CN109542346A - 动态数据缓存分配方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

动态数据缓存分配方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种动态数据缓存分配方法、装置、计算机设备和存储介质，其中该方法包括：获取动态数据缓存分配请求；对所述动态数据缓存分配请求进行预处理；根据所述预处理的结果拆分管理节点，并为所述管理节点动态分配数据缓存；构建数据传输请求，并将HOST数据写入对应的所述管理节点动态分配的数据缓存中；下发所述管理节点，并将SG信息发送至闪存管理模块，以使所述闪存管理模块填写描述符从数据缓存中读取数据并写入闪存中。本发明实现了为管理节点动态分配数据缓存空间，进而减小DRAM开销，降低硬件成本。

Description

动态数据缓存分配方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种动态数据缓存分配方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
目前，随着固态硬盘技术的迅猛发展，人们对于固态硬盘的数据读写速度要求越来越高。在固态硬盘的读写过程中，对于数据缓存的分配以及管理会严重影响整个固态硬盘的数据读写速度。
在传统技术中，现有固态硬盘固件通常采用将管理节点与写缓存静态绑定的方式，完成数据缓存与搬运。这种方法占用DRAM(Dynamic Random Access Memory动态随机存取存储器)资源较高，对DRAM利用率较低，提高了全***的整体硬件成本。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以实现提高数据缓存利用率的动态数据缓存分配方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种动态数据缓存分配方法，所述方法包括：
获取动态数据缓存分配请求；
对所述动态数据缓存分配请求进行预处理；
根据所述预处理的结果拆分管理节点，并为所述管理节点动态分配数据缓存；
构建数据传输请求，并将HOST数据写入对应的所述管理节点动态分配的数据缓存中；
下发所述管理节点，并将SG信息发送至闪存管理模块，以使所述闪存管理模块填写描述符从数据缓存中读取数据并写入闪存中。
在其中一个实施例中，在获取动态数据缓存分配请求的步骤之前还包括：
主机通知SSD有新的写命令；
SSD硬件将命令信息发送到本地FIFO存储器；
SSD固件查询并获取所述新的写命令。
在其中一个实施例中，所述对所述动态数据缓存分配请求进行预处理的步骤还包括：
获取动态数据缓存分配请求中的读写命令集；
将所述读写命令集中的读写命令进行拆分。
在其中一个实施例中，所述为所述管理节点动态分配数据缓存的步骤包括：
从空闲队列上取下空闲的缓存节点，挂到待定队列上；
当所述缓存节点用完后，从待定队列上取出释放，重新挂到空闲队列上。
一种动态数据缓存分配装置，所述动态数据缓存分配装置包括：
获取模块，所述获取模块用于获取动态数据缓存分配请求；
命令管理模块，所述命令管理模块用于对所述动态数据缓存分配请求进行预处理；
数据通路模块，所述数据通路模块用于根据所述预处理的结果拆分管理节点，并为所述管理节点动态分配数据缓存；
写入模块，所述写入模块用于构建数据传输请求，并将HOST数据写入对应的所述管理节点动态分配的数据缓存中；
下发模块，所述下发模块用于下发所述管理节点，并将SG信息发送至闪存管理模块，以使所述闪存管理模块填写描述符从数据缓存中读取数据并写入闪存中。
在其中一个实施例中，所述动态数据缓存分配装置还包括硬件控制模块，所述硬件控制模块用于：
主机通知SSD有新的写命令；
SSD硬件将命令信息发送到本地FIFO存储器；
SSD固件查询并获取所述新的写命令。
在其中一个实施例中，所述命令管理模块还用于：
获取动态数据缓存分配请求中的读写命令集；
将所述读写命令集中的读写命令进行拆分。
在其中一个实施例中，所述数据通路模块还用于：
从空闲队列上取下空闲的缓存节点，挂到待定队列上；
当所述缓存节点用完后，从待定队列上取出释放，重新挂到空闲队列上。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其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任意一项方法的步骤。
上述动态数据缓存分配方法、装置、计算机设备和存储介质，首先获取动态数据缓存分配请求；对所述动态数据缓存分配请求进行预处理；根据所述预处理的结果拆分管理节点，并为所述管理节点动态分配数据缓存；构建数据传输请求，并将HOST数据写入对应的所述管理节点动态分配的数据缓存中；下发所述管理节点，并将SG信息发送至闪存管理模块，以使所述闪存管理模块填写描述符从数据缓存中读取数据并写入闪存中。本发明实现了为管理节点动态分配数据缓存空间，进而减小DRAM开销，降低硬件成本。
附图说明
图1为一个实施例中动态数据缓存分配方法的流程示意图；
图2为另一个实施例中动态数据缓存分配方法的流程示意图；
图3为一个实施例中对动态数据缓存分配请求进行预处理的步骤的流程示意图；
图4为再一个实施例中的固件写数据过程的流程示意图；
图5为一个实施例中为管理节点动态分配数据缓存的步骤的流程示意图；
图6为一个实施例中引入的动态DRAM BUF分配方法的示意图；
图7为一个实施例中动态数据缓存分配装置的结构框图；
图8为另一个实施例中动态数据缓存分配装置的结构框图；
图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种动态数据缓存分配方法，该方法包括：
步骤102，获取动态数据缓存分配请求；
步骤104，对动态数据缓存分配请求进行预处理；
步骤106，根据预处理的结果拆分管理节点，并为管理节点动态分配数据缓存；
步骤108，构建数据传输请求，并将HOST数据写入对应的管理节点动态分配的数据缓存中；
步骤110，下发管理节点，并将SG信息发送至闪存管理模块，以使闪存管理模块填写描述符从数据缓存中读取数据并写入闪存中。
具体地，SSD固件将所获取的命令提交给命令管理模块执行；命令管理模块完成预处理，提交后续模块数据通路管理模块进一步执行；数据通路管理模块拆分管理节点，为其动态分配数据buffer，例如：典型大小4KB；数据通路管理模块构建数据传输请求，同时将HOST数据写入上述分配的DRAM缓存中；数据通路管理模块下发管理节点，同时将SG信息传递至NFC；NFC模块填写描述符，从DRAM中读取数据并写入NAND；通知软件数据传输完成。
在本实施例中，首先获取动态数据缓存分配请求；对动态数据缓存分配请求进行预处理；根据预处理的结果拆分管理节点，并为管理节点动态分配数据缓存；构建数据传输请求，并将HOST数据写入对应的管理节点动态分配的数据缓存中；下发管理节点，并将SG信息发送至闪存管理模块，以使闪存管理模块填写描述符从数据缓存中读取数据并写入闪存中。本实施例实现了为管理节点动态分配数据缓存空间，进而减小DRAM开销，降低了硬件成本。
在其中一个具体的实施例中，参考图2，提供了一种动态数据缓存分配方法，其中在获取动态数据缓存分配请求的步骤之前还包括：
步骤202，主机通知SSD有新的写命令；
步骤204，SSD硬件将命令信息发送到本地FIFO存储器；
步骤206，SSD固件查询并获取新的写命令。
在其中一个具体的实施例中，参考图3，提供了一种动态数据缓存分配方法，其中对动态数据缓存分配请求进行预处理的步骤还包括：
步骤302，获取动态数据缓存分配请求中的读写命令集；
步骤304，将读写命令集中的读写命令进行拆分。
具体地，参考图4，为一具体实施例中的固件写数据过程的流程图，具体的流程包括：1，主机通知SSD有新的写命令，SSD硬件自动将命令信息取到本地FIFO；2，SSD固件查询并获取新的写命令；3，SSD固件将所获取的命令提交给CM(命令管理)模块执行；4，CM完成预处理(读写命令拆分等)，提交后续模块DPM(数据通路管理)模块进一步执行；5，DPM模块拆分管理节点，为其动态分配数据buffer，典型大小4KB；6，DPM模块构建数据传输请求，同时将HOST数据写入步骤5分配的DRAM缓存中；7，DPM模块下发管理节点，同时将SG信息传递至NFC；8，NFC模块填写描述符，从DRAM中读取数据并写入NAND；9，通知软件数据传输完成。
在其中一个具体的实施例中，参考图5，提供了一种动态数据缓存分配方法，其中为管理节点动态分配数据缓存的步骤包括：
步骤502，从空闲队列上取下空闲的缓存节点，挂到待定队列上；
步骤504，当缓存节点用完后，从待定队列上取出释放，重新挂到空闲队列上。
具体地，参考图6，本实施例中引入的动态DRAM BUF分配方法包括：
1，从free_list上取下空闲的buffer节点，其中，典型大小为4KB，挂到pending_list上；2，当该buffer节点用完后，从pending_list上取出释放，重新挂到free_list上。
相比于原有的静态DRAM BUF分配方法，本发明引入了数据buffer节点管理结构，为每个管理节点动态申请和分配数据缓存，节省DRAM开销，提高数据缓存利用率，进而减小全***整体硬件成本。
应该理解的是，虽然图1-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种动态数据缓存分配装置700，该装置包括：
获取模块701，用于获取动态数据缓存分配请求；
命令管理模块702，用于对动态数据缓存分配请求进行预处理；
数据通路模块703，用于根据预处理的结果拆分管理节点，并为管理节点动态分配数据缓存；
写入模块704，用于构建数据传输请求，并将HOST数据写入对应的管理节点动态分配的数据缓存中；
下发模块705，用于下发所述管理节点，并将SG信息发送至闪存管理模块，以使闪存管理模块填写描述符从数据缓存中读取数据并写入闪存中。
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种动态数据缓存分配装置700，还装置还包括硬件控制模块706，硬件控制模块706用于：
主机通知SSD有新的写命令；
SSD硬件将命令信息发送到本地FIFO存储器；
SSD固件查询并获取所述新的写命令。
在一个实施例中，该命令管理模块702还用于：获取动态数据缓存分配请求中的读写命令集；将所述读写命令集中的读写命令进行拆分。
在一个实施例中，该数据通路模块703还用于：从空闲队列上取下空闲的缓存节点，挂到待定队列上；当所述缓存节点用完后，从待定队列上取出释放，重新挂到空闲队列上。
关于动态数据缓存分配装置700的具体限定可以参见上文中对于动态数据缓存分配方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器以及网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种动态数据缓存分配方法。
本领域技术人员可以理解，图9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的限定，具体的计算机设备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。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以上各个方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上各个方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种动态数据缓存分配方法，所述方法包括：
获取动态数据缓存分配请求；
对所述动态数据缓存分配请求进行预处理；
根据所述预处理的结果拆分管理节点，并为所述管理节点动态分配数据缓存；
构建数据传输请求，并将HOST数据写入对应的所述管理节点动态分配的数据缓存中；
下发所述管理节点，并将SG信息发送至闪存管理模块，以使所述闪存管理模块填写描述符从数据缓存中读取数据并写入闪存中。
2.根据权利要求1所述的动态数据缓存分配方法，其特征在于，在获取动态数据缓存分配请求的步骤之前还包括：
主机通知SSD有新的写命令；
SSD硬件将命令信息发送到本地FIFO存储器；
SSD固件查询并获取所述新的写命令。
3.根据权利要求2所述的动态数据缓存分配方法，其特征在于，所述对所述动态数据缓存分配请求进行预处理的步骤还包括：
获取动态数据缓存分配请求中的读写命令集；
将所述读写命令集中的读写命令进行拆分。
4.根据权利要求1-3任一项所述的动态数据缓存分配方法，其特征在于，所述为所述管理节点动态分配数据缓存的步骤包括：
从空闲队列上取下空闲的缓存节点，挂到待定队列上；
当所述缓存节点用完后，从待定队列上取出释放，重新挂到空闲队列上。
5.一种动态数据缓存分配装置，其特征在于，所述动态数据缓存分配装置包括：
获取模块，所述获取模块用于获取动态数据缓存分配请求；
命令管理模块，所述命令管理模块用于对所述动态数据缓存分配请求进行预处理；
数据通路模块，所述数据通路模块用于根据所述预处理的结果拆分管理节点，并为所述管理节点动态分配数据缓存；
写入模块，所述写入模块用于构建数据传输请求，并将HOST数据写入对应的所述管理节点动态分配的数据缓存中；
下发模块，所述下发模块用于下发所述管理节点，并将SG信息发送至闪存管理模块，以使所述闪存管理模块填写描述符从数据缓存中读取数据并写入闪存中。
6.根据权利要求5所述的动态数据缓存分配装置，其特征在于，所述动态数据缓存分配装置还包括硬件控制模块，所述硬件控制模块用于：
主机通知SSD有新的写命令；
SSD硬件将命令信息发送到本地FIFO存储器；
SSD固件查询并获取所述新的写命令。
7.根据权利要求6所述的动态数据缓存分配装置，其特征在于，所述命令管理模块还用于：
获取动态数据缓存分配请求中的读写命令集；
将所述读写命令集中的读写命令进行拆分。
8.根据权利要求5-7任一项所述的动态数据缓存分配装置，其特征在于，所述数据通路模块还用于：
从空闲队列上取下空闲的缓存节点，挂到待定队列上；
当所述缓存节点用完后，从待定队列上取出释放，重新挂到空闲队列上。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
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