专利名称：一种嵌入式文件系统可靠性的验证方法
技术领域：
本发明涉及嵌入式文件系统技术，特别涉及一种嵌入式文件系统可靠性的验证方法。
背景技术：
随着技术的不断发展，嵌入式系统已经在各种消费及工业电子产品中广泛应用。由于信息的处理量及存储规模越来越大，文件系统也被广泛应用到这些嵌入式系统中，用于对大量的数据进行存储和管理，特别是多媒体手持设备，其数据量大、内容复杂，更需要一个高效、安全的文件系统来管理。这种在嵌入式系统中应用的文件系统即嵌入式文件系统。
嵌入式文件系统具有如下特点a)功能定制针对不同的嵌入式产品定制或多或少的文件管理功能。
b)存储介质不同根据嵌入式产品对存储规模、可靠性及管理效率等的不同要求，选用各种大小的不同存储介质，比如磁盘、闪存(Flash)等，并且对不同的存储介质辅以不同的管理方法。
c)使用环境不同在各种嵌入式产品中有着不同的软件平台及硬件环境，因此不同的嵌入式文件系统使用的环境各不相同。
嵌入式文件系统的上述特点导致在其开发过程中，需要针对不同的功能定制、存储介质及使用环境，对嵌入式文件系统的可靠性进行大量的验证。
但是，目前还没有对嵌入式文件系统的可靠性进行全面验证的方法，因此设计者无法迅速定位问题及改进设计方案，这对产品的开发周期及成本形成了严峻的考验。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种嵌入式文件系统可靠性的验证方法，实现对嵌入式文件系统可靠性的全面验证。
为了实现上述目的的第一方面，本发明提供了一种嵌入式文件系统可靠性验证方法，该方法包括以下步骤A、在嵌入式文件系统输入参数的安全范围内，预留随机大小的存储空间；B、在预留的存储空间中写入随机大小的文件直到将存储空间写满，在每次写入文件后，查询存储空间、文件列表以及数据是否正常，并记录查询结果；C、按照随机的顺序删除写入的文件，并在每次删除文件后，查询存储空间、文件列表以及数据是否正常，并记录查询结果；循环执行步骤A到步骤C一次以上，执行完毕后，生成验证报告。
步骤A所述预留随机大小的存储空间为预留全部存储空间；或预留随机大小且大小不大于全部存储空间一半的存储空间。
步骤A所述预留随机大小空间为预留全部存储空间，所述步骤B和步骤C包括a1、在预留的存储空间中写入一个以上大小相同的小文件直至存储空间写满，然后按照随机的顺序删除全部文件；a2、在预留的存储空间中写入一个超大文件直至存储空间写满，然后删除写入的全部文件；a3、在预留的存储空间中写入一个以上大小不同的文件直至存储空间写满，然后按照随机的顺序删除全部文件；在步骤a1、a2、a3每次写入和删除文件后，检查存储空间、文件列表以及文件中的数据是否正常，并记录检查结果。
步骤A所述预留随机大小空间为预留随机大小且大小不大于全部存储空间一半的存储空间，所述步骤A到步骤C包括b1、预留存储空间的一半，在其中写入文件至全满，然后删除这些文件；b2、预留四分之一的存储空间，在其中写入文件至全满，然后删除这些文件；b3、预留百分之一或更小的存储空间，在其中写入文件至全满，然后删除这些文件；在步骤b1、b2、b3每次写入和删除文件后，检查存储空间、文件列表以及文件中的数据是否正常，并记录检查结果。
该方法进一步包括以嵌入式文件系统的安全参数输入，在写操作过程中对系统掉电，重启后检查文件列表及数据是否正常，并记录检查结果，生成验证报告。
该方法进一步包括在嵌入式文件系统输入参数的安全范围内，随机改变文件名长度创建文件；随机改变偏移量、块长度及文件大小写文件，直至存储空间写满，并在创建文件和写文件的过程中，检查逻辑空间占用情况是否正常，并记录检查结果，如果发现异常，则生成验证报告；否则，随机删除存储空间中的文件，检查逻辑空间释放情况是否正常，并记录检查结果，在发现异常时，生成验证报告。
步骤A所述预留随机大小的存储空间前，进一步包括在被验证嵌入式文件系统的输入参数的预设范围内随机改变输入参数，检查文件列表及数据是否正常，并记录检查结果，在发现异常时，生成验证报告。
该方法进一步包括输入嵌入式文件系统输入参数安全范围以外的随机参数，检查文件列表及数据是否正常，并记录检查结果，生成验证报告。
步骤A所述预留随机大小的存储空间前，进一步包括在被验证嵌入式文件系统的输入参数的预定范围内，随机改变输入参数，检查文件列表及数据是否正常，并记录检查结果，在发现异常时，生成验证报告；该方法进一步包括
在嵌入式文件系统各种输入参数的安全范围内，随机改变文件名长度创建文件；随机改变偏移量、块长度及文件大小写文件，直至存储空间写满，并在创建文件和写文件的过程中，检查逻辑空间占用情况是否正常，并记录检查结果，如果发现异常，则生成验证报告；否则，随机删除存储空间中的文件，检查逻辑空间释放情况是否正常，并记录检查结果，在发现异常时，生成验证报告；以及输入嵌入式文件系统输入参数安全范围以外的随机参数，检查文件列表及数据是否正常，并记录检查结果，生成验证报告。
本发明提供的嵌入式文件系统可靠性的验证方法，针对嵌入式文件系统的特点，从存储空间管理的安全性、异常情况下的健壮性、安全操作范围三个方面来验证其可靠性。具体而言，存储空间管理的安全性包括嵌入式文件系统垃圾回收机制的安全性、磨损平衡机制的安全性以及逻辑空间管理的安全性；异常情况下的健壮性包括嵌入式文件系统物理层转换机制的健壮性以及嵌入式文件系统参数保护机制的健壮性。利用本发明的嵌入式文件系统可靠性的验证方法可以帮助开发者迅速定位问题、改进设计方案，从而可以提高嵌入式文件系统的性能。
图1为本发明的嵌入式文件系统可靠性的验证方法的一个较佳实施例的流程示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合实施例和附图对本发明进一步详细说明。
本发明提供的嵌入式文件系统可靠性的验证方法，该方法循环执行多于一次以下步骤在嵌入式文件系统输入参数的安全范围内，预留随机大小的存储空间，然后在预留的存储空间中写入随机大小的文件直到将存储空间写满，再按照随机的顺序删除写入的文件，在每次文件写入或删除后，查询存储空间是否正常，文件列表、数据是否完好，并记录查询结果；循环执行完毕后，生成验证报告。
参见图1，图1为本发明的嵌入式文件系统可靠性的验证方法的一个较佳实施例的流程示意图。如图1所示，该流程包括以下步骤步骤101，对嵌入式文件系统输入参数的预设范围进行安全性验证，并记录检查结果。
在被验证嵌入式文件系统的输入参数的预设范围内随机改变输入参数，检查文件列表及文件中的数据是否正常，并记录检查结果，如果发现异常，则执行步骤107，结束流程；否则，执行步骤102。
这里，检查文件列表及文件中的数据是否正常是指检查列举的文件列表与创建的文件列表是否一致，读出的文件数据与写入的文件数据是否一致。如果一致，则检查结果为正常；否则，检查结果为异常。
步骤102，验证逻辑空间管理安全性，并记录检查结果。
这里，逻辑空间是指嵌入式文件系统逻辑寻址的存储空间，是相对物理存储空间而言的。
所述的验证逻辑空间管理安全性是指验证在创建文件时，随机改变文件的文件名长度；在写文件时随机改变偏移量、块长度以及文件大小对嵌入式文件系统的逻辑空间占用是否会产生不良影响。
具体的验证过程为在嵌入式文件系统各种输入参数的安全范围内，随机改变文件名长度创建文件；随机改变偏移量、块长度及文件大小写文件，直至存储空间写满，并在创建文件和写文件的过程中，检查逻辑空间占用情况是否正常，即检查理论逻辑空间占用与实际逻辑空间占用是否一致，并记录检查结果，如果发现异常，则执行步骤107；否则，上述过程完成后，随机删除存储空间中的文件，检查逻辑空间释放情况是否正常，即检查理论逻辑空间释放与实际逻辑空间释放是否一致，并记录检查结果，如果发现异常，则执行步骤107，结束流程；否则，执行步骤103。
步骤103，验证垃圾回收机制的安全性，并记录检查结果。
垃圾回收(Garbage Collection)机制是指将标志无效的存储区块进行回收释放，由文件系统再次使用的机制。
具体的验证过程为在嵌入式文件系统的各种输入参数的安全范围内，预留全部存储空间，然后在存储空间中写入随机大小的文件直到将存储空间写满，再按照随机的顺序删除写入的文件，在每次文件写入或删除后，检查存储空间、文件列表以及文件中的数据是否正常，并记录检查结果；按照预设的循环次数，循环执行该步骤；循环执行完毕后，执行步骤104。
为了简化实现过程，该步骤可以采用如下三个具体过程来实现a1、在存储空间中写入多个大小相同的小文件直至存储空间写满，然后按照随机的顺序删除全部文件；a2、在存储空间中写入一个超大文件直至存储空间写满，然后删除写入的全部文件；a3、在存储空间中写入多个大小不同的文件直至存储空间写满，然后按照随机的顺序删除全部文件。
按照预设的循环次数，循环执行a1到a3的过程，并且在每一次写文件或删除文件后，检查存储空间、文件列表以及文件中数据是否正常，并记录检查结果。
步骤104，验证磨损平衡机制的安全性，并记录检查结果。
磨损平衡(Wear Leveling)机制是指为了保证存储器有较长的使用寿命，保持各个部分有比较均衡的使用次数的机制。
具体的验证过程为在嵌入式文件系统的各种输入参数的安全范围内，预留随机大小的不大于存储空间一半的存储空间，然后在预留的存储空间中写入随机大小的文件直到将存储空间写满，再按照随机的顺序删除写入的文件，在每次文件写入或删除后，检查存储空间、文件列表以及文件中的数据是否正常，并记录查询结果；按照预设的循环次数，循环执行该步骤；循环执行完毕后，执行步骤105。
为了简化实现过程，该步骤可以采用如下三个具体过程来实现b1、预留存储空间的一半，在其中写入文件至全满，然后删除这些文件，按照预设的循环次数，循环执行该过程；b2、预留四分之一的存储空间，在其中写入文件至全满，然后删除这些文件，按照预设的循环次数，循环执行该过程；b3、预留百分之一或更小的存储空间，在其中写入文件至全满，然后删除这些文件，按照预设的循环次数，循环执行该过程；在以上三个过程中每一次写入和删除文件后，检查存储空间、文件列表以及文件中的数据是否正常，并记录检查结果。
步骤105，验证参数保护机制的健壮性，并记录检查结果。
所述的验证参数保护机制的健壮性是指验证当输入嵌入式文件系统输入参数安全范围以外的参数时，文件列表以及文件中的数据是否正常。
具体的验证过程为输入嵌入式文件系统输入参数的安全范围以外的随机参数，检查文件列表及文件中的数据是否正常，并记录检查结果。
步骤106，验证物理层转换机制的安全性，并记录检查结果。
所述的验证物理层转换机制的安全性是指验证当嵌入式文件系统在写操作过程中出现掉电，在系统重启后，文件列表及文件中的数据是否正常。
具体的验证过程为以嵌入式文件系统的安全参数输入，在写操作过程中对系统掉电，重启后检查文件列表及文件中的数据是否正常，并记录检查结果，执行步骤107。
步骤107，将以上各个步骤记录的检查结果，生成可靠性验证报告，结束流程。
步骤103到106所述的检查存储空间是否正常是指检查理论存储空间占用与实际存储空间占用是否一致，如果一致，则检查结果为正常；否则为异常。所述的检查文件列表以及文件中的数据是否正常是指检查列举的文件列表与创建的文件列表是否一致，读出的文件数据与写入的文件数据是否一致，如果一致，则检查结果为正常；否则，检查结果为异常。
上述步骤仅为本发明的一个较佳实施例，在实际应用中，可以根据要验证的嵌入式文件系统的实际情况选择需要执行的验证步骤。一般情况下，步骤103和步骤104是必须要执行的验证过程，而步骤101、102、105以及106是可选的验证过程。如果在嵌入式文件系统的验证过程中选择了步骤101和102，则这两个步骤必须按照先后顺序放在其它验证过程的前面，但其它验证步骤，包括步骤103到106并没有先后顺序的要求，在验证过程中可以根据需要调整各步骤的执行顺序。
权利要求
1.一种嵌入式文件系统可靠性的验证方法，其特征在于，该方法包括以下步骤A、在嵌入式文件系统输入参数的安全范围内，预留随机大小的存储空间；B、在预留的存储空间中写入随机大小的文件直到将存储空间写满，在每次写入文件后，查询存储空间、文件列表以及数据是否正常，并记录查询结果；C、按照随机的顺序删除写入的文件，并在每次删除文件后，查询存储空间、文件列表以及数据是否正常，并记录查询结果；循环执行步骤A到步骤C一次以上，执行完毕后，生成验证报告。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述预留随机大小的存储空间为预留全部存储空间；或预留随机大小且大小不大于全部存储空间一半的存储空间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述预留随机大小空间为预留全部存储空间，所述步骤B和步骤C包括a1、在预留的存储空间中写入一个以上大小相同的小文件直至存储空间写满，然后按照随机的顺序删除全部文件；a2、在预留的存储空间中写入一个超大文件直至存储空间写满，然后删除写入的全部文件；a3、在预留的存储空间中写入一个以上大小不同的文件直至存储空间写满，然后按照随机的顺序删除全部文件；在步骤a1、a2、a3每次写入和删除文件后，检查存储空间、文件列表以及文件中的数据是否正常，并记录检查结果。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述预留随机大小空间为预留随机大小且大小不大于全部存储空间一半的存储空间，所述步骤A到步骤C包括b1、预留存储空间的一半，在其中写入文件至全满，然后删除这些文件；b2、预留四分之一的存储空间，在其中写入文件至全满，然后删除这些文件；b3、预留百分之一或更小的存储空间，在其中写入文件至全满，然后删除这些文件；在步骤b1、b2、b3每次写入和删除文件后，检查存储空间、文件列表以及文件中的数据是否正常，并记录检查结果。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括以嵌入式文件系统的安全参数输入，在写操作过程中对系统掉电，重启后检查文件列表及数据是否正常，并记录检查结果，生成验证报告。
6.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括在嵌入式文件系统输入参数的安全范围内，随机改变文件名长度创建文件；随机改变偏移量、块长度及文件大小写文件，直至存储空间写满，并在创建文件和写文件的过程中，检查逻辑空间占用情况是否正常，并记录检查结果，如果发现异常，则生成验证报告；否则，随机删除存储空间中的文件，检查逻辑空间释放情况是否正常，并记录检查结果，在发现异常时，生成验证报告。
7.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，步骤A所述预留随机大小的存储空间前，进一步包括在被验证嵌入式文件系统的输入参数的预设范围内随机改变输入参数，检查文件列表及数据是否正常，并记录检查结果，在发现异常时，生成验证报告。
8.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括输入嵌入式文件系统输入参数安全范围以外的随机参数，检查文件列表及数据是否正常，并记录检查结果，生成验证报告。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤A所述预留随机大小的存储空间前，进一步包括在被验证嵌入式文件系统的输入参数的预定范围内，随机改变输入参数，检查文件列表及数据是否正常，并记录检查结果，在发现异常时，生成验证报告；该方法进一步包括在嵌入式文件系统各种输入参数的安全范围内，随机改变文件名长度创建文件；随机改变偏移量、块长度及文件大小写文件，直至存储空间写满，并在创建文件和写文件的过程中，检查逻辑空间占用情况是否正常，并记录检查结果，如果发现异常，则生成验证报告；否则，随机删除存储空间中的文件，检查逻辑空间释放情况是否正常，并记录检查结果，在发现异常时，生成验证报告；以及输入嵌入式文件系统输入参数安全范围以外的随机参数，检查文件列表及数据是否正常，并记录检查结果，生成验证报告。
全文摘要
本发明提供了一种嵌入式文件系统可靠性的验证方法，该方法循环执行多于一次以下步骤在嵌入式文件系统输入参数的安全范围内，预留随机大小的存储空间，然后在预留的存储空间中写入随机大小的文件直到将存储空间写满，再按照随机的顺序删除写入的文件，在每次文件写入或删除后，查询存储空间、文件列表以及数据是否正常，并记录查询结果。循环执行完毕后，生成验证报告。本发明的验证方法还可以进一步包括验证嵌入式文件系统输入参数安全范围、逻辑空间管理安全性和异常情况下的健壮性的过程。利用本发明的嵌入式文件系统可靠性的验证方法可以帮助开发者迅速定位问题、改进设计，从而可以提高嵌入式文件系统的性能。
文档编号G06F17/30GK1889052SQ200610109749
公开日2007年1月3日 申请日期2006年8月9日 优先权日2006年8月9日
发明者蒋长洪, 左磊, 黄磊 申请人:北京中星微电子有限公司