基于可计算存储架构的任务卸载方法及可计算存储系统

技术特征：
1.一种基于可计算存储架构的任务卸载方法，所述可计算存储架构包括主机和ssd；其特征在于，所述任务卸载方法包括在ssd的盘内系统中执行的初始化步骤和计算步骤；所述初始化步骤包括：在ssd的盘内系统的内核地址空间中创建一个虚拟的字符设备，并将所述字符设备占用的内核地址空间映射到用户进程的地址空间；在所述字符设备中维护命令队列和数据队列；所述命令队列用于存储来自主机的命令结构体，所述命令结构体用于描述主机下发的计算任务，所封装的信息包括任务类型以及执行任务所需的参数；所述数据队列用于存储主机下发的计算任务的执行结果；所述计算步骤，包括：(s1)在内核态，接收到主机下发的计算任务后，将描述该计算任务的命令结构体存储到所述命令队列中；(s2)在用户态，获取到命令结构体在所述命令队列中的偏移值kernel_cmd_offset以及相应的命令id后，根据所述偏移值kernel_cmd_offset到所述命令队列中读取命令结构体，并从中解析出计算任务的任务类型和参数，重新封装为对应的命令并执行，将执行结果存储到所述数据队列中；(s3)在内核态，获取到命令id、执行结果的长度length和执行结果在所述数据队列中的偏移值usr_data_offset后，将所述长度length和所述偏移值usr_data_offset返回给主机。2.如权利要求1所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法，其特征在于，所述步骤(s2)中，在将描述该计算任务的命令结构体存储到所述命令队列之后，还包括：将命令结构体在所述命令队列中的偏移值kernel_cmd_offset以及相应的命令id发送给用户态；并且，所述步骤(s3)中，在将执行结果存储到所述数据队列之后，还包括：将命令id、执行结果的长度length和执行结果在所述数据队列中的偏移值usr_data_offset发送给内核态。3.如权利要求2所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法，其特征在于，ssd的盘内系统中，内核态与用户态之间通过netlink通信。4.如权利要求1～3任一项所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法，其特征在于，所述初始化步骤中，通过mmap机制将所述字符设备占用的内核地址空间映射到用户进程的地址空间。5.如权利要求1～3任一项所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法，其特征在于，所述命令队列和所述数据队列，为环形队列。6.如权利要求1～3任一项所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法，其特征在于，还包括：在主机端执行的计算任务下发步骤；所述计算任务下发步骤包括：将计算任务对应的任务类型和执行任务所需的参数封装为命令结构体后，下发至ssd。7.如权利要求1～3任一项所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法，其特征在于，还包括：在主机端执行的执行结果读取步骤；所述执行结果读取步骤包括：若ssd返回的执行结果的长度length>0，则在主机端申请与长度length相应大小的存储空间，并根据长度length和偏移值usr_data_offset封装对应的读命令后，下发至ssd。
8.如权利要求7所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法，其特征在于，还包括在ssd的盘内系统中执行的回传步骤；所述回传步骤包括：在内核态，接收到主机下发的用于读取计算任务的执行结果的读命令后，从所述读命令中解析出执行结果的长度length和执行结果在所述数据队列中的偏移值usr_data_offset，在所述数据队列中从偏移值为usr_data_offset处开始读取长度为length的数据并返回给主机，以将执行结果存储至主机中已申请的存储空间中。9.一种可计算存储系统，其特征在于，包括：主机和ssd；所述ssd的盘内系统包括：初始化模块和计算模块；所述初始化模块，用于执行权利要求1～5任一项所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法中的初始化步骤；所述计算模块，用于执行权利要求1～5任一项所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法中的计算步骤。10.如权利要求9所述的可计算存储系统，其特征在于，所述主机的操作系统包括：计算任务下发模块和执行结果读取模块；并且，所述ssd的盘内系统还包括：回传模块；所述计算任务下发模块，用于执行权利要求6所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法中的计算任务下发步骤；所述执行结果读取模块，用于执行权利要求7所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法中的执行结果读取步骤；所述回传模块，用于执行权利要求8所述的基于可计算存储架构的任务卸载方法的回传步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于可计算存储架构的任务卸载方法及可计算存储系统，属于计算机存储领域，包括：初始化步骤：在SSD盘内系统的内核地址空间中创建虚拟的字符设备，并将其内核地址空间映射到用户进程的地址空间；在字符设备中维护命令队列和数据队列，分别用于存储命令结构体和任务执行结果；计算步骤：在内核态，接收到计算任务后，将命令结构体存储到命令队列中；在用户态，根据命令结构体在命令队列中的偏移值到命令队列中读取命令结构体，并从中解析出任务类型和参数，以执行计算任务，将执行结果存储到数据队列中；在内核态，将执行结果的长度和在数据队列中的偏移值返回给主机。本发明能够减少盘内系统数据拷贝，提高PIS任务执行效率。务执行效率。务执行效率。


技术研发人员：吴非 付内东 刘伟华 董卜榕 刘嘉宏 谢长生
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2022/5/17