[發明專利]基于預留空間的固態盤陣列的垃圾回收方法

在審

• 申請號: 201710673442.6
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107451069A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 吳素貞;劉癸新;朱偉東;毛波;張偉韋
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森,張凡忠

1.基于預留空間的固態盤陣列的垃圾回收方法，其特征在于包括以下步驟：

1)初始化步驟；

2)垃圾回收步驟；

3)垃圾回收階段請求處理步驟；

4)數據回收步驟，當對應的固態盤的垃圾回收操作完成之后，數據回收模塊掃描重定向數據映射表；

5)數據回收階段請求處理步驟；

6)結束步驟。

2.如權利要求1所述基于預留空間的固態盤陣列的垃圾回收方法，其特征在于在步驟1)中，所述初始化步驟的具體方法如下：

(1)根據用戶指令，創建新固態盤陣列RAIS5或打開已有固態盤陣列RAIS5；判斷固態盤陣列RAIS5是否是新創建的，若是，則轉步驟(2)，否則轉步驟(3)；

(2)利用固態盤的預留空間分別創建新的固態盤陣列RAIS10和固態盤陣列RAIS0；轉步驟(4)；所述固態盤陣列RAIS10用于保存寫數據，簡稱W-RAIS10；所述固態盤陣列RAIS0用于保存熱點讀數據，簡稱R-RAIS0；

(3)打開已有的固態盤陣列W-RAIS10和R-RAIS0；轉步驟(5)；

(4)主控模塊創建該固態盤陣列的重定向數據映射表并初始化為空；進行步驟2)；

(5)主控模塊讀取保存在固態盤陣列成員盤超級塊中的重定向數據映射表的映射信息到內存中；進行步驟2)。

3.如權利要求2所述基于預留空間的固態盤陣列的垃圾回收方法，其特征在于在步驟1)第(4)部分中，所述重定向數據映射表包括M條映射信息，每條映射信息由4個數據項構成：各數據項依次為被重定向數據在固態盤陣列RAIS5的塊偏移地址、被重定向數據在固態盤陣列R-RAIS0或固態盤陣列W-RAIS10上的塊偏移地址、被重定向數據在固態盤陣列R-RAIS0或固態盤陣列W-RAIS10上的標記位、被重定向數據的長度；M為大于等于0的自然數。

4.如權利要求1所述基于預留空間的固態盤陣列的垃圾回收方法，其特征在于在步驟2)中，所述垃圾回收步驟的具體方法為：

(1)垃圾回收控制模塊主動收集固態盤陣列RAIS5中每塊成員固態盤的空閑空間比例，并與預設的閾值比較，判斷固態盤是否需要進行垃圾回收操作，若某個固態盤需要進行垃圾回收操作，則轉步驟(2)，否則重復步驟(1)；所述預設的閾值可為10％；

(2)主控模塊判斷固態盤陣列RAIS5中是否有其他固態盤正在進行垃圾回收操作，若有，則轉步驟(4)，否則轉步驟(3)；

(3)主控模塊主動觸發垃圾回收控制模塊進行所述固態盤的垃圾回收操作，并通知給請求重定向模塊，完成垃圾回收操作后，轉步驟(4)；

(4)暫停處理所述固態盤的垃圾回收操作，轉步驟(1)。

5.如權利要求1所述基于預留空間的固態盤陣列的垃圾回收方法，其特征在于在步驟3)中，所述垃圾回收階段請求處理步驟的具體方法為：

(1)等待上層用戶讀寫請求，判斷該請求是否需要由正在處理垃圾回收操作的固態盤響應，若是，則轉步驟(2)，否則，查找映射表，判斷所請求的數據是否已經被回收，若是，則轉步驟(8)，否則轉步驟(5)；

(2)判斷是否為寫請求，若是，則轉步驟(3)，若不是，則轉步驟(4)；

(3)將本該寫入正在處理垃圾回收操作的固態盤中的數據寫入固態盤陣列W-RAIS10中，同時更新相應的校驗信息，并將數據映射信息記錄在重定向數據映射表中，轉步驟(1)；

(4)根據重定向數據映射表判斷讀請求要讀取的數據是否在固態盤陣列R-RAIS0中，若是，則轉步驟(5)，否則根據重定向數據映射表判斷讀請求要讀取的數據是否在固態盤陣列W-RAIS10中，若是，則轉步驟(6)，否則轉步驟(7)；

(5)請求重定向模塊將讀請求發向固態盤陣列R-RAIS0，從固態盤陣列R-RAIS0讀取數據，返回給用戶，轉步驟(1)；

(6)請求重定向模塊將讀請求發向固態盤陣列W-RAIS10，從固態盤陣列W-RAIS10讀取數據，返回給用戶，轉步驟(1)；

(7)請求重定向模塊將讀請求發向固態盤陣列RAIS5，讀取其他未處理垃圾回收狀態操作的固態盤上的數據，利用RAIS5自身的冗余特性動態重構出正在處理垃圾回收操作的固態盤上的數據，并返回給用戶；轉步驟(1)；

(8)按固態盤陣列的正常算法響應讀寫請求，轉步驟(1)。