一种用于逻辑存储器的文件系统管理方法技术方案

本发明专利技术是一种用于逻辑存储器的文件系统管理方法，该方法将逻辑存储器设计为三层结构，底层为物理存储器访问层，该层提供到物理存储器的访问方法；中间层为抽象逻辑存储器层，该层向上层提供一个线性的逻辑存储块列表，并提供读写操作；上层是文件系统的实现层，包括磁盘、分区、目录、文件形成的树形结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及跨存储器及运行环境的文件系统管理。
技术介绍
很多小型智能设备具备一些小容量存储部件，可以用来存储少量信息，例如储存卡、U盘、移动硬盘等。 这些存储部件的信息一般需要组织成文件系统，但由于文件系统本身的复杂性和存储技术的差异，实现一个文件系统的代价相对较高。另外如果文件系统需要迁移到其他的系统上运行，则通常需要具备与文件系统向同样或兼容的运行环境，迁移成本也很高昂。为解决复杂文件系统在不同运行环境不同存储技术之间的迁移和移植问题，需要一种合理将各种差异隔离的设计方法。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的是提供，该方法提供抽象逻辑存储器能够将文件系统的各种差异隔离，便于文件系统的迁移和移植。 因此，本专利技术针对所要解决的技术问题通过一个抽象层将存储器的差异隔离，在此抽象层上实现一个小型文件系统，保持较好的可移植性，同时满足在不同运行环境上迁移的需要。 本专利技术的另一个目的在于提供，该方法具有较高的存储效率，能够降低文件迁移和移植成本。 基于此，本专利技术是这样实现的 —种用于逻辑存储器的文件系统管理方法，该方法将逻辑存储器设计为3层结构，底层为物理存储器访问层，该层提供到物理存储器的访问方法；中间层为抽象逻辑存储器层，该层向上层提供一个线性的逻辑存储块列表，并提供读写操作；上层是文件系统的实现层，包括磁盘、分区、目录、文件形成的树形结构。 该物理存储器访问层向上层提供一个统一的抽象为块设备接口，包含查询物理存储信息，读取/写入一个物理块等操作。 不同的物理存储系统可采用不同的技术实现此接口，例如flash存储器使用Flash控制器的命令来实现，而磁盘存储器则可使用BIOS中的IO操作来实现。 在具体应用中，并不要求三层都同时运行在同一环境中，完全可以根据实际需要通过代理的方式将具体层次分布到不同的运行环境。 抽象逻辑存储器使用物理存储器访问层提供的抽象块设备接口，向上层提供一个逻辑上线性连续的、固定块大小的、可随机访问的虚拟存储器。块的大小可以自由定义，和物理块大小无关，从而可以根据具体应用环境调整以达到较高的存储效率；并定义逻辑块和物理块之间的映射关系，以及缓冲策略。 本专利技术采用抽象层将存储器的差异隔离，在此抽象层上实现一个小型文件系统，3保持较好的可移植性，同时满足在不同运行环境上迁移的需要，解决了复杂文件系统在不 同运行环境不同存储技术之间的迁移和移植问题。附图说明 图1为本专利技术构成逻辑存储器的框图， 图2为本专利技术所实现的文件系统存储结构图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施作详细说明。 图1所示，本专利技术首先设计3层的逻辑存储器，其中底层是物理存储器访问层，该 物理存储器访问层向上层提供一个统一的抽象为块设备接口 ，包含查询物理存储信息，读 取/写入一个物理块等操作。 作为一种最简单的实现示例，我们可定义上述块设备的接口操作如下 A、初始化设备此操作完成设备的初始化或重置； B、获取块设备信息包括设备含多少块、每块多少字节、第一个可用块的索引(可以只使用实际存储器的部分来做文件系统)； C、读取一个块中的数据； D、写入数据到一个块中。 不同的物理存储系统可采用不同的技术实现此接口，例如flash存储器使用 Flash控制器的命令来实现，而磁盘存储器则可使用BIOS中的10操作来实现。 重新实现该接口可达到在不同的物理存储器和存储技术之间移植本系统的目 的。由于采用抽象接口，实际的存储器不必是真正的块设备。通过通信协议实现的该层可 以完成跨设备、跨系统的文件存储，例如将文件系统运行在PC上而物理存储建立在手持 设备中。例如在我们现有的一个应用中，文件系统和抽象逻辑存储器层都运行于PC上的 Windows操作系统中，而物理访问层则是运行于基于ARM的嵌入式系统，两者之间通过USB 接口通信，PC侧不需要了解嵌入式系统具体的存储器件(目前使用的是Nand Flash)类型 和操作方式，只需要按协议将块设备接口操作命令通过USB通道封包传送即可。同样的方 式也可以实现网络存储。 中间层是抽象逻辑存储器，抽象逻辑存储器使用物理存储器访问层提供的抽象块 设备接口，向上层提供一个逻辑上线性连续的、固定块大小的、可随机访问的虚拟存储器。块的大小可以在此层自由定义，和物理块大小无关，从而可以根据具体应用环境调整以达 到较高的存储效率。 该中间层内部定义逻辑块和物理块之间的映射关系，此映射关系的不同实现策略 可用来完成诸如写均衡等物理存储器保护技术以及其他特别的机制。 另外此层还定义了缓冲策略，可实现按需加载物理数据，同时可灵活定义缓冲提 交到物理存储器的策略，达到对物理存储器的最小访问，提高整个系统的性能。对于安全性 较高的系统，此层可实现加密存储。 上层是文件系统的实现层，包括磁盘、分区、目录、文件形成的树形结构；抽象逻辑 存储器向上层提供一个线性的逻辑存储块列表，并提供读写操作。 具体的文件系统构成如图2所示，文件系统基于逻辑存储器的线性块设备存储模 型建立自己的文件管理系统。 首先，文件系统按照磁盘一分区一目录一文件的层次组成逻辑树状结构。 一个逻 辑存储器被当作一个磁盘，文件系统在该磁盘上的存储结构如下在逻辑存储器的第一个 块头部存放文件系统头，紧跟着若干个分区索引头； 逻辑存储器被定义为若干分区，分区被定义成若干各连续的块，分区索引头中包 含该分区的起始和终止块编号；在分区起始块中包含分区信息； 分区信息包含分区头、根目录及空闲块信息；如果格式化，空闲块在格式化时被组 织成单向链表结构，可快速分配和释放； 根目录有包括有目录头及若干登记表项，目录头包含目录的首个存储块编号及名 称时间戳等信息，后面跟随一个子目录或文件的登记表项，每个登记表项中都包含指向一 个子目录或文件的第一个存储块编号，如果子目录或文件过多，无法在一个块内存储所有 的登记表项，则将该块中存储的最后一个登记表项标记为一个链接，其中块编号表示存储 文件登记表的下一个块；文件存储采用和目录类似的结构，只是其中的登记表项每一项都 表示一个数据存储块编号。 该实施方式，设立了抽象逻辑存储器和抽象接口 ，将存储器的差异隔离，通过通信 协议实现的该层可以完成跨设备、跨系统的文件存储，使复杂文件系统在不同运行环境不 同存储技术之间都具有良好的迁移性和移植性。 以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。权利要求，其特征在于该方法将逻辑存储器设置为三层，底层为物理访问层，对上层提供一个统一的块设备接口；中间层为逻辑线性块设备抽象层，向上层提供随机访问存储能力，并定义各种映射/缓冲策略；上层为文件系统，采用树状存储结构管理磁盘、分区、目录及文件。2. 如权利要求1所述的用于逻辑存储器的文件系统管理方法，其特征在于物理存储器访问层向上层提供一个统一的抽象为块设备接口 ，包含查询物理存储信息，读取/写入一个物理块等操作。3. 如权利要求1所述的用于逻辑存储器的文件系统管理方法，其特征在于抽象逻辑存储器使用物理存储器访问层提供的抽象块设备接口，向上层提供一个逻辑上线性连续的、固定块大小的、可随机访问的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于逻辑存储器的文件系统管理方法，其特征在于该方法将逻辑存储器设置为三层，底层为物理访问层，对上层提供一个统一的块设备接口；中间层为逻辑线性块设备抽象层，向上层提供随机访问存储能力，并定义各种映射／缓冲策略；上层为文件系统，采用树状存储结构管理磁盘、分区、目录及文件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：管小鹏，
申请(专利权)人：深圳市中兴移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]