一种自主分离的NVMe PRP获取加速方法技术

本发明专利技术公开一种自主分离的NVMe PRP获取加速方法，本方法接收NVMe IO命令后，获取NVMe IO命令中的LBA Format、Number LBA、PRP Entry1、PRP Entry2，根据LBA Format和Number LBA计算要传输的数据长度m，m=LBA Format*Number LBA；根据数据长度m和PRP Entry1的偏移量计算需要用到的N个PRP Entry，PRP Entry1的偏移量为0时，N=m/4K，PRP Entry1的偏移量不为0时，N=m/4K+1。N＞2时，从PRP Entry2中获取PRP List，将PRP Entry2和PRP List中的PRP Entry做拆分后，写入到RAM。本发明专利技术可以显著提高固件对PRP Entry和PRP List的处理速度，为PRP Entry和PRP List的使用提供更高的便利性。

【技术实现步骤摘要】
一种自主分离的NVMePRP获取加速方法
本专利技术涉及存储领域，具体是一种自主分离的NVMePRP获取加速方法。
技术介绍
NVMeSSD是遵循非易失性内存主机控制器接口规范(Non-VolatileMemoryexpress)的固态驱动器(SolidStateDisk)。SSD由控制器和存储器组成。一个优秀的NVMeSSD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SATA时代固态硬盘的极致性能。在NVMeSSD和主机的数据交互中，PRPEntry和PRPList是不可或缺的关键因素。控制器获取Host的PRPEntry和PRPList的方式决定了SSD的性能。传统的NVMeSSD控制器中，多采用软件获取PRPEntry的方式，此方式对于命令处理有较大的延时。所以PRPEntry和PRPList的获取方式显得尤为重要。PRP是指物理区域页面（PhysicalRegionRange），PRPEntry实质是本质就是一个64位内存物理地址，只不过把这个物理地址分成两部分：页起始地址和页内偏移。最后两bit是0，说明PRP表示的物理地址只能四字节对齐访问。PRP页内偏移可以是0，也可以是个非零的值。PRPEntry描述的是一段连续的物理内存的起始地址。如果需要描述若干个不连续的物理内存，则需要若干个PRPEntry。把若干个PRPEntry链接起来，就成了PRPList。LBA是逻辑区块地址（LogicalBlockAddress），LBA是描述计算机存储设备上数据所在区块的通用机制，一般用在像硬盘这样的辅助记忆设备。LBAFormat是指LBA格式，根据不同的LBA格式，LBAFormat可以是4K或其他数值，NumberLBA是指LBA序号。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种自主分离的NVMePRP获取加速方法，本方法可以显著提高固件对PRPEntry和PRPList的处理速度，为PRPEntry和PRPList的使用提供更高的便利性。为了解决所述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种自主分离的NVMePRP获取加速方法，包括以下步骤：S01）、接收NVMeIO命令；S02）、获取NVMeIO命令中的LBAFormat、NumberLBA、PRPEntry1、PRPEntry2，根据LBAFormat和NumberLBA计算要传输的数据长度m，m=LBAFormat*NumberLBA；S03）、根据数据长度m和PRPEntry1的偏移量计算需要用到的N个PRPEntry，PRPEntry1的偏移量为0时，N=m/4K，PRPEntry1的偏移量不为0时，N=m/4K+1；S04）、判断N≤2是否成立：若N≤2不成立，从PRPEntry2中获取PRPList，将PRPEntry2和PRPList中的PRPEntry做拆分后，写入到RAM；若N≤2成立，继续判断N≤1是否成立，若N≤1成立，将PRPEntry1写入到RAM中，若N≤1不成立，将PRPEntry1和PRPEntry2写入到RAM中。进一步的，将NVMeIO命令中的PRPEntry1、PRPEntry2分别称为地址P1、地址P2，当P1偏移量为0时：在m等于4k的情况下，使用P1即可传输完所有数据，将P1传输长度标记为L1，L1=4K，将P1和L1放入RAM队列中，传输数据长度为L1=4K；在m等于8k的情况下，使用P1和P2即可传输完所有数据，将P1传输长度标记为L1，L1=4K；P2传输长度标记为L2，L2=4K，将P1、L1和P2、L2放入RAM队列中，传输数据长度为L1+L2=4K+4K=8K；在m大于8k的情况下，使用P1和P2无法传输所有数据，则向PRPEntry2中按照q=(m-4k)/4k的数量获取PRRList，获取下来的PRPList中含有q个PRPEntry，记为P1、P2、···Pq，将各个PRPEntry传输长度都记为Lq，Lq=4K，此时将P1、L1和所有PRPEntry及其传输长度全部写入RAM队列，传输数据长度记为L，。进一步的，将NVMeIO命令中的PRPEntry1、PRPEntry2分别称为地址P1、地址P2，当P1偏移量不为0时，将P1偏移量记为O1：则在m等于4k的情况下，使用P1、P2即可传输完所有数据，将P1传输长度标记为L1，L1=4K-O1，将P2传输长度记为L2，L2=O1，将P1、L1和P2、L2放入RAM队列中，传输数据长度为L1+L2=4K-O1+O1=4K；在m等于8k的情况下，使用P1和P2无法传输所有数据，P1的传输长度记为L1，L1=4k-O1，向PRPEntry2中按照q=2获取PRRList，获取下来的PRPList中含有2个PRPEntry且第一个PRPEntry记为Pq1，它的传输长度记为Lq1，Lq1=O1，将第一个PRPEntry加上O1的偏移记为Pq2，它的传输长度记为Lq2，Lq2=4k-O1，将第二个PRPEntry记为Pq3，它的传输长度记为Lq3，Lq3=O1；此时将P1、L1和所有Pqn、Lqn写RAM队列，n∈[1,3]，传输数据长度为L1+L2+L3=4K-O1+O1+4K-O1+O1=8k；在m大于8k的情况下，使用P1和P2无法传输所有数据，P1的传输长度记为L1，L1=4k-O1，向PRPEntry2中按照q=(m-4k)/4k+1的数量获取PRRList，获取下来的PRPList中含有q个PRPEntry且第一个PRPEntry记为Pq1，它的传输长度记为Lq1，Lq1=O1，将第一个PRPEntry加上O1的偏移记为Pq2，它的传输长度记为Lq2，Lq2=4k-O1，将第二个PRPEntry记为Pq3，它的传输长度记为Lq3，Lq3=O1，将第二个PRPEntry加上O1的偏移记为Pq4，它的传输长度记为Lq4，Lq4=O1，依次类推，直到将最后一个PRPEntry拆分为Pqn和Lqn，将P1、L1和所有Pqi、Lqi写RAM队列，n∈[1,n]，传输数据长度为L1+(q+1)4K。进一步的，所述方法在SSD控制器单独设置的硬件模块中运行，硬件模块自带RAM，获取的NVMePRP及其传输长度写入硬件模块自身的RAM中。进一步的，硬件模块使用Tail寄存器表征队列的生产者指针，当硬件模块写入RAM时，更新此寄存器；CPU使用Head寄存器表征消费者指针，当软件读出RAM时，更新Head寄存器。进一步的，LBAFormat为4K。本专利技术的有益效果：本专利技术充分考虑了PRPEntry1对齐和不对齐时的各种传输长度。能够获取准确获取PRPEntry个数并将其自主拆分为可以传输不同长度数据的地址。有效减少了软件拆分PRPEntry的步骤，也就将传统的CPU获取PRPEntry方式进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自主分离的NVMe PRP获取加速方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS01）、接收NVMe IO命令；/nS02）、获取NVMe IO命令中的LBA Format、Number LBA、PRP Entry1、PRP Entry2，根据LBA Format和Number LBA计算要传输的数据长度m，m=LBA Format*Number LBA；/nS03）、根据数据长度m和PRP Entry1的偏移量计算需要用到的N个PRP Entry，PRPEntry1的偏移量为0时，N=m/4K，PRP Entry1的偏移量不为0时，N=m/4K+1；/nS04）、判断N≤2是否成立：/n若N≤2不成立，从PRP Entry2中获取PRP List，将PRP Entry2和PRP List中的PRPEntry做拆分后，写入到RAM；/n若N≤2成立，继续判断N≤1是否成立，若N≤1成立，将PRP Entry1写入到RAM中，若N≤1不成立，将PRP Entry1和PRP Entry2写入到RAM中。/n

【技术特征摘要】
1.一种自主分离的NVMePRP获取加速方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01）、接收NVMeIO命令；
S02）、获取NVMeIO命令中的LBAFormat、NumberLBA、PRPEntry1、PRPEntry2，根据LBAFormat和NumberLBA计算要传输的数据长度m，m=LBAFormat*NumberLBA；
S03）、根据数据长度m和PRPEntry1的偏移量计算需要用到的N个PRPEntry，PRPEntry1的偏移量为0时，N=m/4K，PRPEntry1的偏移量不为0时，N=m/4K+1；
S04）、判断N≤2是否成立：
若N≤2不成立，从PRPEntry2中获取PRPList，将PRPEntry2和PRPList中的PRPEntry做拆分后，写入到RAM；
若N≤2成立，继续判断N≤1是否成立，若N≤1成立，将PRPEntry1写入到RAM中，若N≤1不成立，将PRPEntry1和PRPEntry2写入到RAM中。


2.根据权利要求1所述的自主分离的NVMePRP获取加速方法，其特征在于：将NVMeIO命令中的PRPEntry1、PRPEntry2分别称为地址P1、地址P2，当P1偏移量为0时：
在m等于4k的情况下，使用P1即可传输完所有数据，将P1传输长度标记为L1，L1=4K，将P1和L1放入RAM队列中，传输数据长度为L1=4K；
在m等于8k的情况下，使用P1和P2即可传输完所有数据，将P1传输长度标记为L1，L1=4K；P2传输长度标记为L2，L2=4K，将P1、L1和P2、L2放入RAM队列中，传输数据长度为L1+L2=4K+4K=8K；
在m大于8k的情况下，使用P1和P2无法传输所有数据，则向PRPEntry2中按照q=(m-4k)/4k的数量获取PRRList，获取下来的PRPList中含有q个PRPEntry，记为P1、P2、···Pq，将各个PRPEntry传输长度都记为Lq，Lq=4K，此时将P1、L1和所有PRPEntry及其传输长度全部写入RAM队列，传输数据长度记为L，。


3.根据权利要求1所述的自主分离的NVMePRP获取加速方法，其特征在于：将NVMeIO命令中的PRPEntry1、PRPEntry2分别称为地址P1、地址P2，当P1偏移量不为0时，将P1偏移量记为O1：
则在m等于4k的情况下，使用P1、P2即可...

【专利技术属性】
技术研发人员：段好强，吴斌，乔子龙，孙中琳，
申请(专利权)人：山东华芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37