值不大于P的最大整数。结合图5B，本实施例中假定每个物理页有8个逻辑页，即P=8。将前述排列获取的链表从左到右平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卞爱华，王猛，徐伟华，
申请(专利权)人：记忆科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：