CN113704140A - 一种固态硬盘地址映射方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种固态硬盘地址映射方法及装置，该方法包括：获取主机端发送的写请求，所述写请求携带待写入数据；将所述待写入的数据写入固态硬盘后，根据所述写请求对应的LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的PBA；当某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，确定该LBA区间的地址映射表是否可以采用不同的范围偏移降低内存的占用，若是则对该LBA区间对应的地址映射表进行重置。这样，可以根据写请求的实际情况使用合适大小的映射粒度，从而充分地减少地址映射表所占用的内存空间，提高灵活性，性能大大提高。

Description

一种固态硬盘地址映射方法及装置

技术领域

本申请涉及计算机存储领域，尤其涉及一种固态硬盘地址映射方法及装置。

背景技术

随着闪存(NAND)技术的不断提升，固态硬盘(solid-state drive，SSD)的容量也在不断地增长，相应地，SSD的地址映射表也越来越大。SSD的地址映射表用来维护从逻辑块地址(logical block address，LBA)到物理块地址(physical block address，PBA)的映射。

现有技术中，主机端将要写入的数据及相应的LBA送达固态硬盘端；固态硬盘端寻找空闲的闪存物理块及相应的物理块地址；进一步的，固态硬盘端将主机端发送的数据写入到物理块中，将该数据的LBA与PBA进行关联。

但是，上述SSD的地址映射表一般采用的是固定的且较小的映射粒度，灵活性较差，在映射表大小大于内存容量时读写效率较低。

发明内容

本申请提供一种固态硬盘地址映射方法及装置，用以解决现有技术由于采用固定且较小的映射粒度，灵活性较差，在映射表大小大于内存容量时读写效率较低的问题。

第一方面，本申请提供一种固态硬盘地址映射方法，该方法包括：获取主机端发送的写请求，所述写请求携带待写入数据；将所述待写入的数据写入固态硬盘后，根据所述写请求对应的逻辑块地址LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的物理块地址PBA；当某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，确定该LBA区间的地址映射表是否可以采用不同的范围偏移降低内存的占用，若是则对该LBA区间对应的地址映射表进行重置。

一种可能的实现方式中，根据所述写请求对应的LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的PBA，包括：确定本次写请求包含的LBA所对应的地址映射表中的LBA区间以及该LBA区间所对应的映射粒度；对于写请求中覆盖完整个数的映射粒度的至少部分LBA，直接根据所述至少部分LBA对地址映射表中相应的映射表项进行更新；对于写请求中剩余的LBA，或者写请求的LBA无法完全覆盖完整的映射粒度时，采用更细的映射粒度更新对应的映射表项；地址映射表更新后，根据写请求的LBA的首地址，对相应LBA区间的统计信息进行更新；其中，所述统计信息用于表示LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况。

一种可能的实现方式中，地址映射表中各个LBA区间对应一个统计信息，该统计信息为一个比特图，比特图中的每个比特对应该LBA区间内的一个LBA；地址映射表更新后，根据写请求的LBA的首地址，对相应LBA区间的统计信息进行更新，包括：地址映射表更新后，判断写请求的LBA的首地址所对应的PBA和该LBA首地址的上一个LBA所对应的PBA是否连续；若连续，则无需对比特图进行调整，若不连续，则将写请求的LBA的首地址对应的比特置“1”。

一种可能的实现方式中，当某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间映射表内PBA分布的连续情况，确定该LBA区间地址映射表是否可以采用范围偏移降低内存的占用，若是则对该LBA区间对应的地址映射表进行重置，包括：若某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值，则根据该LBA区间对应的比特图中“1”的位置，在不同的范围偏移下，分别计算采用初始的映射粒度时所占用的内存；若地址映射表在最小内存占用时对应的范围偏移为该LBA区间当前正在使用的范围偏移，则该LBA区间对应的地址映射表无需改动；若地址映射表在最小内存占用时对应的范围偏移不等于该LBA区间当前正在使用的范围偏移，则使用最小内存占用对应的范围偏移和初始的映射粒度，对该LBA区间的地址映射表进行重置。

一种可能的实现方式中，所述方法还包括：获取用于读固态硬盘的数据读取请求，所述数据读取请求携带待读取数据的LBA；查询所述地址映射表中存储的所述LBA所对应的PBA；从所述对应的PBA上读取所述待读取数据。

一种可能的实现方式中，所述方法还包括：将地址映射表划分为若干个LBA区间，初始化每个LBA区间的映射粒度和范围偏移；在固态硬盘运行阶段，每个LBA区间通过统计信息记录该LBA区间内PBA的连续情况，并记录该LBA区间当前所使用的映射粒度及范围偏移。

第二方面，本申请提供一种固态硬盘地址映射装置，包括：获取模块，用于获取主机端发送的写请求，所述写请求携带待写入数据；更新模块，用于在所述待写入的数据写入固态硬盘后，根据所述写请求对应的逻辑块地址LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的物理块地址PBA；确定及处理模块，用于在某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，确定该LBA区间的地址映射表是否可以采用不同的范围偏移降低内存的占用，若是则对该LBA区间对应的地址映射表进行重置。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器，存储器以及计算机程序；其中，所述计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行如第一方面任一项所述的固态硬盘地址映射方法的指令。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面任一项所述的固态硬盘地址映射方法。

第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述的固态硬盘地址映射方法。

综上所述，本申请提供了一种固态硬盘地址映射方法及装置，该方法可以获取主机端发送的写请求，写请求携带待写入数据；进一步的，将待写入的数据写入固态硬盘后，可以根据写请求对应的逻辑块地址LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的物理块地址PBA；当某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，进一步的确定该LBA区间的地址映射表是否可以采用不同的范围偏移来降低内存的占用，若是则可以对该LBA区间对应的地址映射表进行重置。这样，可以根据写请求的实际情况使用合适大小的映射粒度，从而充分地减少地址映射表所占用的内存空间，提高灵活性，性能大大提高。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种固态硬盘地址映射方法的应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种固态硬盘地址映射方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的地址映射表区间采用16KB和4KB两种映射粒度的示意图；

图4为本申请实施例提供的地址映射表区间采用32KB映射粒度且LBA范围偏移为0时的示意图；

图5为本申请实施例提供的地址映射表区间采用32KB映射粒度且LBA范围偏移为-1时的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种固态硬盘地址映射装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一设备和第二设备仅仅是为了区分不同的设备，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

下面结合附图对本申请实施例进行介绍。图1为本申请实施例提供的一种固态硬盘地址映射方法的应用场景示意图，本申请提供的固态硬盘地址映射方法可以应用于如图1所示的应用场景中。该应用场景包括：用户101，终端设备102和主机端103(固态硬盘端位于主机端103中)，在该应用场景下，当用户101需要存储某个文档时，可以通过在终端设备102进行相关的存储的操作，终端设备102与主机端103建立连接，进一步的，主机端103向固态硬盘端发送写请求，相应的，固态硬盘端接收该写请求，并根据该写请求完成数据存储。

若用户101需要查看固态硬盘端中存储的某个文档时，可以通过在终端设备102进行相关的查看的操作，终端设备102与主机端103建立连接，进一步的，主机端103向固态硬盘端发送读取请求，相应的，固态硬盘端接收该读取请求，并根据该读取请求完成数据的读取，这样，用户101就可以通过终端设备102查看到固态硬盘端中的文档内容。

可以理解的是，终端设备也可以被称为终端(terminal)、用户设备(userequipment，UE)、移动台(mobile station，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)等。终端设备可以是手机(mobile phone)、智能电视、穿戴式设备、智能音箱、智能安防设备、智能网关、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmented reality，AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self-driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等等，本申请实施例对此不作具体限定。

一种可能的实现方式中，主机端将要写入的数据及相应的LBA送达固态硬盘端；固态硬盘端寻找空闲的闪存物理块及相应的物理块地址；进一步的，固态硬盘端将主机端发送的数据写入到物理块中，将该数据的LBA与PBA进行关联。

但是，上述SSD的地址映射表的映射粒度一般采用的是固定的且较小的映射粒度，例如4KB。随着SSD容量增长，地址映射表空间也线性增长，若地址映射表无法完全容纳于内存中时，读写效率就会降低，进而影响SSD的性能。

因此，本申请实施例提供了一种固态硬盘地址映射方法，可以获取主机端发送的写请求，写请求携带待写入数据；进一步的，将待写入的数据写入固态硬盘后，可以根据写请求对应的逻辑块地址LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的物理块地址PBA；当某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，进一步的确定该LBA区间的地址映射表是否可以采用不同的范围偏移来降低内存的占用，若是则可以对该LBA区间对应的地址映射表进行重置。这样，可以根据写请求的实际情况使用合适大小的映射粒度，从而充分地减少地址映射表所占用的内存空间，提高灵活性，性能大大提高。

示例性的，图2为本申请实施例提供的一种固态硬盘地址映射方法的流程示意图，如图2所示，本申请实施例的方法包括：

S201、获取主机端发送的写请求，所述写请求携带待写入数据。

示例性的，在图1的应用场景中，可以获取主机端103发送的写请求，写请求携带待写入数据。

S202、将所述待写入的数据写入固态硬盘后，根据所述写请求对应的逻辑块地址LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的物理块地址PBA。

本申请实施例中，逻辑块地址LBA也可以称相对地址，可以指的是数据在存储时，每个目标模块以0为基地址进行的顺序编址；物理块地址PBA也可以称绝对地址，可以指的是存储介质中各物理存储单元的地址从统一的基地址进行的顺序编址，它是数据在存储介质中的实际存储地址。

其中，地址映射表可以指的是读写的基本单位，地址映射负责将文件***下发的所有LBA转换成NAND可识别的PBA，同时在LBA与PBA之间建立某种映射关系，映射关系会存放到地址映射表中，供后续查询及更改。

示例性的，在将待写入的数据写入固态硬盘后，固态硬盘可以根据写请求对应的逻辑块地址LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的物理块地址PBA，例如，以较大的映射粒度16KB为例，若写请求包含了若干个完整且对齐的16KB，则直接在地址映射表中更新这些16KB所对应的映射表项，即LBA所对应的物理块地址PBA，若写请求包含了不完整的16KB，则通过一个指针指向其它一个小的内存区域，即第二层的映射表项，相当于第一层的映射表项是完整的16KB，第二层的映射表项以4KB为映射粒度记录相关的映射信息，则可以根据所述的第一层的映射表项和第二层的映射表项在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的物理块地址PBA。

S203、当某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，确定该LBA区间的地址映射表是否可以采用不同的范围偏移降低内存的占用，若是则对该LBA区间对应的地址映射表进行重置。

本申请实施例中，阈值可以指的是用于判定占用内存过大的一个数值，例如，该阈值可以为1KB，也可以是2KB，该阈值可以是***设定的阈值，也可以是人为设定的阈值，本申请实施例对阈值的具体数值大小不作限定。

示例性的，当某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值，即1KB时，可以根据该LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，依次计算不同的范围偏移下内存的占用情况。可以采用和初始化时相同的映射粒度，例如使用16KB的映射粒度和0的范围偏移，查看最小内存占用时的范围偏移是否和当前LBA区间正在使用的范围偏移相等，若不相等，则可以使用新的范围偏移对该LBA区间对应的地址映射表进行重置。

需要说明的是，本申请实施例对范围偏移的具体数值不作限定，可以为整数，也可以为负数和0，该数值仅是表述范围偏移量的个数而已。

因此，本申请实施例提供的固态硬盘地址映射方法，可以根据写请求的实际情况使用合适大小的映射粒度，从而充分地减少地址映射表所占用的内存空间，提高灵活性，性能大大提高。

示例性的，图3为本申请实施例提供的地址映射表区间采用16KB和4KB两种映射粒度的示意图；如图3所示，一个LBA的大小为4KB(本申请实施例下同)，地址映射表区间采用了16KB和4KB两种映射粒度，因为LBA4到LBA7对应的写入为4KB的随机写，所以该LBA4～LBA7范围需要4KB的映射粒度，其中4KB映射粒度对应的映射表部分，可由16KB映射粒度对应的表项进行指示，即可以将4KB映射粒度对应的映射表部分的内存地址保存在16KB映射粒度对应的表项中；这样，就可以在一个区间内使用两种映射粒度对地址映射表进行更新，减少占用内存量。

示例性的，图4为本申请实施例提供的地址映射表区间采用32KB映射粒度且LBA范围偏移为0时的示意图；如图4所示，地址映射表区间采用了32KB和8KB两种映射粒度，因为LBA8到LBA15对应的写入为8KB的随机写，所以该LBA8～LBA15范围需要8KB的映射粒度，此时，32KB的写请求与32KB的映射粒度对齐，例如LBA0～7，LBA16～23，则该地址映射区间内使用32KB的映射粒度后，LBA的范围偏移为0，这样，就可以在一个区间内可以使用两种映射粒度且LBA的范围偏移为0对地址映射表进行更新，减少占用内存量。

示例性的，图5为本申请实施例提供的地址映射表区间采用32KB映射粒度且LBA范围偏移为-1时的示意图；如图5所示，若写请求对应的LBA范围为LBA0～LBA31，地址映射表区间采用了32KB和8KB两种映射粒度，因为LBA7到LBA14对应的写入为8KB的随机写，所以该LBA7～LBA14范围需要8KB的映射粒度，此时，在所述写请求之前假如有一个写请求是LBA-1～LBA6，这个写请求跨越了两个连续的地址映射区间，因此在LBA0～LBA31这个区间内，如果使用32KB的映射粒度，那么这个映射是没有按照32KB对齐的，写请求落入LBA0～LBA31这个映射区间里的范围是LBA0～LBA6，因此可以认为范围偏移是(7-8＝-1)，则该写请求可以视为开头缺了1个LBA，这样，就可以在该区间内使用两种映射粒度且-1的LBA范围偏移对地址映射表进行更新，减少占用内存量。

可以理解的是，上述情况也可以发生在地址映射表划分的多个区间内，每个区间可以对应多种大小不同的映射粒度，本申请实施例在此不一一赘述。

因此，在根据映射粒度个数、映射粒度大小以及范围偏移，对地址映射表进行更新，而且可以采用不同的范围偏移降低内存的占用，结合不同的实际可以有多种情况，灵活性较高，性能也大大提高。

一种可能的实现方式中，根据所述写请求对应的LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的PBA，包括：确定本次写请求包含的LBA所对应的地址映射表中的LBA区间以及该LBA区间所对应的映射粒度；对于写请求中覆盖完整个数的映射粒度的至少部分LBA，直接根据所述至少部分LBA对地址映射表中相应的映射表项进行更新；对于写请求中剩余的LBA，或者写请求的LBA无法完全覆盖完整的映射粒度时，采用更细的映射粒度更新对应的映射表项；地址映射表更新后，根据写请求的LBA的首地址，对相应LBA区间的统计信息进行更新；其中，所述统计信息用于表示LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况。

本申请实施例中，统计信息可以用于表示LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，每个地址映射表区间对应一个统计信息。

示例性的，固态硬盘可以确定本次写请求包含的LBA所对应的地址映射表中的LBA区间以及该LBA区间所对应的映射粒度；对于写请求中覆盖完整个数的映射粒度的至少部分LBA，直接根据所述至少部分LBA对地址映射表中相应的映射表项进行更新；例如，第一个LBA区间内接收到了两个写请求，分为对应4～7KB和16～32KB，且该LBA区间使用的映射粒度为16KB，则第二个写请求中覆盖完整个数的映射粒度的至少部分LBA为16～31KB，进一步的，直接根据16～31KB数据对应的PBA对地址映射表中相应的映射表项进行更新。

进一步的，对于写请求的LBA无法完全覆盖完整的映射粒度，即4～7KB，可以采用更细的映射粒度，如4KB，更新对应的映射表项；或者，若写请求中还有剩余的LBA，例如上述第二个写请求中的第32KB数据，也可以采用更细的映射粒度，如4KB，更新对应的映射表项；在地址映射表更新后，可以根据写请求的LBA的首地址，对相应LBA区间的统计信息进行更新，例如，若写请求的首地址为LBA4，则可以对相应LBA区间的统计信息进行更新。

因此，可以根据实际情况中的写请求对应的LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的PBA，在LBA区间内可以使用不同的映射粒度，提高灵活度，减少内存占用量。

一种可能的实现方式中，地址映射表中各个LBA区间对应一个统计信息，该统计信息为一个比特图，比特图中的每个比特对应该LBA区间内的一个LBA；地址映射表更新后，根据写请求的LBA的首地址，对相应LBA区间的统计信息进行更新，包括：地址映射表更新后，判断写请求的LBA的首地址所对应的PBA和该LBA首地址的上一个LBA所对应的PBA是否连续；若连续，则无需对比特图进行调整，若不连续，则将写请求的LBA的首地址对应的比特置“1”。

本申请实施例中，比特图也可以称为位模式，可以指的是二进制比特“0”与“1”的组合格式，有n位就有2的n次方种组合，其中，比特是计算机领域信息量的度量单位，二进制数的一位所包含的信息就是1比特。

示例性的，以一个比特图表示该区间内的LBA为例，每个LBA对应一个比特图中的一个比特。在地址映射表更新后，检查写请求的LBA首地址对应的PBA是否与前一个LBA所对应的PBA连续，若连续，则无需对比特图进行调整，若否，则可以将LBA区间的比特图对应该写请求LBA首地址的比特置“1”。例如，将写请求的LBA的首地址对应的比特置“1”后的比特图100010001000，其中1000表示一个16KB，该比特图100010001000表示三个不连续的16KB，但是每个16KB内部是连续的；或者比特图为101000100000，即表示一个8KB，一个16KB和一个24KB的三个数据块，数据块间不连续，但是各数据块内部连续。

这样，在地址映射表更新后，可以从比特图中“1”的位置判断该LBA区间内PBA的连续性，提高识别连续性的速率以及准确性，性能大大提高。

一种可能的实现方式中，当某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间映射表内PBA分布的连续情况，确定该LBA区间地址映射表是否可以采用范围偏移降低内存的占用，若是则对该LBA区间对应的地址映射表进行重置，包括：若某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值，则根据该LBA区间对应的比特图中“1”的位置，在不同的范围偏移下，分别计算采用初始的映射粒度时所占用的内存；若地址映射表在最小内存占用时对应的范围偏移为该LBA区间当前正在使用的范围偏移，则该LBA区间对应的地址映射表无需改动；若地址映射表在最小内存占用时对应的范围偏移不等于该LBA区间当前正在使用的范围偏移，则使用最小内存占用对应的范围偏移和初始的映射粒度，对该LBA区间的地址映射表进行重置。

示例性的，若某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值，例如1KB，则可以根据该LBA区间对应的比特图中“1”的位置，分别计算在不同的范围偏移下采用初始的映射粒度时所占用的内存，以一个10100010001000100010的比特图为例，初始的映射粒度为16KB，且范围偏移为0，则每个映射表项均需要指向另一片4KB映射粒度的内存区域，例如，1010表示一个16KB，而在该映射表项对应的16KB范围内，PBA不完全连续，因为该比特图内每个映射表项对应的16KB范围内，PBA都不完全连续；则需要对该LBA区间对应的地址映射表进行改动，通过计算得范围偏移为2时，中间4个映射表项仍然可以使用16KB的映射粒度，只需两头两个表项指向4KB映射粒度的内存区域即可，因此范围偏移为2时比范围偏移为0时占用的内存要少，故使用最小内存占用对应的范围偏移2对该LBA区间的地址映射表进行重置。

因此，在某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，可以确定LBA区间地址映射表是否可以采用范围偏移降低内存的占用，进一步对该LBA区间对应的地址映射表进行重置，减少内存的占用，提高固态硬盘的使用性能。

一种可能的实现方式中，获取用于读固态硬盘的数据读取请求，所述数据读取请求携带待读取数据的LBA；查询所述地址映射表中存储的所述LBA所对应的PBA；从所述对应的PBA上读取所述待读取数据。

示例性的，当文件***需要对指定逻辑块地址进行读操作时，需要生成用于读固态硬盘的数据读取请求，该数据读取请求携带待读取数据的LBA；进一步的，在地址映射表中查询对应的映射关系，根据映射关系找到NAND对应的PBA，进而从对应的PBA上读取待读取数据。

这样，在读取固态硬盘中的待读取数据时，可以在地址映射表中查询LBA与PBA对应的映射关系，若该地址映射表采用较大的映射粒度，则可以通过LBA和PBA各自的连续性恢复出所有LBA对应的PBA，从而可以节省内存。

一种可能的实现方式中，将地址映射表划分为若干个LBA区间，初始化每个LBA区间的映射粒度和范围偏移；在固态硬盘运行阶段，每个LBA区间通过统计信息记录该LBA区间内PBA的连续情况，并记录该LBA区间当前所使用的映射粒度及范围偏移。

本申请实施例中，初始化可以指的是为数据对象或变量赋初值的做法。

示例性的，可以将地址映射表划分为若干个LBA区间，每个LBA区间初始化为较大的映射粒度，且初始化范围偏移为0，若之前现有的映射粒度为4KB，则可以将每个LBA区间初始化为16KB或32KB的映射粒度，本申请实施例对初始化为较大的映射粒度的大小不作具体限定，但是初始化的映射粒度的大小较之前的相对要大一些。

进一步的，在固态硬盘运行阶段，每个LBA区间通过统计信息记录该LBA区间内PBA的连续情况，并可以记录该LBA区间当前所使用的映射粒度及范围偏移，可以实时更新统计信息内的信息，例如，在运行阶段，某个LBA区间存在随机写，使用的映射粒度为16KB和4KB及范围偏移为2，则可以将上述信息记录至统计信息。

可以理解的是，固态硬盘初始化的映射粒度和范围偏移的具体情况可以由***提前设置，也可以人为的提前预设，本申请实施例对此不作具体限定，固态硬盘更新统计信息的具体情况可以根据实际情况进行改变，本申请实施例对此不作具体限定，以上仅做示例说明。

因此，固态硬盘可以将地址映射表划分为若干区间，且地址映射表中每个LBA区间的映射粒度和范围偏移可以实时更新，不仅可以减少内存占用，还可以提高灵活性以及存储性能。

在前述实施例中，对本申请实施例提供的固态硬盘地址映射方法进行了介绍，而为了实现上述本申请实施例提供的方法中的各功能，作为执行主体的电子设备可以包括硬件结构和/或软件模块，以硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块的形式来实现上述各功能。上述各功能中的某个功能以硬件结构、软件模块、还是硬件结构加软件模块的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

例如，图6为本申请实施例提供的一种固态硬盘地址映射装置的结构示意图，如图6所示，该装置包括：

获取模块610，用于获取主机端发送的写请求，所述写请求携带待写入数据；更新模块620，用于在所述待写入的数据写入固态硬盘后，根据所述写请求对应的逻辑块地址LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的物理块地址PBA；确定及处理模块630，用于在某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，确定该LBA区间的地址映射表是否可以采用不同的范围偏移降低内存的占用，若是则对该LBA区间对应的地址映射表进行重置。

一种可能的实现方式中，更新模块620具体用于，确定本次写请求包含的LBA所对应的地址映射表中的LBA区间以及该LBA区间所对应的映射粒度；对于写请求中覆盖完整个数的映射粒度的至少部分LBA，直接根据所述至少部分LBA对地址映射表中相应的映射表项进行更新；对于写请求中剩余的LBA，或者写请求的LBA无法完全覆盖完整的映射粒度时，采用更细的映射粒度更新对应的映射表项；地址映射表更新后，根据写请求的LBA的首地址，对相应LBA区间的统计信息进行更新；其中，所述统计信息用于表示LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况。

一种可能的实现方式中，地址映射表中各个LBA区间对应一个统计信息，该统计信息为一个比特图，比特图中的每个比特对应该LBA区间内的一个LBA；更新模块620具体用于，地址映射表更新后，判断写请求的LBA的首地址所对应的PBA和该LBA首地址的上一个LBA所对应的PBA是否连续；若连续，则无需对比特图进行调整，若不连续，则将写请求的LBA的首地址对应的比特置“1”。

一种可能的实现方式中，确定及处理模块630具体用于，若某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值，则根据该LBA区间对应的比特图中“1”的位置，在不同的范围偏移下，分别计算采用初始的映射粒度时所占用的内存；若地址映射表在最小内存占用时对应的范围偏移为该LBA区间当前正在使用的范围偏移，则该LBA区间对应的地址映射表无需改动；若地址映射表在最小内存占用时对应的范围偏移不等于该LBA区间当前正在使用的范围偏移，则使用最小内存占用对应的范围偏移和初始的映射粒度，对该LBA区间的地址映射表进行重置。

一种可能的实现方式中，获取模块610还用于，获取用于读固态硬盘的数据读取请求，所述数据读取请求携带待读取数据的LBA；确定及处理模块630还用于，查询所述地址映射表中存储的所述LBA所对应的PBA；从所述对应的PBA上读取所述待读取数据。

一种可能的实现方式中，确定及处理模块630还用于，将地址映射表划分为若干个LBA区间，初始化每个LBA区间的映射粒度和范围偏移；在固态硬盘运行阶段，每个LBA区间通过统计信息记录该LBA区间内PBA的连续情况，并记录该LBA区间当前所使用的映射粒度及范围偏移。

本申请实施例还提供一种电子设备的结构示意图，图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：存储器701和处理器702；该存储器701存储计算机程序；该处理器702执行该存储器701存储的计算机程序，使得该处理器702执行上述任一实施例所述的方法。

其中，存储器701和处理器702可以通过总线703连接。

本申请实施例提供的固态硬盘地址映射装置的具体实现原理和效果可以参见上述实施例对应的相关描述和效果，此处不做过多赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如本申请前述任一实施例中的固态硬盘地址映射方法。

本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，该芯片用于执行如本申请前述任一实施例中由电子设备所执行的固态硬盘地址映射方法。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该程序产品包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可实现如本申请前述任一实施例中由电子设备所执行的固态硬盘地址映射方法。

在本申请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，模块的划分，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，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述模块成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块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，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。

应理解，上述处理器可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)等。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。结合申请所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

存储器可能包含高速随机存取存储器(random access memory，RAM)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器，还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。

总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，ISA)总线、外部设备互连(peripheral component interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。

上述存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(application specific integrated circuits，ASIC)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于电子设备或主控设备中。

以上所述，仅为本申请实施例的具体实施方式，但本申请实施例的保护范围并不局限于此，任何在本申请实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此，本申请实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种固态硬盘地址映射方法，其特征在于，包括：

获取主机端发送的写请求，所述写请求携带待写入数据；

将所述待写入的数据写入固态硬盘后，根据所述写请求对应的逻辑块地址LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的物理块地址PBA；

当某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，确定该LBA区间的地址映射表是否可以采用不同的范围偏移降低内存的占用，若是则对该LBA区间对应的地址映射表进行重置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述写请求对应的LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的PBA，包括：

确定本次写请求包含的LBA所对应的地址映射表中的LBA区间以及该LBA区间所对应的映射粒度；

对于写请求中覆盖完整个数的映射粒度的至少部分LBA，直接根据所述至少部分LBA对地址映射表中相应的映射表项进行更新；对于写请求中剩余的LBA，或者写请求的LBA无法完全覆盖完整的映射粒度时，采用更细的映射粒度更新对应的映射表项；

地址映射表更新后，根据写请求的LBA的首地址，对相应LBA区间的统计信息进行更新；其中，所述统计信息用于表示LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，地址映射表中各个LBA区间对应一个统计信息，该统计信息为一个比特图，比特图中的每个比特对应该LBA区间内的一个LBA；地址映射表更新后，根据写请求的LBA的首地址，对相应LBA区间的统计信息进行更新，包括：

地址映射表更新后，判断写请求的LBA的首地址所对应的PBA和该LBA首地址的上一个LBA所对应的PBA是否连续；若连续，则无需对比特图进行调整，若不连续，则将写请求的LBA的首地址对应的比特置“1”。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间映射表内PBA分布的连续情况，确定该LBA区间地址映射表是否可以采用范围偏移降低内存的占用，若是则对该LBA区间对应的地址映射表进行重置，包括：

若某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值，则根据该LBA区间对应的比特图中“1”的位置，在不同的范围偏移下，分别计算采用初始的映射粒度时所占用的内存；

若地址映射表在最小内存占用时对应的范围偏移为该LBA区间当前正在使用的范围偏移，则该LBA区间对应的地址映射表无需改动；若地址映射表在最小内存占用时对应的范围偏移不等于该LBA区间当前正在使用的范围偏移，则使用最小内存占用对应的范围偏移和初始的映射粒度，对该LBA区间的地址映射表进行重置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

获取用于读固态硬盘的数据读取请求，所述数据读取请求携带待读取数据的LBA；

查询所述地址映射表中存储的所述LBA所对应的PBA；

从所述对应的PBA上读取所述待读取数据。

6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

将地址映射表划分为若干个LBA区间，初始化每个LBA区间的映射粒度和范围偏移；

在固态硬盘运行阶段，每个LBA区间通过统计信息记录该LBA区间内PBA的连续情况，并记录该LBA区间当前所使用的映射粒度及范围偏移。

7.一种固态硬盘地址映射装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取主机端发送的写请求，所述写请求携带待写入数据；

更新模块，用于在所述待写入的数据写入固态硬盘后，根据所述写请求对应的逻辑块地址LBA以及当前LBA区间映射粒度的大小，在地址映射表中更新写请求包含的LBA所对应的物理块地址PBA；

确定及处理模块，用于在某个LBA区间对应的地址映射表所占用的内存达到相应的阈值时，根据该LBA区间地址映射表内PBA分布的连续情况，确定该LBA区间的地址映射表是否可以采用不同的范围偏移降低内存的占用，若是则对该LBA区间对应的地址映射表进行重置。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，存储器以及计算机程序；其中，所述计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行如权利要求1-6任一项所述的固态硬盘地址映射方法的指令。

9.一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存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-6任一项所述的固态硬盘地址映射方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的固态硬盘地址映射方法。

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