[发明专利]抑制逻辑页碎片产生的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种抑制逻辑页碎片产生的方法及系统。

背景技术

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。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明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，本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

本发明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。

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；