[发明专利]广义写入操作验证方法

说明书

根据本发明的实施例描述的验证架构检验对元数据所做的改变，并且可以包括一个或多个子系统和阶段。根据一些实施例，“mkfs”卷创建实用程序与设备驱动程序协作工作，以通过用于设备的为文件系统卷保留的分区内部的元数据结构的保留和初始化空间来创建所述特定文件系统卷。在已经创建所述文件系统卷之后检查写入请求时，所述存储设备使用经验证区域图例。所述经验证区域图例可以存储在专用分区中或者主引导记录(MBR)或全局唯一标识符(GUID)分区表(GPT)或专用存储器芯片(例如NAND闪存)内部。必须对与所保留元数据区域的任何盘区重叠的写入请求进行验证，以防止元数据损坏。

相关申请的交叉引用

本专利申请涉及：于2016年3月2日提交的题为“METHOD OF PREVENTING METADATACORRUPTION BY USING A NAMESPACE AND A METHOD OF VERIFYING CHANGES TO THENAMESPACE(通过使用命名空间防止元数据损坏的方法以及验证命名空间变化的方法)”的共同未决的共同转让的美国专利申请号15/058,538，代理人案卷号HGST-H20151246US1；以及于2016年4月27日提交的题为“GENERALIZED VERIFICATION SCHEME FOR SAFE METADATAMODIFICATION(用于安全元数据修改的广义验证方案)”的共同未决的共同转让的美国专利申请号15/140,241，代理人案卷号HGST-H20151245US1。前述申请通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本发明的实施例一般涉及数据存储系统领域。更具体地，本发明的实施例涉及用于保持文件系统的一致性的系统和方法，包括保持数据存储元数据的一致性。

背景技术

元数据是描述数据存储分区或文件系统卷上的用户数据或其他元数据的组织的数据集。保存文件系统元数据对现代文件系统的操作至关重要，并且有助于确保写入所述文件系统卷的用户数据在请求时可访问。然而，偶尔地，文件系统驱动程序中的最终用户工作负载、最终用户错误、恶意操作或漏洞可能会导致特别是在不稳定的文件系统中可以引起元数据损坏的不当行为。即使在成熟的文件系统中也可能遇到元数据损坏。

当文件系统的元数据损坏时，通常使用诸如“fsck”(文件系统一致性检查)系统实用程序(在类Unix操作系统中)或备份/恢复软件等特殊工具来尝试恢复所述文件系统数据。然而，使用所述fsck实用程序是非常耗时的操作，并且不能保证损坏的文件系统的数据将会被恢复。此外，这样的工具只能在文件系统处于未安装(例如离线)状态时使用。因此，防止元数据损坏是比检测损坏并尝试恢复损坏的数据更有益的方法。

发明内容

本文描述了用于防止存储设备上的元数据损坏的方法和系统。本发明的实施例利用验证架构来检验对元数据所做的改变，并且可以包括一个或多个子系统和阶段。使用文件系统创建实用程序(例如类Unix操作系统中的“mkfs”)通过保留和初始化所述设备的分区内部的元数据结构来创建文件系统卷。所述设备的分区内部的元数据结构的空间是为特定的文件系统卷保留的。每个保留的元数据区域应由区域图例描述。当在所述卷被创建之后检查元数据修改时，经验证区域图例由设备驱动程序(主机侧)或存储设备控制器(例如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA))使用。所述经验证区域图例可以存储在专用分区中，在主引导记录(MBR)或全局唯一标识符(GUID)分区表(GPT)内部或专用存储器芯片上。必须对与文件系统卷上任何保留元数据区域重叠的写入请求进行验证，以防止元数据损坏。