[发明专利]闪存FTL的地址转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机及电子信息技术领域，特别涉及一种闪存FTL(闪存转换层)的地址转换方法。

背景技术

由于磁盘的速度和内存、CPU速度之间存在较大差异，磁盘的性能问题逐步成为阻碍计算机系统发展的主要瓶颈之一。闪存，又称flash存储器(flash memory)，具有电耗低、性能高、抗震等物理稳定性强和方便插拔移动等优点。近年来，以闪存为介质的固态硬盘容量逐步增大，价格逐步下降，已有取代磁盘，成为新的主流外存介质的趋势，并可能引起存储系统的一次变革。由于闪存不能就地更新，为了和传统文件系统兼容，需要将闪存封装成一个块设备，并提供给文件系统能够就地更新的功能。为了提供给文件系统就地更新的功能，需要对闪存的访问进行地址转换，即将传统文件系统使用的逻辑地址转换到物理闪存上的物理地址。目前，这个地址转换功能是通过FTL完成的。

FTL维持着逻辑地址和物理地址的转换信息。当闪存的容量增加时，维持转换所需要的内存也随之增加。地址转换的方法可以分为三类：块层次转换、页层次转换、混合转换。块层次转换不需要太大内存，因此早期方法多使用块层次转换。而小容量闪存一般采用页层次转换。混合转换方法可以在擦除效率和内存消耗之间达到平衡。

现有技术存在的缺点是，这些转换方法都存在转换速度慢、运算复杂的缺点。

发明内容

本发明的目的旨在解决上述技术缺陷，特别是解决目前FTL地址转换速度慢和运算复杂的缺点。

为达到上述目的，本发明一方面提出一种闪存FTL的地址转换方法，包括以下步骤：根据逻辑页号得到对应的逻辑块号和块内索引；根据所述逻辑块号获得物理块数组和根物理页号；根据所述根物理页号、所述块内索引和所述物理块数组获得一级页表所在物理页号；根据所述一级页表、所述物理块数组和所述块内索引得到二级页表所在物理页号；根据所述块内索引从二级页表中找到该逻辑页号对应的物理页号。

在本发明的一个实施例中，所述根据根物理页号、块内索引和物理块数组获得一级页表所在物理页号包括：根据所述根物理页号找到两级页表的页目录；根据所述页目录、物理块数组、块内索引得到一级页表所在物理页号。

在本发明的一个实施例中，还包括：对所有物理块进行分组，并将每一个逻辑块与其对应的物理块数组相关联；构建两级页表的页目录、一级页表和二级页表，并将每个逻辑块与一个根物理页号相关联。

在本发明的一个实施例中，所述对所有物理块进行分组包括：将所有物理块分成大小为63个物理块的物理块数组，其中每个物理块数组中记录有物理块号，且每个物理块数组中的物理块号不重复。

在本发明的一个实施例中，所述构建两级页表的页目录、一级页表和二级页表包括：利用闪存物理页的备用区域中的28字节，结合物理块数组，构建一个逻辑块中所有逻辑页的两级页表的页目录、一级页表和二级页表。

在本发明的一个实施例中，利用闪存物理页的备用区域中的28字节构建两级页表的页目录、一级页表和二级页表包括：将所述28字节分为三个部分，其中第一部分为页目录，第二部分为一级页表，第三部分为二级页表。

在本发明的一个实施例中，其中，第一部分为前6字节，第二部分为中间6字节，第三部分为后16字节。

在本发明的一个实施例中，其中，所述第一部分由4个项组成，每个项的前6比特表示一个物理块组的下标，利用下标对应一个物理块号，根据所述物理块号和该项的后6比特获得对应的一级页表的地址，所述第一部分的4个项对应有4个一级页表。

在本发明的一个实施例中，其中，所述第二部分由4个项组成，每个项的前6比特表示一个物理块组的下标，利用下标对应一个物理块号，根据所述物理块号和该项的后6比特获得对应的二级页表的地址，所述第二部分的4个项对应有4个二级页表。

在本发明的一个实施例中，其中，所述第三部分由4个项组成，每个项表示一个物理页号。

通过本发明实施例，对于每一个逻辑块，只要记录一个物理页号，就可以找到其中所有逻辑页所对应的物理页，因此本发明实施例能够有效地提高FTL地址转换速度，并且还可降低运算的复杂度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的闪存FTL的地址转换方法流程图；

图2为本发明实施例的物理块数组的示意图；

图3为本发明实施例中利用物理页备用区域构造的两级页表的示意图；