使用逻辑到物理映射以与数据存储装置进行直接用户空间通信的制作方法
【专利说明】使用逻辑到物理映射以与数据存储装置进行直接用户空间通信
[0001]对相关串请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2012年12月10日申请的名为“使用逻辑到物理映射以与数据存储装置进行直接用户空间通信(USING A LOGICAL TO PHYSICAL MAP FOR DIRECT USER SPACECOMMUNICAT1N WITH A DATA STORAGE DEVICE) ” 的第 13/709，976 号美国非临时专利申请案的优先权且是所述申请案的接续申请案，所述申请案的全文是以引用方式并入本文中。
技术领域
[0003]此描述涉及用于使用逻辑到物理映射以与数据存储装置进行直接用户空间通信的系统及技术。
【发明内容】
[0004]在一个一般方面，一种数据存储装置包含多个快闪存储器装置，其中快闪存储器装置中的每一者被布置成具有用于存储数据的多个页的多个块。数据存储装置包含与快闪存储器装置操作地耦合的存储器控制器。存储器控制器经配置以从主机装置接收逻辑到物理地址转换映射，其中物理地址包含快闪存储器装置中的一者的物理地址。存储器控制器经配置以将逻辑到物理地址转换映射存储在存储器控制器上的存储器模块中，直接从在主机装置上运行的应用程序接收读取命令，其中读取命令包含引用快闪存储器装置上的逻辑位置的逻辑存储器地址，及使用逻辑到物理地址转换映射将逻辑地址转换为物理存储器地址。
[0005]实施方案可包含以下特征中的一或多者。例如，存储器控制器可经配置以通过多个队列中的一者直接从在主机装置上运行的应用程序接收读取命令。存储器控制器可经配置以将读取错误消息的两个副本传达到主机装置，其中读取错误消息中的一者被指定用于应用程序且一个读取错误消息被指定用于主机装置上的驱动器。存储器控制器可经配置以从主机上的驱动器接收写入命令，其中写入命令是由在主机上运行的应用程序起始，且来自驱动器的写入命令包含引用快闪存储器装置上的逻辑位置的逻辑存储器地址及指定快闪存储器装置上用于写入数据的位置的物理存储器地址，使用逻辑到物理地址转换映射将逻辑地址转换为物理存储器地址以获得数据的先前位置，将先前物理存储器地址作为写入响应的部分发送到主机，及更新逻辑到物理地址转换映射。写入命令可以原子方式处理。
[0006]存储器控制器可经配置以从主机上的驱动器接收部分写入命令，其中部分写入命令是由在主机上运行的应用程序起始，且来自驱动器的部分写入命令包含引用快闪存储器装置上的逻辑位置的逻辑存储器地址及指定快闪存储器装置上用于写入数据的位置的物理存储器地址，使用逻辑到物理地址转换映射将逻辑地址转换为物理存储器地址以获得要写入的数据的部分的当前位置，将数据的另一部分从当前位置读取到缓冲器，在指定物理存储器位置处将数据的两个部分写入到快闪存储器装置，更新逻辑到物理地址转换映射，及将先前物理存储器地址作为部分写入响应的部分发送到主机。部分写入命令可以原子方式处理。
[0007]在另一个一般方面，一种方法包含在存储器控制器处从主机装置接收逻辑到物理地址转换映射，其中物理地址包含快闪存储器装置中的一者的物理地址。所述方法包含将逻辑到物理地址转换映射存储在存储器控制器上的存储器模块中，直接从在主机装置上运行的应用程序接收读取命令，其中读取命令包含引用快闪存储器装置上的逻辑位置的逻辑存储器地址，及使用逻辑到物理地址转换映射将逻辑地址转换为物理存储器地址。
[0008]实施方案可包含以下特征中的一或多者。接收读取命令可包含通过多个队列中的一者直接从在主机装置上运行的应用程序接收读取命令。所述方法可包含将读取错误消息的两个副本传达到主机装置，其中读取错误消息中的一者被指定用于应用程序且一个读取错误消息被指定用于主机装置上的驱动器。所述方法可包含从主机上的驱动器接收写入命令，其中写入命令是由在主机上运行的应用程序起始，且来自驱动器的写入命令包含引用快闪存储器装置上的逻辑位置的逻辑存储器地址及指定快闪存储器装置上用于写入数据的位置的物理存储器地址，使用逻辑到物理地址转换映射将逻辑地址转换为物理存储器地址以获得数据的先前位置，将先前物理存储器地址作为写入响应的部分发送到主机，及更新逻辑到物理地址转换映射。写入命令可以原子方式处理。
[0009]所述方法可包含从主机上的驱动器接收部分写入命令，其中部分写入命令是由在主机上运行的应用程序起始，且来自驱动器的部分写入命令包含引用快闪存储器装置上的逻辑位置的逻辑存储器地址及指定快闪存储器装置上用于写入数据的位置的物理存储器地址，使用逻辑到物理地址转换映射将逻辑地址转换为物理存储器地址以获得要写入的数据的部分的当前位置，将数据的另一部分从当前位置读取到缓冲器，在指定物理存储器位置处将数据的两个部分写入到快闪存储器装置，更新逻辑到物理地址转换映射，及将先前物理存储器地址作为部分写入响应的部分发送到主机。
[0010]在另一个一般方面，一种系统包含经配置以产生逻辑到物理地址转换映射的主机装置。主机装置包含存储器、至少一个处理器、驱动器及在主机上运行的至少一个应用程序。所述系统包含与主机装置操作地耦合的数据存储装置。数据存储装置包含多个快闪存储器装置。快闪存储器装置中的每一者被布置成具有用于存储数据的多个页的多个块。数据存储装置包含与快闪存储器装置操作地耦合的存储器控制器。存储器控制器经配置以从主机装置接收逻辑到物理地址转换映射，其中物理地址包含快闪存储器装置中的一者的物理地址，将逻辑到物理地址转换映射存储在存储器控制器上的存储器模块中，直接从在主机装置上运行的应用程序接收读取命令，其中读取命令包含引用快闪存储器装置上的逻辑位置的逻辑存储器地址，及使用逻辑到物理地址转换映射将逻辑地址转换为物理存储器地址。
[0011]实施方案可包含以下特征中的一或多者。例如，存储器控制器可经配置以通过多个队列中的一者直接从在主机装置上运行的应用程序接收读取命令。存储器控制器可经配置以将读取错误消息的两个副本传达到主机装置，其中读取错误消息中的一者被指定用于应用程序且一个读取错误消息被指定用于主机装置上的驱动器。存储器控制器可经配置以从主机上的驱动器接收写入命令，其中写入命令是由在主机上运行的应用程序起始，且来自驱动器的写入命令包含引用快闪存储器装置上的逻辑位置的逻辑存储器地址及指定快闪存储器装置上用于写入数据的位置的物理存储器地址，使用逻辑到物理地址转换映射将逻辑地址转换为物理存储器地址以获得数据的先前位置，将先前物理存储器地址作为写入响应的部分发送到主机，及更新逻辑到物理转换映射。写入命令可以原子方式处理。
[0012]存储器控制器可经配置以从主机上的驱动器接收部分写入命令，其中部分写入命令是由在主机上运行的应用程序起始，且来自驱动器的部分写入命令包含引用快闪存储器装置上的逻辑位置的逻辑存储器地址及指定快闪存储器装置上用于写入数据的位置的物理存储器地址，使用逻辑到物理地址转换映射将逻辑地址转换为物理存储器地址以获得要写入的数据的部分的当前位置，将数据的另一部分从当前位置读取到缓冲器，在指定物理存储器位置处将数据的两个部分写入到快闪存储器装置，更新逻辑到物理地址转换映射，及将先前物理存储器地址作为部分写入响应的部分发送到主机。部分写入命令可以原子方式处理。
[0013]以下附图及描述中陈述一或多个实施方案的细节。将从描述及图以及权利要求书明白其它特征。
【附图说明】
[0014]图1是说明根据实例实施方案的计算系统的方框图。
[0015]图2是说明根据实例实施方案的另一计算系统的方框图。
[0016]图3是说明根据实例实施方案的实例快闪存储器装置的方框图。
[0017]图4是说明用于与数据存储装置进行直接用户空间通信的示范性过程的示范性流程图。
【具体实施方式】
[0018]此文档描述用于实现在主机装置上运行的应用程序与数据存储装置的直接用户空间通信的系统及技术。数据存储装置可包含多个存储器装置。在主机装置上运行的应用程序可在对数据存储装置的命令中使用逻辑地址，其中逻辑地址是指数据存储装置上的存储器装置上的逻辑存储位置。在初始化期间，主机装置可产生逻辑到物理地址转换映射，且将映射传达到数据存储装置以存储在数据存储装置上且在其上使用。以此方式，在主机装置上运行的应用程序可直接将某些命令发送到数据存储装置且绕过主机装置上的驱动器/内核空间。数据存储装置上的存储器控制器可使用存储在数据存储装置上的映射将命令中使用的逻辑地址转换为物理地址，其中物理地址是指数据存储装置上的存储器装置上的数据的实际物理位置。在操作期间，数据存储装置可将对映射的更新传回到主机装置。
[0019]例如，在主机上运行的应用程序可将使用逻辑地址的读取命令直接发送到数据存储装置且绕过主机装置上的内核/驱动器。存储器控制器可接收读取命令且查找逻辑地址或将逻辑地址转换为存储器装置上的所请求数据的实际存储位置的物理地址。
[0020]对于其它类型的命令(例如写入命令)，应用程序可指定要将数据写入的逻辑地址，且主机装置上的驱动器/内核可提供要写入数据的位置的物理地址。主机装置可使用存储在主机装置上的位图以确定存储器装置中的哪些页可供写入。存储器控制器可接收写入命令且将数据写入到由驱动器指定的物理地址。存储器控制器可使用逻辑到物理地址转换映射以查找对应于由应用程序提供的逻辑地址的物理地址，其对应于数据的旧位置。存储器控制器将旧的物理地址传达到主机装置使得主机装置可更新存储在主机装置上的位图。以此方式，以原子方式执行写入使得不会因为尝试同时或接近同时写入数据到相同逻辑地址而发生错误。存储器控制器保证读取旧的物理地址且以原子方式写入新的物理地址使得不会发生错误。
[0021]以此方式，快闪转换层分处于主机装置与数据存储装置上。主机装置产生逻辑到物理地址