一种基于block管理的异常掉电恢复方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于block管理的异常掉电恢复方法，其特征在于，包括：写数据阶段：a，在ssd空闲的block列表中选择预设数量的block作为预写block；b，将预写block的信息，以及ftl的增量变化表一起写入ssd，完成后清空增量变化表，该步骤为增量备份过程；c，将新数据写入预写block中，同时将ftl的更新项同步记录到增量变化表中，直到预写block被用完，所述增量变化表中还包括用于标识时序的序列号；d，重复步骤a至c，当增量变化表的记录数据总量达到了整个ftl的数据量，则在步骤b中进行一次完整的ftl备份替换增量备份过程，新的ftl记录中会记录增量变化表的最新序列号；e，设备正常关机或者卸载驱动时，更新ftl到ssd中，标明本次写入数据为关机备份；异常掉电恢复阶段：f，若在上述步骤a，b，c，d中的任何时刻发生异常掉电，再次上电后，读取最新的ftl；g，判断读取的ftl中是否有关机备份标记，如果ftl中没有关机备份标记，则读取增量变化表，根据序列号查找其中有效的部分；h，读取有效的增量变化表，将记录更新到ftl中；i，读取最后一份有效的增量变化表中预写block的信息，并遍历每一个预写block，查找其中的有效数据；j，遍历完预写block的信息后，更新ftl，并将最新的ftl更新至ssd中，完成异常掉电恢复过程。2.根据权利要求1所述的一种基于block管理的异常掉电恢复方法，其特征在于，步骤b中，预写block为block的寻址信息，包括block所在的通道号、nand芯片在该通道的序号和block在该nand芯片的序号。3.根据权利要求1所述的一种基于block管理的异常掉电恢复方法，其特征在于，步骤c中，ftl的更新项，每一项内容为一对物理地址和lba的映射关系。4.根据权利要求1所述的一种基于block管理的异常掉电恢复方法，其特征在于，步骤g中，判断读取的ftl中是否有关机备份标记，如果ftl中有关机备份标记，则完成ftl加载过程。5.根据权利要求1所述的一种基于block管理的异常掉电恢复方法，其特征在于，所述方法还包括：ftl发生更新后，所述ftl的新增数据为增量数据，将所述增量数据写入内存上预设的增量存储空间中，即增量变化表；所述ftl保存ssd的逻辑区块地址与物理区块地址的对应关系。6.根据权利要求1所述的一种基于block管理的异常掉电恢复方法，其特征在于，步骤a中，若ssd预留的空闲的block低于设定的阈值时，所述方法还包括垃圾回收阶段，包括如下步骤：从ssd的所有block列表中选择有效数据占比最低的block，如果还需要更多的block，则继续选择有效数据占比次低的block，直至满足对block的数量需求；将选取的block中的有效数据迁移到其它空闲的block中，并擦除该选取的block；将擦除后的block加入到空闲的block列表中。
7.一种基于block管理的异常掉电恢复系统，其特征在于，包括：写数据单元和异常掉电恢复单元；其中，所述写数据单元包括：预写block分配模块，用于在ssd空闲的block列表中选择预设数量的block作为预写block；增量备份模块，用于将预写block的信息，以及ftl的增量变化表一起写入ssd，完成后清空增量变化表；新数据写入模块，用于将新数据写入预写block中，同时将ftl的更新项同步记录到增量变化表中，直到预写block被用完，所述增量变化表中还包括用于标识时序的序列号；第一判断模块，用于判断增量变化表的记录数据总量是否达到了整个ftl的数据量；替换模块，用于当增量变化表的记录数据总量达到了整个ftl的数据量时，进行一次完整的ftl备份替换增量备份过程，新的ftl记录中会记录增量变化表的最新序列号；关机备份标记模块，用于当设备正常关机或者卸载驱动时，更新ftl到ssd中，并标明本次写入数据为关机备份；所述异常掉电恢复单元包括：最新ftl读取模块，用于在ssd发生异常掉电时，当再次上电后，读取最新的ftl；第二判断模块，用于判断读取的ftl中是否有关机备份标记；增量变化表读取模块，用于当ftl中没有关机备份标记时，读取增量变化表，根据序列号查找其中有效的部分；有效增量变化表读取模块，用于读取有效的增量变化表，并将记录更新到ftl中；有效数据获取模块，用于读取最后一份有效的增量变化表中预写block的信息，并遍历每一个预写block，查找其中的有效数据；ftl更新模块，用于在遍历完预写block的信息后，更新ftl，并将最新的ftl更新至ssd中。8.根据权利要求7所述的一种基于block管理的异常掉电恢复系统，其特征在于，所述系统还包括垃圾回收单元，所述垃圾回收单元包括：失效目标块选择模块，用于选择待回收的block，其中，所述待回收的block是从ssd的所有block列表中选择有效数据占比最低的block，如果还需要更多的block，则继续选择有效数据占比次低的block，直至满足对block的数量需求；迁移模块，用于将选取的待回收的block中的有效数据迁移到其它空闲的block中，所述的其它空闲的block是指ssd内除所述待回收的block之外的空闲的block；擦除模块，用于擦除待回收的block，并将擦除后的block加入到空闲的block列表中。9.一种基于block管理的异常掉电恢复设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述权利要求1～6任一项所述的基于block管理的异常掉电恢复方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～6任一项所述的基于block管理的异常掉电恢复方法的步骤。

技术总结
本申请提供一种基于block管理的异常掉电恢复方法及系统，方法包括：在空闲block列表中选择预设数量的block作为预写block；将预写block的信息及FTL的增量变化表写入SSD；新数据写入预写block中，同时将FTL的更新项同步记录到增量变化表，直到预写block被用完；重复上述步骤，当增量变化表的记录数据总量达到预设值，将完整的FTL备份替换增量备份过程；发生异常掉电后再次上电时，读取有效的增量变化表，将记录更新到FTL中；遍历最后一份有效增量变化表中每一个预写block，查找其有效数据，更新FTL后将最新的FTL更新至SSD。本申请解决了大容量SSD的异常掉电恢复时间过长问题。容量SSD的异常掉电恢复时间过长问题。容量SSD的异常掉电恢复时间过长问题。


技术研发人员：金岳平
受保护的技术使用者：方一信息科技(上海)有限公司
技术研发日：2021.08.04
技术公布日：2021/12/13