一种基于Region的磁盘外置cache管理方法

摘要

本发明提供了一种基于Region的磁盘外置cache管理方法，将外置缓存设备按固定大小划分为若干Region，每个Region维护相应的状态、锁、tag和若干位图；包括读操作和写操作。本发明在用户与外置Cache直接传送的是一个个的bio，而在外置Cache与磁盘之间除了可以以bio为单位传送外，还可以直接传送整个Region，由于整个Region在物理磁盘是连续的，可以极大提高IO效率。

主权项

一种基于Region的磁盘外置cache管理方法，其特征在于：将外置缓存设备按固定大小划分为若干Region，每个Region维护相应的状态、锁、tag和若干位图；其中，读操作流程为：A、若用户不允许使用缓存，则直接重定向至磁盘设备，读完直接返回；B、若用户允许缓存，则要么从缓存设备读数据，要么从磁盘设备读数据并将数据缓存到磁盘外置Cache；C、若用户另外设置了预取命令，则除了重定向至磁盘读取用户需要的数据外，还要尝试预取整个Region，首先通过当前数据包含的最后一个块在Region中的位置，确定要缓存当前Region，还是相邻的下一个Region；若数据在Region比较靠前的位置，则预取本Region，若数据在Region比较靠后的位置，则预取紧邻的下一个Region；写操作的流程为：D、若用户不允许使用缓存，则直接重定向至磁盘设备；E、若用户仅允许对读操作进行缓存，此时对应的Region中可能存在读缓存的数据，需要将其无效掉，设置状态为INVAL，然后重定向至磁盘设备；F、若用户允许对写操作进行缓存，但是此操作的方式为write through方式，则直接将数据写至磁盘；G、若用户允许对写操作进行缓存，且操作方式不是write through，则分配一个空闲Region块，并将数据写入磁盘外置Cache，同时Region的状态变为DIRTY。