一种加速NVMeSSDTrim的方法及系统与流程

一种加速nvme ssd trim的方法及系统
技术领域
1.本发明涉及存储领域，具体是一种加速nvme ssd trim的方法及系统。


背景技术：

2.nvme ssd是遵循非易失性内存主机控制器接口规范(non-volatile memory express)的固态驱动器(solid state disk)。ssd由控制器和存储器组成。一个优秀的nvme ssd的控制器，能够充分利用pcie通道的低延时以及并行性，在可控制的存储成本下，极大地提升固态硬盘的读写性能，降低由于ahci接口带来的高延时，彻底解放stat时代固态硬盘的极致性能。
3.在nvme ssd和host的交互中，dataset management命令是host下发的一种用于数据trim的io命令，此命令附带有lbarange，可以将某段或某几段lba 进行trim操作，被trim的lba会被标记为无效，从而可以进行垃圾回收。但是在host下发的lba range中，可能存在诸多相互交叠的lba range，在fw处理这些lba range时，造成了额外的cpu负担。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明公开一种加速nvme ssd trim的方法及系统，可以在lba range有交叠的情况下，将lba range进行排序合并后，展现给固件，降低固件对dataset management命令的处理复杂度，降低对cpu的占用。
5.为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种加速nvme ssd trim的方法，包括以下步骤：s01）、固件收到dataset management命令，将trim range写入到ram中；s02）、固件将trim range所在的地址，写入到trim range重排加速模块的寄存器中；s03）、固件写入trim range重排加速模块的使能寄存器；s04）、trim range重排加速模块按照固件配置的地址读取ram中的trim range；s05）、trim range重排加速模块按照每个range的起始lba，对range进行排序；s06）、对排序后的range，从range0开始，到rangen检查每个range的起始lba与逻辑长度的和，查看该值是否包含了下一个range的起始lba，如果包含且属性相同，则进入步骤s07），否则重复该步骤；s07）、将该range和下一个range合并为同一个range，合并后的range，起始lba取前range的起始lba，逻辑长度取d，d=a+b-c，a表示后range的起始lba，b表示后range的逻辑长度，c表示前range的起始lba，执行步骤s04）；s08）、检查下一组range，进入步骤s06）；s09）、所有range检查完毕，更新trim range重排加速模块的状态寄存器，告知固件重排完成。
6.进一步的，步骤s05）中，对range进行从小到大的排序。
7.本发明还公开了一种加速nvme ssd trim的系统，包括固件、trim range重排加速模块和ram；固件用于接收dataset management命令，将trim range写入到ram中，使能trim range重排加速模块，并将trim range所在的地址写入到trim range重排加速模块的寄存器中；trim range重排加速模块包括控制寄存器、快速排序模块和合并range模块，控制寄存器接收固件写过来的trim range所在的地址并接收固件的使能信号，使trim range重排加速模块开始工作；快速排序模块读取ram中的trim range并按照每个range的起始lba，对range进行排序；合并range模块对排序后的range，从range0开始，到rangen检查每个range的起始lba与逻辑长度的和，查看该值是否包含了下一个range的起始lba，如果包含且属性相同，则将该range和下一个range合并为同一个range，合并后的range，起始lba取前range的起始lba，逻辑长度取d，d=a+b-c，a表示后range的起始lba，b表示后range的逻辑长度，c表示前range的起始lba；ram用于存储trim range并与固件、trim range重排加速模块进行交互。
8.进一步的，快速排序模块对range进行从小到大的排序。
9.本发明的有益效果：本发明在lba range有交叠的情况下，将lba range进行排序合并后，展现给固件，降低固件对dataset management命令的处理复杂度，硬件加速模块实现，也减少了固件处理trim range时带来的cpu损耗，降低对cpu的占用。
附图说明
10.图1为lba range 的结构示意图；图2为实施例1所述方法的流程图；图3为实施例2所述系统的原理框图。
具体实施方式
11.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
12.实施例1本实施例公开一种加速nvme ssd trim的方法，如图1所示，lba range的结构由context attributes(属性)， length in logical blocks（长度）和starting lba（起始）组成。每个每个dataset data命令可以包含多个range。range交叠时，三个lba range，rang1的starting lba（起始）位于range0的范围内，range2的starting lba（起始）位于range1的范围内。因此，交叠的lba，实际只被1个range包含就足够了。
13.本方法就是实现一种硬件合并range使其加速的方式，如图1所示，包括以下步骤：s01）、固件收到dataset management命令，将trim range写入到ram中；s02）、固件将trim range所在的地址，写入到trim range重排加速模块的寄存器中；s03）、固件写入trim range重排加速模块的使能寄存器；
s04）、trim range重排加速模块按照固件配置的地址读取ram中的trim range；s05）、trim range重排加速模块按照每个range的起始lba，对range进行从小到大的排序；s06）、对排序后的range，从range0开始，到rangen检查每个range的起始lba与逻辑长度的和，查看该值是否包含了下一个range的起始lba，如果包含且属性相同，则进入步骤s07），否则重复该步骤；s07）、将该range和下一个range合并为同一个range，合并后的range，起始lba取前range的起始lba，逻辑长度取d，d=a+b-c，a表示后range的起始lba，b表示后range的逻辑长度，c表示前range的起始lba，执行步骤s04）；s08）、检查下一组range，进入步骤s06）；s09）、所有range检查完毕，更新trim range重排加速模块的状态寄存器，告知固件重排完成。
14.实施例2本实施例公开一种加速nvme ssd trim的系统，如图3所示，包括固件、trim range重排加速模块和ram。
15.固件用于接收dataset management命令，将trim range写入到ram中，使能trim range重排加速模块，并将trim range所在的地址写入到trim range重排加速模块的寄存器中。
16.trim range重排加速模块包括控制寄存器、快速排序模块和合并range模块，控制寄存器接收固件写过来的trim range所在的地址并接收固件的使能信号，使trim range重排加速模块开始工作。
17.快速排序模块读取ram中的trim range并按照每个range的起始lba，对range进行从小到大的排序。
18.合并range模块对排序后的range，从range0开始，到rangen检查每个range的起始lba与逻辑长度的和，查看该值是否包含了下一个range的起始lba，如果包含且属性相同，则将该range和下一个range合并为同一个range，合并后的range，起始lba取前range的起始lba，逻辑长度取d，d=a+b-c，a表示后range的起始lba，b表示后range的逻辑长度，c表示前range的起始lba；ram用于存储trim range并与固件、trim range重排加速模块进行交互。
19.所有range检查完毕，更新trim range重排加速模块的状态寄存器，告知固件重排完成。
20.以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。