一种基于静态链表的高安全性文件存储方法技术

本发明专利技术公开了一种基于静态链表的高安全性文件存储方法，包括：将整个存储容量划分为四块区域，区域一为系统必备变量存储区，区域二为文件存储管理区，区域三为区域二的备份区，区域四为文件内容存储区，每一块区域内包含一个或多个扇区。本申请以扇区为最小文件存储单位，能够根据文件的大小，自动分配合适大小的空间给文件存储使用，提高存储容量的利用率，且文件存储效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于静态链表的高安全性文件存储方法
本申请属于嵌入式系统的文件存储
，具体涉及一种基于静态链表的高安全性文件存储方法。
技术介绍
近年来国内嵌入式控制系统和单片机相关科技发展快速，由于其研发成本低，研发周期短，且灵活性和可扩展性好，各行各业开始对嵌入式或者单片机进行研发。由于运动控制器需要存储用户设计的各套动作流程文件、用户示教的简单轴运动轨迹路径文件、上位机生成的复杂轴运动路径轨迹文件、轴运动过程中的过渡曲线路径池以及用户存储的其他类型的文件等，同时在控制器工作工程中一旦读取到错误的数据，就有可能影响机器的正常运行，甚至损坏机器，故需要针对该系统开发一种合适的文件存储方式。针对嵌入式或者单片机的文件存储方式目前有很两种：一种是对存储芯片挂文件系统之后再存储文件(其中Fatfs文件系统较为常用)；另一种是设计人员自主划分Flash空间进行存储，一般是等容量或者等区域划分。前一种方式：功能完善且强大，pc机可以直接识别存储器存储的内容，但是其运行开销较大，效率不高。在控制器控制轴运动时实时读取数据可能会影响轴的最高运动速度。后一种方式：其读取速度高，直接根据地址读取存储的数据即可，但是该方式的存储灵活性较差。在控制器的应用过程中，大量的文件都是由用户存储的，不同的用户对运动控制器有不同的应用方向，造成存储的文件大小不一、每一种大小的文件的数量无法决定，因此难以获得一个较好的存储器存储区域的划分方式。另外对于一些经常重复运行的控制器在控制机械运动的过程中，就需要保证读取到数据的正确性，错误的数据会影响控制器的正常运行，甚至可能会损坏机械。并且用户存储了文件以后，基本不会去检查文件的完好性，故在机器运动过程中，若读取到了错误数据，会干扰设备正常运行，降低产量和成品率，也可能会损坏设备。因此，在控制器的文件存储中，需要额外加一个数据校验功能，在数据校验失败的时候，能够通知控制器，使控制器迅速做出反应，并报警告知用户。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种基于静态链表的高安全性文件存储方法，存储容量的利用率高、文件存储效率高，同时具备较高的安全性。为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：一种基于静态链表的高安全性文件存储方法，应用于运动控制器的文件存储，所述基于静态链表的高安全性文件存储方法，包括：将整个存储容量划分为四块区域，区域一为系统必备变量存储区，区域二为文件存储管理区，区域三为区域二的备份区，区域四为文件内容存储区，每一块区域内包含一个或多个扇区，其中区域二存储有“文件元信息组”、“文件元信息排序表”、“已经存储的文件数量”、“区域四空闲扇区链表的第一个空闲扇区号”、“区域四空闲扇区链表的最后一个空闲扇区号”、“区域四空闲扇区链表的空闲扇区数量”、“文件内容存储区扇区索引表”、“数据异或校验码”；基于四块区域结合静态链表实现文件存储中的以下操作：输出全部已保存的文件名、开机检查区域二的数据、保存文件、读取文件、删除文件，其中：所述保存文件，包括：读取区域二中的“已经存储的文件数量”，若“已经存储的文件数量”大于或等于“文件元信息组”中元素个数，则存储失败；否则获取待存储的文件的文件名称、文件大小；读取区域二中的“区域四空闲扇区链表的空闲扇区数量”，若“区域四空闲扇区链表的空闲扇区数量”乘以4096后小于待存储的文件大小，则存储失败；否则继续运行；获取“文件元信息组”中一个空闲的文件元信息，将该空闲的文件元信息的下标设为s，将待存储的文件的文件名称和文件大小存储至下标为s的文件元信息中，读取区域二中的“区域四空闲扇区链表的第一个空闲扇区号”的值并赋值给变量save_sequ，并将变量save_sequ的值赋值给下标为s的文件元信息中的存储文件内容的第一个扇区中进行保存；将文件大小赋值给变量remain，若remain大于4096，则顺序获取待存储文件的4K大小的字节内容，且变量remain自减4096；若remain小于或等于4096，则获取待存储文件的当前未存储的所有字节内容，且变量remain赋值为0；将获取到的字节内容存入缓冲区，对缓冲区内的字节内容进行异或运算，将异或运算结果存入“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅱ中，且将缓冲区内的字节内容存入序号为save_sequ的扇区中；把“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅰ的数据赋值给save_sequ；区域二中的“空闲扇区的数量”自减1；若变量remain大于0，则重新判断remain与4096的大小并执行字节内容获取的操作；若变量remian等于0，则继续向下运行；将“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅰ中的数据赋值给“区域四空闲扇区链表的第一个空闲扇区号”，将“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅰ中的值修改为0，将“文件元信息组”中下标为s的文件元信息的空闲标志位清零，区域二中的“已经存储的文件数量”自加1；以所述文件元信息的文件名为排序依据，通过插入算法，把当前被操作的文件元信息的下标s插入到“文件元信息排序表”中；将区域二中除“数据异或校验码”以外的数据读入区域二缓冲区，对区域二缓冲区的数据进行异或运算，把运算结果存入区域二的“数据异或校验码”中，将区域二缓冲区的数据和区域二的“数据异或校验码”覆盖到区域三，完成保存流程。以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。作为优选，所述输出全部已保存的文件名，包括：首先读取区域二的“已经存储的文件数量”并将其赋值给变量num，再设定一个变量count并赋值为0，判断count与num的值，若count大于或等于num，则结束程序；若count小于num，则获取“文件元信息排序表”中下标为count的数据赋值给变量file_sequ，将“文件元信息组”中下标为file_sequ的文件元信息中存储的文件名称输出，变量count的值自加1，并重新与num进行判断。作为优选，所述开机检查区域二的数据，包括：开机初始化，将区域二除了“数据异或校验码”的全部数据读入区域二缓冲区，对区域二缓冲区的数据进行异或操作；判断区域二异或操作的结果与区域二的“数据异或校验码”：若两者相等，则将区域二的内容拷贝到区域三中，将区域三除了“数据异或校验码”的全部数据读入区域三缓冲区，对区域三缓冲区的数据进行异或操作，判断区域三异或操作的结果与区域三的“数据异或校验码”，若两者相等，则开机初始化成功；若两者不相等，则文件存储管理区损坏；若两者不相等，将区域三的内容拷贝到区域二中，将区域二除了“数据异或校验码”的全部数据读入区域二缓冲区，对区域二缓冲区的数据进行异或操作，判断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于静态链表的高安全性文件存储方法，应用于运动控制器的文件存储，其特征在于，所述基于静态链表的高安全性文件存储方法，包括：/n将整个存储容量划分为四块区域，区域一为系统必备变量存储区，区域二为文件存储管理区，区域三为区域二的备份区，区域四为文件内容存储区，每一块区域内包含一个或多个扇区，其中区域二存储有“文件元信息组”、“文件元信息排序表”、“已经存储的文件数量”、“区域四空闲扇区链表的第一个空闲扇区号”、“区域四空闲扇区链表的最后一个空闲扇区号”、“区域四空闲扇区链表的空闲扇区数量”、“文件内容存储区扇区索引表”、“数据异或校验码”；/n基于四块区域结合静态链表实现文件存储中的以下操作：输出全部已保存的文件名、开机检查区域二的数据、保存文件、读取文件、删除文件，其中：/n所述保存文件，包括：/n读取区域二中的“已经存储的文件数量”，若“已经存储的文件数量”大于或等于“文件元信息组”中元素个数，则存储失败；否则获取待存储的文件的文件名称、文件大小；/n读取区域二中的“区域四空闲扇区链表的空闲扇区数量”，若“区域四空闲扇区链表的空闲扇区数量”乘以4096后小于待存储的文件大小，则存储失败；否则继续运行；/n获取“文件元信息组”中一个空闲的文件元信息，将该空闲的文件元信息的下标设为s，将待存储的文件的文件名称和文件大小存储至下标为s的文件元信息中，读取区域二中的“区域四空闲扇区链表的第一个空闲扇区号”的值并赋值给变量save_sequ，并将变量save_sequ的值赋值给下标为s的文件元信息中的存储文件内容的第一个扇区中进行保存；/n将文件大小赋值给变量remain，若remain大于4096，则顺序获取待存储文件的4K大小的字节内容，且变量remain自减4096；若remain小于或等于4096，则获取待存储文件的当前未存储的所有字节内容，且变量remain赋值为0；/n将获取到的字节内容存入缓冲区，对缓冲区内的字节内容进行异或运算，将异或运算结果存入“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅱ中，且将缓冲区内的字节内容存入序号为save_sequ的扇区中；/n把“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅰ的数据赋值给save_sequ；区域二中的“空闲扇区的数量”自减1；若变量remain大于0，则重新判断remain与4096的大小并执行字节内容获取的操作；若变量remian等于0，则继续向下运行；/n将“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅰ中的数据赋值给“区域四空闲扇区链表的第一个空闲扇区号”，将“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅰ中的值修改为0，将“文件元信息组”中下标为s的文件元信息的空闲标志位清零，区域二中的“已经存储的文件数量”自加1；/n以所述文件元信息的文件名为排序依据，通过插入算法，把当前被操作的文件元信息的下标s插入到“文件元信息排序表”中；/n将区域二中除“数据异或校验码”以外的数据读入区域二缓冲区，对区域二缓冲区的数据进行异或运算，把运算结果存入区域二的“数据异或校验码”中，将区域二缓冲区的数据和区域二的“数据异或校验码”覆盖到区域三，完成保存流程。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于静态链表的高安全性文件存储方法，应用于运动控制器的文件存储，其特征在于，所述基于静态链表的高安全性文件存储方法，包括：
将整个存储容量划分为四块区域，区域一为系统必备变量存储区，区域二为文件存储管理区，区域三为区域二的备份区，区域四为文件内容存储区，每一块区域内包含一个或多个扇区，其中区域二存储有“文件元信息组”、“文件元信息排序表”、“已经存储的文件数量”、“区域四空闲扇区链表的第一个空闲扇区号”、“区域四空闲扇区链表的最后一个空闲扇区号”、“区域四空闲扇区链表的空闲扇区数量”、“文件内容存储区扇区索引表”、“数据异或校验码”；
基于四块区域结合静态链表实现文件存储中的以下操作：输出全部已保存的文件名、开机检查区域二的数据、保存文件、读取文件、删除文件，其中：
所述保存文件，包括：
读取区域二中的“已经存储的文件数量”，若“已经存储的文件数量”大于或等于“文件元信息组”中元素个数，则存储失败；否则获取待存储的文件的文件名称、文件大小；
读取区域二中的“区域四空闲扇区链表的空闲扇区数量”，若“区域四空闲扇区链表的空闲扇区数量”乘以4096后小于待存储的文件大小，则存储失败；否则继续运行；
获取“文件元信息组”中一个空闲的文件元信息，将该空闲的文件元信息的下标设为s，将待存储的文件的文件名称和文件大小存储至下标为s的文件元信息中，读取区域二中的“区域四空闲扇区链表的第一个空闲扇区号”的值并赋值给变量save_sequ，并将变量save_sequ的值赋值给下标为s的文件元信息中的存储文件内容的第一个扇区中进行保存；
将文件大小赋值给变量remain，若remain大于4096，则顺序获取待存储文件的4K大小的字节内容，且变量remain自减4096；若remain小于或等于4096，则获取待存储文件的当前未存储的所有字节内容，且变量remain赋值为0；
将获取到的字节内容存入缓冲区，对缓冲区内的字节内容进行异或运算，将异或运算结果存入“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅱ中，且将缓冲区内的字节内容存入序号为save_sequ的扇区中；
把“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅰ的数据赋值给save_sequ；区域二中的“空闲扇区的数量”自减1；若变量remain大于0，则重新判断remain与4096的大小并执行字节内容获取的操作；若变量remian等于0，则继续向下运行；
将“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅰ中的数据赋值给“区域四空闲扇区链表的第一个空闲扇区号”，将“文件内容存储区扇区索引表”中下标为save_sequ的元素的内容Ⅰ中的值修改为0，将“文件元信息组”中下标为s的文件元信息的空闲标志位清零，区域二中的“已经存储的文件数量”自加1；
以所述文件元信息的文件名为排序依据，通过插入算法，把当前被操作的文件元信息的下标s插入到“文件元信息排序表”中；
将区域二中除“数据异或校验码”以外的数据读入区域二缓冲区，对区域二缓冲区的数据进行异或运算，把运算结果存入区域二的“数据异或校验码”中，将区域二缓冲区的数据和区域二的“数据异或校验码”覆盖到区域三，完成保存流程。


2.如权利要求1所述的基于静态链表的高安全性文件存储方法，其特征在于，所述输出全部已保存的文件名，包括：
首先读取区域二的“已经存储的文件数量”并将其赋值给变量num，再设定一个变量count并赋值为0，判断count与num的值，若count大于或等于num，则结束程序；若count小于num，则获取“文件元信息排序表”中下标为count的数据赋值给变量file_sequ，将“文件元信息组”中下标为file_sequ的文件元信息中存储的文件名称输出，变量count的值自加1，并重新与num进行判断。


3.如权利要求1所述的基于静态链表的高安全性文件...

【专利技术属性】
技术研发人员：董辉，罗帅，俞晓锋，刘安东，吴祥，郭方洪，俞立，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33