[发明专利]一种面向高清媒体的嵌入式文件存储结构及存储方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式文件系统技术领域，特别涉及一种面向高清媒体文件的嵌入式文件存储结构及存储方法。

背景技术

随着媒体产业进入高清时代大环境的到来，加之高清化带来的数据存储技术的应用以及以嵌入式系统为支撑的嵌入式平台的应用背景下，采用现有的嵌入式存储技术存储高清媒体文件暴露出诸多问题，如出现文件易丢失、系统易崩溃、操作及数据不可恢复，以及I/O性能的有限所造成的播放卡顿等问题。

目前应用于嵌入式系统的文件系统有ext2、ext3和ReiserFS，这些文件系统各有优势，但是由于嵌入式系统的自身资源受限、易受外界因素影响，导致现有的文件系统的可靠性、稳定性与数据一致性并没有很好的保障。

ext2文件系统广泛应用于Linux操作系统中，其性能受到很多用户的肯定。但是该文件系统在读写操作发生异常情况时，ext2文件的丢失率及文件系统损坏率都非常高。虽然，ext2文件系统包含了系统一致性检测模块与修复模块e2fsck，但e2fsck在出错时对要对文件系统进行全面的扫描，时间复杂度与空间复杂度随数据量呈线性增长。因此对于资源有限、易受外界环境影响、需要高运行效率的嵌入式存储系统是不合适的。

ext3文件系统在兼容ext2的基础上添加了日志机制，但是经过其在嵌入式系统上的测试发现，由于日志机制、分组处理方法、数据块回收等机制对易受外界环境影响的嵌入式系统并不适用，因此其存储系统的可靠性仍然无法保证。

ReiserFS相比ext2的性能有较大提高，也包含日志机制，但是ReiserFS有些目录操作并不同步，可能会导致一些重度依赖文件锁机制的应用程序的数据损毁。另外ReiserFS没有磁盘整理程序，每升级一个版本都要对磁盘进行格式化。

因此，针对上述问题，目前还没有完整、全面、适用的嵌入式媒体数据存储并可提高性能的存储解决方案，尤其是面向大数据量的高清媒体文件的数据存储组织解决方案。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有的嵌入式系统的文件系统存在的种种问题，本发明提供了一种面向大数据量的高清媒体文件的数据存储组织解决方案，即一种面向高清媒体文件的嵌入式系统的文件存储结构及存储方法。

本发明为了达到用户数据与元数据、目录数据的彻底分离，则必须使用分区域存储结构将其彻底分离，同时需要保证能够通过元数据检索到用户数据，并实现文件系统所包含的其它操作功能。本实施例中存储结构的整体设计采用分区域结构，使用数据片链表方式进行存储，保证了各个区域的独立、连续、可扩展的性质，可达到性能稳定、存储可靠的目的。

本发明提供的一种面向高清媒体的嵌入式文件存储结构，该文件存储结构采用分区域形式将元数据与目录数据分开存储，其特征在于，所述的文件存储结构包含：

卷标域，用于存储本文件存储结构的属性信息；

片单元索引域，用于对确定的本文件存储结构的最小存储单元进行管理，所述的片单元索引域内部为各个文件占用数据块的链表；

目录索引域，用于记录具体文件或目录的属性信息，并通过提供具体文件对应片单元在所述的片单元索引域中的首地址实现对文件占用片单元链表头的定位；

数据域，用于保存文件对应的实际数据，使用时通过片单元索引域进行索引管理与所述的片单元索引域建立映射关系；

临时交换域，用于存储为辅助内存查找而生成的一些临时数据，同时保存对系统元数据的快照以及操作日志记录；

其中，

所述片单元索引域、目录索引域、数据域和临时交换域之间采用指针进行索引；

所述片单元索引域包含若干4字节地址指针，其中所述地址指针被不同存储文件分为若干组，且每组指向同一文件的地址指针依次存放指向该文件的下一个存储单元的地址；

所述目录索引域是目录索引部分，包含若干个目录索引项，每个目录索引项记录不同文件或目录的属性信息；

所述数据域由若干连续的数据片单元组成，每个数据片单元中均只存放文件的数据信息，即文件以数据片为单元进行存储；

所述临时交换域存储所述目录索引域中目录项的哈希表。

上述技术方案中，所述文件存储结构的属性信息包含：分区标示信息、分区的大小、片存储单元的大小、片存储单元的数量、以及片单元索引域的大小、目录索引域的大小、数据域的大小、临时交换域的大小和各区域的起始位置指针；

所述文件或目录的属性信息包括：文件类型、文件的修改状态、文件大小、文件名称、文件对应数据片单元索引的首地址和父目录项位置。