一种固态硬盘的使用方法、系统、设备及存储介质

本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种固态硬盘的使用方法、系统、设备及存储介质。

ZNS(Zoned Namespaces，分区命名空间)是一种基于NVMe(Non-Volatile Memoryexpress，非易失性存储)协议的解决方案，相较于传统的SSD(Solid State Disk，固态硬盘)，具有写放大小，成本低的优点。通常ZNS SSD只支持顺序写，因此ZNS SSD在进行配置使用之前，需要先获取ZNS SSD内部的所需要的各个zone的配置信息，然后才能准确地确定各个zone的写指针与状态。该命令为report zone，是基于ZNS协议中的zone managementreceive command实现的。

目前基于ZNS协议实现的ZNS SSD在市场上还没有，且ZNS协议目前还在完善中。通过report zone命令进行zone的信息获取的过程，目前存在耗时较长的问题，特别是在需要获取ZNS SSD内部所有的zone的配置信息时，耗时较长的情况凸显的较为明显。

综上所述，如何有效地降低获取zone的信息的耗时，进而可以方便快速地使用ZNSSSD，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

本发明的目的是提供一种固态硬盘的使用方法、系统、设备及存储介质，以有效地降低获取zone的信息的耗时。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种固态硬盘的使用方法，包括：

接收主机下发的report zone请求；

申请一个存储空间作为目标存储空间；

通过遍历各个zone info，不断选取出符合所述report zone请求的zone info，直到预设的停止条件成立；

在所述目标存储空间的预留区域之外的部分未被放满时，将不断选取出的符合所述report zone请求的zone info不断置入所述目标存储空间中，直到所述目标存储空间的预留区域之外的部分被放满；其中，所述目标存储空间的第1至第N字节为所述目标存储空间的预留区域，以使从所述目标存储空间的第N+1字节开始进行zone info的置入；

在所述目标存储空间的预留区域之外的部分被放满之后，利用依次申请的P个存储空间放置不断选取出的符合所述report zone请求的zone info，直到所述停止条件成立不再选取出新的zone info；并且，针对P个存储空间中的任意1个存储空间，在申请该存储空间之后，从该存储空间的第1字节开始进行zone info的置入，当该存储空间被放满且所述停止条件未成立时，将该存储空间中的数据上传至所述主机并申请下一个存储空间，当该存储空间被置入zone info的过程中所述停止条件成立时，将该存储空间中的数据上传至所述主机；

在所述停止条件成立之后，将信息头填充至所述目标存储空间的预留区域，并将所述目标存储空间中的数据上传至所述主机，完成对于所述report zone请求的响应，以使所述主机进行固态硬盘的使用。

优选的，所述目标存储空间以及P个存储空间的大小均相同。

优选的，所述目标存储空间以及P个存储空间的大小均为4k。

优选的，N的取值为64。

优选的，还包括：

针对P个存储空间中的任意1个存储空间，在将该存储空间中的数据上传至所述主机之后，进行该存储空间的释放。

优选的，所述停止条件为：

遍历完各个zone info，以及选取出的zone info达到了所述report zone请求的数量要求，这两种情况至少满足一种。

优选的，还包括：

在接收主机下发的report zone请求之后，在申请一个存储空间作为目标存储空间之前，根据主机的第一指令选择是否执行prp列表获取进程。

一种固态硬盘的使用系统，包括：

report zone请求接收模块，用于接收主机下发的report zone请求；

目标存储空间申请模块，用于申请一个存储空间作为目标存储空间；

zone info选取模块，用于通过遍历各个zone info，不断选取出符合所述reportzone请求的zone info，直到预设的停止条件成立；

第一置入模块，用于在所述目标存储空间的预留区域之外的部分未被放满时，将不断选取出的符合所述report zone请求的zone info不断置入所述目标存储空间中，直到所述目标存储空间的预留区域之外的部分被放满；其中，所述目标存储空间的第1至第N字节为所述目标存储空间的预留区域，以使从所述目标存储空间的第N+1字节开始进行zoneinfo的置入；

第二置入模块，用于在所述目标存储空间的预留区域之外的部分被放满之后，利用依次申请的P个存储空间放置不断选取出的符合所述report zone请求的zone info，直到所述停止条件成立不再选取出新的zone info；并且，针对P个存储空间中的任意1个存储空间，在申请该存储空间之后，从该存储空间的第1字节开始进行zone info的置入，当该存储空间被放满且所述停止条件未成立时，将该存储空间中的数据上传至所述主机并申请下一个存储空间，当该存储空间被置入zone info的过程中所述停止条件成立时，将该存储空间中的数据上传至所述主机；

信息头填充模块，用于在所述停止条件成立之后，将信息头填充至所述目标存储空间的预留区域，并将所述目标存储空间中的数据上传至所述主机，完成对于所述reportzone请求的响应，以使所述主机进行固态硬盘的使用。

一种固态硬盘的使用设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的固态硬盘的使用方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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一项所述的固态硬盘的使用方法的步骤。

应用本发明实施例所提供的技术方案，申请人考虑到，传统方案中获取zone的信息的耗时较长，是因为在传统方案中，通过遍历选取出所有需要的zone的信息之后，再开始向主机进行上传，特别是在所需要选取的zone的信息较多时，传统方案耗时较长的情况凸显的较为明显。本申请的方案中，采用的是边选取边上传的策略，从而节约了耗时。具体的，接收到主机下发的report zone请求之后，本申请先申请一个存储空间作为目标存储空间，之后，通过遍历各个zone info，不断选取出符合report zone请求的zone info，直到预设的停止条件成立。可以理解的是，在开始的时候，申请的目标存储空间是空的，因此不断选取出的符合report zone请求的zone info先会被置入目标存储空间中，直到目标存储空间的预留区域之外的部分被放满。在目标存储空间的预留区域之外的部分被放满之后，并不会直接进行目标存储空间的上传，是因为与后续依次申请的P个存储空间不同，需要将信息头填充至目标存储空间的预留区域之后，才能进行目标存储空间的上传。在目标存储空间的预留区域之外的部分被放满之后，本申请便利用依次申请的P个存储空间放置不断选取出的符合report zone请求的zone info，直到停止条件成立不再选取出新的zone info。并且，针对P个存储空间中的任意1个存储空间，当该存储空间被放满且停止条件未成立时，本申请直接将该存储空间中的数据上传至主机并申请下一个存储空间，也就是说，该存储空间只要自身被放满，就可以直接进行数据的上传，并不会影响向新申请的存储空间放入不断选取出的zone info，即，使得本申请的方案数据的上传与数据的选取能够同时进行。在P个存储空间以及目标存储空间中的数据均上传完毕之后，便完成了对于report zone请求的响应，以使主机可以进行固态硬盘的使用。由上可知，本申请的方案有效地降低了获取zone的信息的耗时，进而可以方便快速地使用ZNS SSD。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种固态硬盘的使用方法的实施流程图；

图2为本发明中一种固态硬盘的使用系统的结构示意图。

本发明的核心是提供一种固态硬盘的使用方法，有效地降低了获取zone的信息的耗时，进而可以方便快速地使用ZNS SSD。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种固态硬盘的使用方法的实施流程图，该固态硬盘的使用方法可以包括以下步骤：

步骤S101：接收主机下发的report zone请求。

通常，主机下发的report zone请求中会携带有数量信息和类型信息。本申请的固态硬盘可以具体为ZNS SSD。

步骤S102：申请一个存储空间作为目标存储空间。

目标存储空间的大小可以根据实际需要进行设定和调整，后续申请P个存储空间时，P个存储空间中的各个存储空间的大小也可以根据实际需要进行设定和调整，在实际应用中，为了便于设计，通常会设置为按照相同的大小进行存储空间的申请。即在本发明的一种具体实施方式中目标存储空间以及P个存储空间的大小均相同。进一步的，在实际应用中，根据实际经验，目标存储空间以及P个存储空间的大小可以均为4k，本申请后文便以均为4k为例进行说明，可以理解的是，在其他场合中，目标存储空间以及P个存储空间的大小可以有其他取值，但需要指出的是，通常而言，可选择的取值为0.5k的整数倍。

步骤S103：通过遍历各个zone info，不断选取出符合report zone请求的zoneinfo，直到预设的停止条件成立。

zone info即zone的信息，本申请具体指的是zone的配置信息，某一个zone的配置信息是否符合主机下发的report zone请求，指的是该zone的配置信息中的类型是否符合report zone请求的类型要求，即是否与report zone请求中携带的类型信息一致。

通过遍历各个zone info，符合report zone请求的zone info则被选取，不符合的则丢弃，直到预设的停止条件成立。

需要特别强调的是，本申请并不是在步骤S103执行完毕再执行步骤S104，而是步骤S103触发之后，步骤S104也就随即触发，也就是说，本申请的方案是不断地选取出符合report zone请求的zone info，选出了之后，就立即填入相应的存储空间中。步骤S103与步骤S104是同时进行的，并且当触发了步骤S105时，步骤S103与步骤S105也是同时进行的。

步骤S104：在目标存储空间的预留区域之外的部分未被放满时，将不断选取出的符合report zone请求的zone info不断置入目标存储空间中，直到目标存储空间的预留区域之外的部分被放满；其中，目标存储空间的第1至第N字节为目标存储空间的预留区域，以使从目标存储空间的第N+1字节开始进行zone info的置入。

可以理解的是，在一开始触发步骤S103和步骤S104时，目标存储空间是空的，之后随着符合report zone请求的zone info不断地被选取出，目标存储空间的预留区域之外的部分会逐渐被放满。

本申请将选取出的zone info放入目标存储空间时，不会放入预留区域中，具体的，从目标存储空间的第N+1字节开始进行zone info的置入，这是因为预留区域后续需要被用于放置信息头，即放置zone info header，而zone info header的具体内容需要在确定出本次上传的全部zone info之后才能确定。

并且需要强调的是，目标存储空间的预留区域之外的部分被放满之后，本申请并不会直接上传目标存储中间中的数据，需要在后续将信息头填入之后，才会上传目标存储中间中的数据。

此外还需要指出的是，在极少部分场合中，可能会出现目标存储空间的预留区域之外的部分未被放满，停止条件成立便成立的情况，针对这样的情况，便无需触发步骤S105，直接触发步骤S106即可。

步骤S105：在目标存储空间的预留区域之外的部分被放满之后，利用依次申请的P个存储空间放置不断选取出的符合report zone请求的zone info，直到停止条件成立不再选取出新的zone info；并且，针对P个存储空间中的任意1个存储空间，在申请该存储空间之后，从该存储空间的第1字节开始进行zone info的置入，当该存储空间被放满且停止条件未成立时，将该存储空间中的数据上传至主机并申请下一个存储空间，当该存储空间被置入zone info的过程中停止条件成立时，将该存储空间中的数据上传至主机。

如前文的描述，以目标存储空间以及P个存储空间的大小均为4k为例进行说明。目标存储空间的预留区域之外的部分被放满之后，本申请便会再申请1个4k的存储空间，便于描述称其为第1存储空间。可以理解的是，在第1存储空间刚申请完毕时，第1存储空间是空的，之后，不断选取出的符合report zone请求的zone info便会置入第1存储空间中，逐渐将第1存储空间填满。

第1存储空间被填满之后，便会立即将第1存储空间中的数据进行上传。

假设第1存储空间被填满之后，停止条件并未成立，即仍然有新的符合reportzone请求的zone info被选取出，则在上传第1存储空间中的数据的同时，本申请会再申请1个4k的存储空间，称其为第2存储空间。与第1存储空间同理，第2存储空间在刚申请完毕时是空的，之后，随着不断选取出的符合report zone请求的zone info置入第2存储空间中，会逐渐将第2存储空间填满。第2存储空间被填满之后，本申请便会立即将第2存储空间中的数据进行上传。

以此类推。例如在一种具体场合中，申请了第6存储空间之后，在将不断选取出的符合report zone请求的zone info置入第6存储空间的过程中，停止条件成立，即不再选取出新的zone info，该场合中P即为6，此时便可以将第6存储空间中的数据上传至主机，进而触发步骤S106。

停止条件的具体内容可以根据实际需要进行设定和选取，例如在本发明的一种具体实施方式中，停止条件为：

遍历完各个zone info，以及选取出的zone info达到了report zone请求的数量要求，这两种情况至少满足一种。

也就是说，当全部zone info都被遍历过时会停止选取出新的zone info，当选取出的zone info的数量已经达到了report zone请求的数量要求，也会停止遍历，不再选取出新的zone info。

进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：

针对P个存储空间中的任意1个存储空间，在将该存储空间中的数据上传至主机之后，进行该存储空间的释放。

例如前述实施方式中，将第1存储空间中的数据进行上传之后，固态硬盘中便没有必要再存储第1存储空间中的数据，因此可以释放第1存储空间。

步骤S106：在停止条件成立之后，将信息头填充至目标存储空间的预留区域，并将目标存储空间中的数据上传至主机，完成对于report zone请求的响应，以使主机进行固态硬盘的使用。

在停止条件成立之后，说明不会再选取出新的zone info，例如前述例子中，在将不断选取出的符合report zone请求的zone info置入第6存储空间的过程中，停止条件成立，进而将第6存储空间中的数据上传至主机，触发步骤S106。

触发了步骤S106之后，需要将信息头填充至目标存储空间的预留区域中，预留区域的大小可以根据实际需要进行设定，即N的取值可以根据需要进行设定，在实际应用中，N的取值通常是设定为64。即第一个64字节的区域为zone info header。

将信息头填充至目标存储空间的预留区域之后，便可以将目标存储空间中的数据上传至主机，也就是说，目标存储空间的上传晚于此前上传的P个存储空间，是最后上传的。

目标存储空间中的数据上传完毕，便可以释放目标存储空间，至此，说明本次需要上传的数据都上传了，即完成了对于report zone请求的响应，以使主机可以进行固态硬盘的使用。

此外，在实际应用中，还可以包括：

在接收主机下发的report zone请求之后，在申请一个存储空间作为目标存储空间之前，根据主机的第一指令选择是否执行prp列表获取进程。

具体的，在实际应用中，会按照固体硬盘需要上传的数据量，决定是否要执行prp列表获取进程。主机可以下发包含prp0或者prp1的第一指令，例如prp0表示不需要执行prp列表获取进程，prp1则表示需要执行prp列表获取进程，如果需要执行prp列表获取进程，便可以向主机发送DMA请求，获取prp列表并保存在固态硬盘中。

应用本发明实施例所提供的技术方案，申请人考虑到，传统方案中获取zone的信息的耗时较长，是因为在传统方案中，通过遍历选取出所有需要的zone的信息之后，再开始向主机进行上传，特别是在所需要选取的zone的信息较多时，传统方案耗时较长的情况凸显的较为明显。本申请的方案中，采用的是边选取边上传的策略，从而节约了耗时。具体的，接收到主机下发的report zone请求之后，本申请先申请一个存储空间作为目标存储空间，之后，通过遍历各个zone info，不断选取出符合report zone请求的zone info，直到预设的停止条件成立。可以理解的是，在开始的时候，申请的目标存储空间是空的，因此不断选取出的符合report zone请求的zone info先会被置入目标存储空间中，直到目标存储空间的预留区域之外的部分被放满。在目标存储空间的预留区域之外的部分被放满之后，并不会直接进行目标存储空间的上传，是因为与后续依次申请的P个存储空间不同，需要将信息头填充至目标存储空间的预留区域之后，才能进行目标存储空间的上传。在目标存储空间的预留区域之外的部分被放满之后，本申请便利用依次申请的P个存储空间放置不断选取出的符合report zone请求的zone info，直到停止条件成立不再选取出新的zone info。并且，针对P个存储空间中的任意1个存储空间，当该存储空间被放满且停止条件未成立时，本申请直接将该存储空间中的数据上传至主机并申请下一个存储空间，也就是说，该存储空间只要自身被放满，就可以直接进行数据的上传，并不会影响向新申请的存储空间放入不断选取出的zone info，即，使得本申请的方案数据的上传与数据的选取能够同时进行。在P个存储空间以及目标存储空间中的数据均上传完毕之后，便完成了对于report zone请求的响应，以使主机可以进行固态硬盘的使用。由上可知，本申请的方案有效地降低了获取zone的信息的耗时，进而可以方便快速地使用ZNS SSD。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种固态硬盘的使用系统，可与上文相互对应参照。

参见图2所示，为本发明中一种固态硬盘的使用系统的结构示意图，包括：

report zone请求接收模块201，用于接收主机下发的report zone请求；

目标存储空间申请模块202，用于申请一个存储空间作为目标存储空间；

zone info选取模块203，用于通过遍历各个zone info，不断选取出符合reportzone请求的zone info，直到预设的停止条件成立；

第一置入模块204，用于在目标存储空间的预留区域之外的部分未被放满时，将不断选取出的符合report zone请求的zone info不断置入目标存储空间中，直到目标存储空间的预留区域之外的部分被放满；其中，目标存储空间的第1至第N字节为目标存储空间的预留区域，以使从目标存储空间的第N+1字节开始进行zone info的置入；

第二置入模块205，用于在目标存储空间的预留区域之外的部分被放满之后，利用依次申请的P个存储空间放置不断选取出的符合report zone请求的zone info，直到停止条件成立不再选取出新的zone info；并且，针对P个存储空间中的任意1个存储空间，在申请该存储空间之后，从该存储空间的第1字节开始进行zone info的置入，当该存储空间被放满且停止条件未成立时，将该存储空间中的数据上传至主机并申请下一个存储空间，当该存储空间被置入zone info的过程中停止条件成立时，将该存储空间中的数据上传至主机；

信息头填充模块206，用于在停止条件成立之后，将信息头填充至目标存储空间的预留区域，并将目标存储空间中的数据上传至主机，完成对于report zone请求的响应，以使主机进行固态硬盘的使用。

在本发明的一种具体实施方式中，目标存储空间以及P个存储空间的大小均相同。

在本发明的一种具体实施方式中，目标存储空间以及P个存储空间的大小均为4k。

在本发明的一种具体实施方式中，N的取值为64。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

存储空间释放模块，用于针对P个存储空间中的任意1个存储空间，在将该存储空间中的数据上传至主机之后，进行该存储空间的释放。

在本发明的一种具体实施方式中，停止条件为：

遍历完各个zone info，以及选取出的zone info达到了report zone请求的数量要求，这两种情况至少满足一种。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

prp列表获取模块，用于在接收主机下发的report zone请求之后，在申请一个存储空间作为目标存储空间之前，根据主机的第一指令选择是否执行prp列表获取进程。

相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种固态硬盘的使用设备以及一种计算机可读存储介质，可与上文相互对应参照。

该固态硬盘的使用设备可以包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序以实现上述任一实施例中的固态硬盘的使用方法的步骤。

计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的固态硬盘的使用方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。