SSD带写备份功能的方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

ssd带写备份功能的方法、装置、计算机设备及存储介质
技术领域
1.本发明涉及ssd带写备份功能技术领域，尤其是指ssd带写备份功能的方法、装置、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.现有ssd收到host(主机)写命令后，nvme前端获取写命令的起始lba(逻辑区块地址)和数据量等信息以后，将命令下发给ftl(flash translation layer闪存转换层)，ftl为每个lpa(logical page address逻辑页地址)分配gppa信息以后，再将命令下发到后端nfc，nfc从nvme接收数据的过程，前端nvme完成数据备份。这样，由于nvme在传输数据给nfc的同时又进行写备份功能，由于数据传输的宽带大于数据备份宽带，导致nvme不能及时返回cq(completion queue，完成队列)信息给host从而降低了写性能；另外，如果后端写失败，则必须将错误状态信息先返回给ftl，ftl再将错误信息返回给nvme，然后前端nvme重新下发写命令到后端，增加了错误处理流程，进一步导致写性能降低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供ssd带写备份功能的方法、装置、计算机设备及存储介质。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.第一方面，本实施例提供了一种ssd带写备份功能的方法，包括以下步骤：
6.获取主机发送的写命令，ftl为每个lpa写分配一个节点控制命令，以得到写节点控制命令；
7.判断写命令是否为后端写失败返回的命令；
8.若写命令不是后端写失败返回的命令，则ftl为每个写节点控制命令分配备份到hmb空间的地址，以得到hmb空间的地址信息；
9.ftl将写节点控制命令发送给后端nfc处理；
10.nfc为写节点控制命令配置硬件描述符命令，并将hmb空间的地址信息填入至硬件描述符命令中，以得到硬件描述符的备份地址；
11.nfc根据硬件描述符命令对nandflash颗粒执行编写操作，并检查硬件描述符的备份地址；
12.判断硬件描述符的备份地址是否有效；
13.若硬件描述符的备份地址有效，则nfc将写数据备份到指定的hmb空间。
14.其进一步技术方案为：所述判断写命令是否为后端写失败返回的命令步骤之后，若写命令是后端写失败返回的命令，则跳转执行所述ftl将写节点控制命令发送给后端nfc处理。
15.其进一步技术方案为：所述若硬件描述符的备份地址有效，则nfc将写数据备份到指定的hmb空间步骤之后，还包括：判断硬件描述符的执行结果是否为写失败；若硬件描述
符的执行结果是写失败，则nfc记录写节点控制命令中的错误状态的位置，并将该写节点控制命令返回给ftl；若硬件描述符的执行结果不是写失败，则ssd结束写操作。
16.其进一步技术方案为：所述判断硬件描述符的备份地址是否有效步骤之后，还包括：若硬件描述符的备份地址无效，则跳转执行所述判断硬件描述符的执行结果是否为写失败；若硬件描述符的执行结果是写失败，则nfc记录写节点控制命令中的错误状态的位置，并将该写节点控制命令返回给ftl；若硬件描述符的执行结果不是写失败，则ssd结束写操作。
17.第二方面，本实施例提供了一种ssd带写备份功能的装置，包括：获取分配单元，第一判断单元，分配备份单元，发送单元，配置填入单元，执行检查单元，第二判断单元及备份单元；
18.所述获取分配单元，用于获取主机发送的写命令，ftl为每个lpa写分配一个节点控制命令，以得到写节点控制命令；
19.所述第一判断单元，用于判断写命令是否为后端写失败返回的命令；
20.所述分配备份单元，用于若写命令不是后端写失败返回的命令，则ftl为每个写节点控制命令分配备份到hmb空间的地址，以得到hmb空间的地址信息；
21.所述发送单元，用于ftl将写节点控制命令发送给后端nfc处理；
22.所述配置填入单元，用于nfc为写节点控制命令配置硬件描述符命令，并将hmb空间的地址信息填入至硬件描述符命令中，以得到硬件描述符的备份地址；
23.所述执行检查单元，用于nfc根据硬件描述符命令对nandflash颗粒执行编写操作，并检查硬件描述符的备份地址；
24.所述第二判断单元，用于判断硬件描述符的备份地址是否有效；
25.所述备份单元，用于若硬件描述符的备份地址有效，则nfc将写数据备份到指定的hmb空间。
26.其进一步技术方案为：还包括：第一跳转单元，用于若写命令是后端写失败返回的命令，则跳转执行所述ftl将写节点控制命令发送给后端nfc处理。
27.其进一步技术方案为：还包括：第三判断单元，用于判断硬件描述符的执行结果是否为写失败；若硬件描述符的执行结果是写失败，则nfc记录写节点控制命令中的错误状态的位置，并将该写节点控制命令返回给ftl；若硬件描述符的执行结果不是写失败，则ssd结束写操作。
28.其进一步技术方案为：还包括：第二跳转单元，用于若硬件描述符的备份地址无效，则跳转执行所述判断硬件描述符的执行结果是否为写失败；若硬件描述符的执行结果是写失败，则nfc记录写节点控制命令中的错误状态的位置，并将该写节点控制命令返回给ftl；若硬件描述符的执行结果不是写失败，则ssd结束写操作。
29.第三方面，本实施例提供了一种计算机设备，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ssd带写备份功能的方法。
30.第四方面，本实施例提供了一种存储介质，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ssd带写备份功能的方法。
31.本发明与现有技术相比的有益效果是：能够在开启写备份功能时，不影响正常写操作性能，而在写失败错误流程处理中，又能简化错误处理流程，从而提高写性能。
32.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
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例提供的ssd带写备份功能的方法的流程示意图；
35.图2为本发明实施例提供的ssd带写备份功能的装置的示意性框图；
36.图3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
37.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。
38.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。
39.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。
40.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。
41.请参阅图1所示的具体实施例，本发明公开了一种ssd带写备份功能的方法，包括以下步骤：
42.s1，获取主机发送的写命令，ftl为每个lpa写分配一个节点控制命令，以得到写节点控制命令；
43.具体地，节点控制命令包含写操作类型，操作地址，备份地址，写数据的属性等写命令相关的信息。
44.s2，判断写命令是否为后端写失败返回的命令；
45.其中，在s2步骤之后，若写命令是后端写失败返回的命令，则跳转执行所述ftl将写节点控制命令发送给后端nfc处理，即s4步骤；
46.s3，若写命令不是后端写失败返回的命令，则ftl为每个写节点控制命令分配备份到hmb空间的地址，以得到hmb空间的地址信息；
47.s4，ftl将写节点控制命令发送给后端nfc处理；
48.s5，nfc为写节点控制命令配置硬件描述符命令，并将hmb空间的地址信息填入至
硬件描述符命令中，以得到硬件描述符的备份地址；
49.具体地，nfc根据节点命令信息，将写操作类型，写地址等信息填写到硬件描述符命令中。
50.s6，nfc根据硬件描述符命令对nandflash颗粒执行编写操作，并检查硬件描述符的备份地址；
51.其中，nfc根据硬件描述符命令执行写操作的同时将数据备份，是在nandflash颗粒进行编写的时候进行数据备份的，这样可以避免数据备份占用写操作时间。描述符中的备份地址的值如果是0xffffffff就是无效的，非全ff的值就是有效的。
52.s7，判断硬件描述符的备份地址是否有效；
53.具体地，硬件描述符的备份地址是由ftl分配指定的，如果地址是0xffffffff，就是无效地址，无效地址表明当前要写的数据无需备份。
54.其中，在s7步骤之后，若硬件描述符的备份地址无效，则跳转执行所述判断硬件描述符的执行结果是否为写失败，即s9步骤；
55.其中，硬件描述符中备份地址也可以是无效的如0xffffffff，则nfc在执行写操作的时候不进行写备份，即对于写操作可以通过该地址的配置而单独控制是否使能写备份功能。
56.s8，若硬件描述符的备份地址有效，则nfc将写数据备份到指定的hmb空间。
57.具体地，指定的hmb空间指的是主机中的一片缓冲空间供ssd使用，nfc将数据备份到具体地址是由ftl分配指定管理的。备份地址不仅仅是hmb空间的地址，也可以是ddr或sram的地址。
58.其中，在s8步骤之后，还包括：s9，判断硬件描述符的执行结果是否为写失败；
59.s10，若硬件描述符的执行结果是写失败，则nfc记录写节点控制命令中的错误状态的位置，并将该写节点控制命令返回给ftl；
60.其中，在s10步骤之后，还包括：返回执行s2步骤；
61.s11，若硬件描述符的执行结果不是写失败，则ssd结束写操作。
62.本发明通过ssd的前端nvme在收到写命令并传递到ftl的时候，ftl为每个lpa的写操作分配一个节点控制命令，并为该节点分配备份到hmb空间的地址，如果ftl处理的写控制节点是由后端写失败返回的命令，则直接为写节点控制命令分配写入点物理信息，然后传递到后端nfc层，后端nfc接收到写命令控制信息后，为其配置硬件描述符，并将写节点控制命令信息中的备份地址填入到硬件描述符中，nfc根据描述符执行写操作的同时，判断备份地址是否有效，如果有效则透过pcie总线将host写数据备份到指定的hmb空间；在写操作完成以后，查询描述符执行状态，如果写失败则记录对应的写节点控制命令的错误状态位置，并返回给ftl，如果写成功则释放写控制节点资源并结束写操作流程。
63.本发明能够在开启写备份功能时，不影响正常写操作性能，而在写失败错误流程处理中，又能简化错误处理流程，从而提高写性能。其中，数据备份由nvme完成改为写数据传输完成后由后端nfc在nand颗粒执行program操作的时候完成，而不影响数据传输性能。在写操作失败后，不再由ftl层将错误信息传递给前端nvme层后再将命令重新配置并下发到ftl和后端，而是由ftl层重新分配写入点信息后直接下发给后端即可，同时，ftl为每个lpa数据指定备份地址或不指定备份地址，这样nfc只需根据备份地址决定是否进行数据备
份以及数据备份到什么空间，有效简化了错误处理流程，从而提高写性能。
64.请参阅图2所示，本发明还公开了一种ssd带写备份功能的装置，包括：获取分配单元10，第一判断单元20，分配备份单元30，发送单元40，配置填入单元50，执行检查单元60，第二判断单元70及备份单元80；
65.所述获取分配单元10，用于获取主机发送的写命令，ftl为每个lpa写分配一个节点控制命令，以得到写节点控制命令；
66.所述第一判断单元20，用于判断写命令是否为后端写失败返回的命令；
67.所述分配备份单元30，用于若写命令不是后端写失败返回的命令，则ftl为每个写节点控制命令分配备份到hmb空间的地址，以得到hmb空间的地址信息；
68.所述发送单元40，用于ftl将写节点控制命令发送给后端nfc处理；
69.所述配置填入单元50，用于nfc为写节点控制命令配置硬件描述符命令，并将hmb空间的地址信息填入至硬件描述符命令中，以得到硬件描述符的备份地址；
70.所述执行检查单元60，用于nfc根据硬件描述符命令对nandflash颗粒执行编写操作，并检查硬件描述符的备份地址；
71.所述第二判断单元70，用于判断硬件描述符的备份地址是否有效；
72.所述备份单元80，用于若硬件描述符的备份地址有效，则nfc将写数据备份到指定的hmb空间。
73.其中，该装置还包括：第一跳转单元，用于若写命令是后端写失败返回的命令，则跳转执行所述ftl将写节点控制命令发送给后端nfc处理。
74.其中，该装置还包括：第三判断单元，用于判断硬件描述符的执行结果是否为写失败；若硬件描述符的执行结果是写失败，则nfc记录写节点控制命令中的错误状态的位置，并将该写节点控制命令返回给ftl；若硬件描述符的执行结果不是写失败，则ssd结束写操作。
75.其中，该装置还包括：第二跳转单元，用于若硬件描述符的备份地址无效，则跳转执行所述判断硬件描述符的执行结果是否为写失败；若硬件描述符的执行结果是写失败，则nfc记录写节点控制命令中的错误状态的位置，并将该写节点控制命令返回给ftl；若硬件描述符的执行结果不是写失败，则ssd结束写操作。
76.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ssd带写备份功能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。
77.上述ssd带写备份功能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3所示的计算机设备上运行。
78.请参阅图3，图3是本技术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。
79.参阅图3，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。
80.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ssd带写备份功能的方法。
81.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。
82.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ssd带写备份功能的方法。
83.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3中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术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。
84.其中，所述处理器502用于运行存储在存储器中的计算机程序5032，以实现如下步骤：
85.步骤s1，获取主机发送的写命令，ftl为每个lpa写分配一个节点控制命令，以得到写节点控制命令；
86.步骤s2，判断写命令是否为后端写失败返回的命令；
87.步骤s3，若写命令不是后端写失败返回的命令，则ftl为每个写节点控制命令分配备份到hmb空间的地址，以得到hmb空间的地址信息；
88.步骤s4，ftl将写节点控制命令发送给后端nfc处理；
89.步骤s5，nfc为写节点控制命令配置硬件描述符命令，并将hmb空间的地址信息填入至硬件描述符命令中，以得到硬件描述符的备份地址；
90.步骤s6，nfc根据硬件描述符命令对nandflash颗粒执行编写操作，并检查硬件描述符的备份地址；
91.步骤s7，判断硬件描述符的备份地址是否有效；
92.步骤s8，若硬件描述符的备份地址有效，则nfc将写数据备份到指定的hmb空间。
93.应当理解，在本技术实施例中，处理器502可以是中央处理单元(central processing 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(digital signal 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。
94.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。
95.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ssd带写备份功能的方法。该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上述的方法。该程序指令包括以下步骤：
96.步骤s1，获取主机发送的写命令，ftl为每个lpa写分配一个节点控制命令，以得到
写节点控制命令；
97.步骤s2，判断写命令是否为后端写失败返回的命令；
98.步骤s3，若写命令不是后端写失败返回的命令，则ftl为每个写节点控制命令分配备份到hmb空间的地址，以得到hmb空间的地址信息；
99.步骤s4，ftl将写节点控制命令发送给后端nfc处理；
100.步骤s5，nfc为写节点控制命令配置硬件描述符命令，并将hmb空间的地址信息填入至硬件描述符命令中，以得到硬件描述符的备份地址；
101.步骤s6，nfc根据硬件描述符命令对nandflash颗粒执行编写操作，并检查硬件描述符的备份地址；
102.步骤s7，判断硬件描述符的备份地址是否有效；
103.步骤s8，若硬件描述符的备份地址有效，则nfc将写数据备份到指定的hmb空间。
104.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。
105.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。
106.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。
107.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。
108.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。
109.上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。