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CN111104061A - 避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法、装置、计算机设备及存储介质 Download PDF

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CN111104061A
CN111104061A CN201911147328.5A CN201911147328A CN111104061A CN 111104061 A CN111104061 A CN 111104061A CN 201911147328 A CN201911147328 A CN 201911147328A CN 111104061 A CN111104061 A CN 111104061A
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Abstract

本发明涉及避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法、装置、计算机设备及存储介质；其中，方法，包括：判断是否还有不稳定的页待处理；若还有不稳定的页待处理，则判断是否有指向该不稳定的页的映射；若没有指向该不稳定的页的映射，则返回步骤“判断是否还有不稳定的页待处理”；若有指向该不稳定的页的映射，则读取该不稳定的页；判断读取该不稳定的页是否成功；若成功读取该不稳定的页，则将数据搬移至新页；若未成功读取该不稳定的页，则回退指向该不稳定的页的映射。本发明通过搬移不稳定的页中的数据或回退指向不稳定的页的映射，从而避免生成指向不稳定页的映射，保护了用户数据，使用户数据不会因异常掉电而丢失。

Description

避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法、装置、计 算机设备及存储介质
技术领域
本发明涉及固态硬盘异常掉电避免数据丢失技术领域，更具体地说是指避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
SSD中的存储介质是NAND Flash，NAND Flash由一组支持读写擦操作的块组成，块内包含若干固定大小的页，在对这些页进行写操作时，若发生异常掉电，则这样的页可能处于部分写入状态，一种不稳定状态：读取这些页中的数据时，可能成功，也可能失败。若在重建映射表阶段，该页能被正常读出，则会创建指向此页的映射；但当用户根据映射读取这样的页时，若发生错误，则会导致用户数据丢失；当前的实现方案有可能生成指向这样不稳定页的映射，从而存在可能导致用户数据丢失的风险；因此，无法满足需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法、装置、计算机设备及存储介质。
为实现上述目的，本发明采用于下技术方案：
避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法，包括以下步骤：
判断是否还有不稳定的页待处理；
若还有不稳定的页待处理，则判断是否有指向该不稳定的页的映射；
若没有指向该不稳定的页的映射，则返回步骤“判断是否还有不稳定的页待处理”；
若有指向该不稳定的页的映射，则读取该不稳定的页；
判断读取该不稳定的页是否成功；
若成功读取该不稳定的页，则将数据搬移至新页，并返回步骤“判断是否还有不稳定的页待处理”；
若未成功读取该不稳定的页，则回退指向该不稳定的页的映射，并返回步骤“判断是否还有不稳定的页待处理”。
其进一步技术方案为：所述“判断是否还有不稳定的页待处理”步骤之后，还包括：若没有不稳定的页待处理，则执行结束步骤。
其进一步技术方案为：所述“判断是否还有不稳定的页待处理”步骤之前，还包括映射表重建，所述映射表重建包括以下步骤：
判断是否还有页待扫描；
若还有页待扫描，则读取页的带外数据；
判断读取页的带外数据是否成功；
若未读取成功，则返回步骤“判断是否还有页待扫描”；
若读取成功，则通过带外数据获取页对应的逻辑地址；
判断页是否为不稳定的页；
若是稳定的页，则创建新映射，并返回步骤“判断是否还有页待扫描”；
若是不稳定的页，则记录逻辑地址的当前映射；
创建新映射，并返回步骤“判断是否还有页待扫描”。
其进一步技术方案为：所述“判断是否还有页待扫描”步骤之后，还包括：若没有页待扫描，则映射表重建完成。
避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的装置，包括：第一判断单元，第二判断单元，第一读取单元，第三判断单元，搬移单元，及回退单元；
所述第一判断单元，用于判断是否还有不稳定的页待处理；
所述第二判断单元，用于判断是否有指向该不稳定的页的映射；
所述第一读取单元，用于读取该不稳定的页；
所述第三判断单元，用于判断读取该不稳定的页是否成功；
所述搬移单元，用于将数据搬移至新页；
所述回退单元，用于回退指向该不稳定的页的映射。
其进一步技术方案为：还包括：结束单元，用于执行结束步骤。
其进一步技术方案为：还包括：第四判断单元，第二读取单元，第五判断单元，第三获取单元，第六判断单元，记录单元，及创建单元；
所述第四判断单元，用于判断是否还有页待扫描；
所述第二读取单元，用于读取页的带外数据；
所述第五判断单元，用于判断读取页的带外数据是否成功；
所述第三获取单元，用于通过带外数据获取页对应的逻辑地址；
所述第六判断单元，用于判断页是否为不稳定的页；
所述记录单元，用于记录逻辑地址的当前映射；
所述创建单元，用于创建新映射。
其进一步技术方案为：还包括：完成单元，用于映射表重建完成。
一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述所述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法。
一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现如上述所述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法。
本发明与现有技术相比的有益效果是：通过搬移不稳定的页中的数据或回退指向不稳定的页的映射，从而避免生成指向不稳定页的映射，保护了用户数据，使用户数据不会因异常掉电而丢失，能够更好地满足需求。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的映射表重建的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的不稳定的页的应用示意图；
图4为本发明实施例提供的搬移不稳定的页中的数据应用场景示意图；
图5为本发明实施例提供的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的装置的示意性框图一；
图6为本发明实施例提供的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的装置的示意性框图二；
图7为本发明实施例提供的计算机设备的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1到图7所示的具体实施例，其中，本发明中的英文解释如下：Die,可独立并发操作的单元；Block，块；Page，页。
其中，请参阅图1至图4所示，本发明公开了一种避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法，包括以下步骤：
S1，判断是否还有不稳定的页待处理；
S2，若还有不稳定的页待处理，则判断是否有指向该不稳定的页的映射；若没有指向该不稳定的页的映射，则返回步骤S1；
S3，若有指向该不稳定的页的映射，则读取该不稳定的页；
S4，判断读取该不稳定的页是否成功；
S5，若成功读取该不稳定的页，则将数据搬移至新页，并返回步骤S1；
S6，若未成功读取该不稳定的页，则回退指向该不稳定的页的映射，并返回步骤S1。
进一步地，所述S1步骤之后，还包括：S7，若没有不稳定的页待处理，则执行结束步骤。
其中，所述S1步骤之前，还包括映射表重建，所述映射表重建包括以下步骤：
A1，判断是否还有页待扫描；
A2，若还有页待扫描，则读取页的带外数据；
A3，判断读取页的带外数据是否成功；若未读取成功，则返回步骤A1；
A4，若读取成功，则通过带外数据获取页对应的逻辑地址；
A5，判断页是否为不稳定的页；若是稳定的页，则进入A7；
A6，若是不稳定的页，则记录逻辑地址的当前映射；
A7，创建新映射，并返回步骤A1。
进一步地，所述A1步骤之后，还包括：A8，若没有页待扫描，则映射表重建完成。
其中，在上电过程识别可能的不稳定页，SSD写入数据到NAND时，会并发的向多个块同时写入数据，且写入时要求按页编号从小到大顺序写入，故这些块中的最后一个页可以认为是不稳定的页；对于可能的不稳定页，读取其中的数据，若能正常读出，则将数据搬移至新的地方，否则回退指向该不稳定页的映射，恢复之前的映射。
请参阅图3至图4所示，本发明提供的具体实施例，各并发执行写入请求块的最后包含数据的页就可能是不稳定的页，0_A_3、1_A_3、2_A_3、3_A_3都可能为不稳定的页；在映射表重建后，创建如下指向不稳定的页的映射：0->0_A_3，1->1_A_3，2->2_A_3，3->3_A_3；在处理过程中0_A_3和2_A_3读取失败映射被回退，1_A_3和3_A_3读取成功，被搬移到新页，处理完成后的映射如下：0->0_A_0，1->0_B_0，2->2_A_0，3->1_B_0；不再有指向不稳定的页的映射。
本发明通过搬移不稳定的页中的数据或回退指向不稳定的页的映射，从而避免生成指向不稳定页的映射，保护了用户数据，使用户数据不会因异常掉电而丢失，能够更好地满足需求。
请参阅图5至图6所示，本发明还公开了一种避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的装置，包括：第一判断单元10，第二判断单元20，第一读取单元30，第三判断单元40，搬移单元50，及回退单元60；
所述第一判断单元10，用于判断是否还有不稳定的页待处理；
所述第二判断单元20，用于判断是否有指向该不稳定的页的映射；
所述第一读取单元30，用于读取该不稳定的页；
所述第三判断单元40，用于判断读取该不稳定的页是否成功；
所述搬移单元50，用于将数据搬移至新页；
所述回退单元60，用于回退指向该不稳定的页的映射。
进一步地，该装置还包括：结束单元70，用于执行结束步骤。
其中，该装置还包括：第四判断单元80，第二读取单元90，第五判断单元100，第三获取单元110，第六判断单元120，记录单元130，及创建单元140；
所述第四判断单元80，用于判断是否还有页待扫描；
所述第二读取单元90，用于读取页的带外数据；
所述第五判断单元100，用于判断读取页的带外数据是否成功；
所述第三获取单元110，用于通过带外数据获取页对应的逻辑地址；
所述第六判断单元120，用于判断页是否为不稳定的页；
所述记录单元130，用于记录逻辑地址的当前映射；
所述创建单元140，用于创建新映射。
进一步地，该装置还包括：完成单元150，用于映射表重建完成。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的装置和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
上述避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图7所示的计算机设备上运行。
请参阅图7，图7是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图；该计算机设备500可以是终端，也可以是服务器，其中，终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理和穿戴式设备等具有通信功能的电子设备。服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。
参阅图7，该计算机设备500包括通过系统总线501连接的处理器502、存储器和网络接口505，其中，存储器可以包括非易失性存储介质503和内存储器504。
该非易失性存储介质503可存储操作系统5031和计算机程序5032。该计算机程序5032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器502执行一种避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法。
该处理器502用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备500的运行。
该内存储器504为非易失性存储介质503中的计算机程序5032的运行提供环境，该计算机程序5032被处理器502执行时，可使得处理器502执行一种避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法。
该网络接口505用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备500的限定，具体的计算机设备500可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
应当理解，在本申请实施例中，处理器502可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现上述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法。
所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法，其特征在于，包括以下步骤：
判断是否还有不稳定的页待处理；
若还有不稳定的页待处理，则判断是否有指向该不稳定的页的映射；
若没有指向该不稳定的页的映射，则返回步骤“判断是否还有不稳定的页待处理”；
若有指向该不稳定的页的映射，则读取该不稳定的页；
判断读取该不稳定的页是否成功；
若成功读取该不稳定的页，则将数据搬移至新页，并返回步骤“判断是否还有不稳定的页待处理”；
若未成功读取该不稳定的页，则回退指向该不稳定的页的映射，并返回步骤“判断是否还有不稳定的页待处理”。
2.根据权利要求1所述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法，其特征在于，所述“判断是否还有不稳定的页待处理”步骤之后，还包括：若没有不稳定的页待处理，则执行结束步骤。
3.根据权利要求1所述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法，其特征在于，所述“判断是否还有不稳定的页待处理”步骤之前，还包括映射表重建，所述映射表重建包括以下步骤：
判断是否还有页待扫描；
若还有页待扫描，则读取页的带外数据；
判断读取页的带外数据是否成功；
若未读取成功，则返回步骤“判断是否还有页待扫描”；
若读取成功，则通过带外数据获取页对应的逻辑地址；
判断页是否为不稳定的页；
若是稳定的页，则创建新映射，并返回步骤“判断是否还有页待扫描”；
若是不稳定的页，则记录逻辑地址的当前映射；
创建新映射，并返回步骤“判断是否还有页待扫描”。
4.根据权利要求3所述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法，其特征在于，所述“判断是否还有页待扫描”步骤之后，还包括：若没有页待扫描，则映射表重建完成。
5.避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的装置，其特征在于，包括：第一判断单元，第二判断单元，第一读取单元，第三判断单元，搬移单元，及回退单元；
所述第一判断单元，用于判断是否还有不稳定的页待处理；
所述第二判断单元，用于判断是否有指向该不稳定的页的映射；
所述第一读取单元，用于读取该不稳定的页；
所述第三判断单元，用于判断读取该不稳定的页是否成功；
所述搬移单元，用于将数据搬移至新页；
所述回退单元，用于回退指向该不稳定的页的映射。
6.根据权利要求5所述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的装置，其特征在于，还包括：结束单元，用于执行结束步骤。
7.根据权利要求5所述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的装置，其特征在于，还包括：第四判断单元，第二读取单元，第五判断单元，第三获取单元，第六判断单元，记录单元，及创建单元；
所述第四判断单元，用于判断是否还有页待扫描；
所述第二读取单元，用于读取页的带外数据；
所述第五判断单元，用于判断读取页的带外数据是否成功；
所述第三获取单元，用于通过带外数据获取页对应的逻辑地址；
所述第六判断单元，用于判断页是否为不稳定的页；
所述记录单元，用于记录逻辑地址的当前映射；
所述创建单元，用于创建新映射。
8.根据权利要求7所述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的装置，其特征在于，还包括：完成单元，用于映射表重建完成。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现如权利要求1-4中任一项所述的避免固体存储设备因异常掉电导致数据丢失的方法。
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