CN113971964A - 一种数据恢复方法及存储设备、终端设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种数据恢复方法，应用于存储颗粒，包括：响应于第一条件，获取存储颗粒上的物理数据，其中，所述第一条件表征所述存储颗粒上的逻辑数据不可读取；以及对所述存储颗粒上的物理数据进行重建，使得重建后的数据为逻辑区块地址，从而根据重建后的数据，恢复出文件数据。本申请实现了在存储颗粒上的逻辑数据不可读取(例如，固件丢失)的情况下的数据恢复。

Description

一种数据恢复方法及存储设备、终端设备
技术领域
本申请的所公开实施例涉及电路技术领域，且更具体而言，涉及一种数据恢复方法及存储设备、终端设备。
背景技术
目前，磁盘数据恢复的前提是磁盘的固件(即磁盘管理程序)处于正常状态，也就是说，磁盘的固件正常的情况下才能恢复磁盘数据。但是，实际上数据损坏的时候，很大可能磁盘的固件也损坏了，这就造成不能恢复磁盘中的数据。
申请内容
根据本申请的实施例，本申请提出一种数据恢复方法及存储设备、终端设备，以解决上述问题。
根据本申请的第一方面，公开一种实例性的数据恢复方法，应用于存储颗粒，包括：响应于第一条件，获取存储颗粒上的物理数据，其中，所述第一条件表征所述存储颗粒的逻辑数据不可读取；以及对所述存储颗粒上的物理数据进行重建，使得重建后的数据为逻辑区块地址，从而根据重建后的数据，恢复出文件数据。
在一些实施例中，所述第一条件包括以下中的一种：所述存储颗粒的固件处于不正常状态；以及所述存储颗粒执行trim指令之后。
在一些实施例中，所述存储颗粒具有存储所述物理数据的多个数据页且包括依次排序且分组的多个扇区，其中，每个数据页包括M个数据单元，且每X个扇区对应一个数据单元，M和X分别为正整数；其中，每个数据单元包括冗余数据和用户数据，其中所述冗余数据用于表征每8个扇区与对应的数据单元之间的对应关系，所述用户数据用于表征对应的扇区数据。
在一些实施例中，所述冗余数据包括逻辑页面编号、CNT参数和Seed参数，其中，所述逻辑页面编号表征对应的X个扇区，所述CNT参数表征对应的数据单元被写的次数，所述Seed参数表征对数据进行随机化的种子。
在一些实施例中，对所述存储颗粒上的物理数据进行重建，使得重建后的数据为逻辑区块地址，从而根据重建后的数据，恢复出文件数据，包括：按照数据页扫描所述存储颗粒上的物理数据，并自每个数据单元截取冗余数据，将其中的逻辑页面编号和CNT参数的值依次记录到表中；根据所述表中的逻辑页面编号，自相应的扇区获取逻辑页面编号对应的数据单元中的用户数据；以及对所述用户数据进行分析，恢复出文件数据。
在一些实施例中，所述表中的逻辑页面编号所对应的CNT参数的值为最新值。
在一些实施例中，所述获取存储颗粒上的物理数据包括：通过读取所述存储颗粒的接口或通过外部主控，获取存储颗粒上的物理数据。
根据本申请的第二方面，公开一种实例性的一种存储设备，包括主控制器，其中所述主控制器用于执行如上第一方面所述的数据恢复方法。
根据本申请的第三方面，公开一种实例性的一种终端设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有指令，所述指令在执行时使得所述处理器执行如上第一方面所述的数据恢复方法。
根据本申请的第四方面，公开一种实例性的一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有指令，所述指令在执行时使得所述处理器执行如上第一方面所述的数据恢复方法。
本申请的有益效果有：通过在存储颗粒上的物理数据不可读取时获取存储颗粒上的物理数据，并对其进行重建，使得重建后的数据为逻辑区块地址，从而根据重建后的数据，恢复出文件数据，实现了在存储颗粒上的物理数据不可读取的情况下的数据恢复。
附图说明
下面将结合附图及实施方式对本申请作进一步说明，附图中：
图1是根据本申请实施例的闪存的示意图。
图2是根据本申请实施例的数据恢复方法的流程图。
图3是根据本申请实施例的实施数据恢复方法的效果图。
图4是根据本申请实施例的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请的技术方案做进一步详细描述。
为了便于理解本申请，先对本申请所涉及的存储设备进行描述，例如闪存，下面以闪存为例进行说明。
如图1所示，示出了根据本申请实施例的闪存的示意图。在一实施例中，闪存100具有主控制器110和多个存储颗粒120，其中存储颗粒120采用磁盘的形式。每个存储颗粒120具有多个数据块，划分为特定数据块和非特定数据块，其中特定数据块，用于存储固件(即磁盘管理程序)，这些特定数据块也称为私有数据块，需要注意的是本申请下文中对数据块的描述均是指非特定技术块。在图1的示例中，每个存储颗粒120具有1个数据块(例如，block 0)，本申请并不限于此，仅以此进行解释说明。
每个数据块，例如数据块block 0，具有多个数据页page 0-page n，用于存储有物理数据。多个数据页page 0-page n以一顺序进行排列。在一示例中，这多个数据页page 0-page n用序号进行排序。例如，较高序号的数据页位于较小序号的数据页之后。在一示例中，闪存100可以为NAND闪存。在NAND闪存中，数据块可以为NAND闪存数据块。
固件正常情况下，数据块的数据页的编号(例如，0-n)与逻辑区块地址(其也称为逻辑块地址，Logical Block Address，LBA)所表示的扇区具有对应关系，并且该逻辑区块地址能被正常读取。此时，由于固件正常，通过该固件，可读取该逻辑区块地址。然而，当固件丢失的情况下，该逻辑区块地址不可读取，此时，存在如上所述的问题，无法实现数据恢复。
下面对本申请的数据恢复方法进行详细说明。
如图2所示，示出了根据本申请实施例的数据恢复方法的流程图，该方法应用于上述存储颗粒120，即应用于待恢复的存储设备内的存储颗粒。该方法可以由外部的主控制器执行，即由正常的存储设备的主控制器执行，也可以由下面终端设备执行，例如计算机。具体地，该方法包括以下步骤：
S210：响应于第一条件，获取存储颗粒上的物理数据。
所述第一条件表征所述存储颗粒上的逻辑数据不可读取。逻辑数据，也称为逻辑扇区数据，可以为上述的逻辑区块地址。
如上所述，正常情况下，存储颗粒120上的逻辑区块地址数据可读取，即磁盘数据可读取，若存储颗粒120上的逻辑区块地址不可读取，例如，固件丢失时，则其数据块的数据页的编号与逻辑区块地址所表示的扇区之间的对应关系不成立，或者该逻辑区块地址不能被读取。
当第一条件发生时，获取存储颗粒120上的物理数据。在一些实施例中，所述第一条件包括以下中的一种：所述存储颗粒的固件处于不正常状态；以及所述存储颗粒执行trim指令之后。也就是说，当固件不正常(丢失等)或存储颗粒120执行trim指令之后，获取存储颗粒120上的物理数据。Trim指令，也称disable delete notify(禁用删除通知)用于告知存储设备(例如，NAND闪存固态存储设备)要擦除哪些数据的SATA接口指令。
S220：对存储颗粒上的物理数据进行重建，使得重建后的数据为逻辑区块地址，从而根据重建后的数据，恢复出文件数据。
对存储颗粒120上的物理数据进行重建，使得重建后的数据为逻辑区块地址，即将存储颗粒120上的物理数据重建为逻辑区块地址，从而根据逻辑区块地址，对其中所表示的扇区中的数据进行分析，恢复出文件数据。
重建后的数据为逻辑区块地址，即数据块的数据页的编号与该逻辑区块地址中所表示的扇区之间具有对应关系。
本实施例中，通过在存储颗粒上的逻辑数据不可读取时获取存储颗粒上的物理数据，并对其进行重建，使得重建后的数据为逻辑区块地址，从而根据重建后的数据，恢复出文件数据，实现了在存储颗粒上的逻辑数据不可读取的情况下的数据恢复。
重建后的数据为逻辑区块地址，具体地，以上述存储颗粒120为例进行说明，如图3所示，该存储颗粒120具有多个数据页page 0-page n，用于存储物理数据，其中，每个数据页包括M个数据单元。数据单元，又称为可寻址单元(addressable unit，Au)，是在数据管理中最小的单元。其中，M为正整数。重建后，继续如图3所示，存储颗粒120包括依次排序且分组的多个扇区(例如，0-N)，其中，N为正整数，每X个扇区对应一个数据单元，X为正整数，在图3的示例中，X＝8，即在4k mode管理架构中。例如，如图3所示，扇区0-7标记为LPN为0的数据单元，扇区8-15标记为LPN为1的数据单元，依次类推，扇区N-7到N标记为LPN为i的数据单元，其中i＝j/8，j为存储颗粒120的容量。一个扇区为512字节，其中扇区的数量(即N+1)由存储颗粒120的容量j决定，例如，2G的存储颗粒120，则扇区的数量＝2*1024*2048＝4194304。如图3所示，M与n的关系为：M*8*(n+1)＝j。
具体地，每X个扇区与一个数据单元的对应关系，可以由所对应的数据单元的内容来确定。具体地，如图3所示，每个数据单元包括冗余数据和用户数据，其中冗余数据用于表征每X个扇区与对应的数据单元之间的对应关系，用户数据用于表征对应的扇区数据。X为正整数，例如，在4k mode管理架构中，一个数据单元就是8个扇区的用户数据，即X＝8，从而，其大小是4096字节的用户数据+冗余数据。
在一些实施例中，冗余数据包括逻辑页面编号、CNT(Count，计数器)参数和Seed参数，其中，逻辑页面编号表征对应的X个扇区，继续如图3所示，每8个扇区相当于被配置有逻辑页面编号，例如，扇区0-7的逻辑页面编号为0，此时，所对应的数据单元的冗余数据中包括该逻辑页面编号0，从而扇区0-7与该对应的数据单元所在的数据页(即page 0)之间存在逻辑页面编号映射。
CNT参数表征对应的数据单元被写的次数，即该CNT参数表示对应的数据单元的“新”或“旧”，该CNT参数的值表示对应的数据单元第几次被写，其值越大，表示对应的数据单元越“新”。例如，假设该CNT参数的值为2，则表示对应的数据单元第2次被写。在被写时，数据单元中之前存储的数据称为“旧”数据，表示该数据单元的“旧”，并且将要被存储的数据称为“新”数据，表示该数据单元的“新”。
Seed参数表征对数据进行随机化的种子。该参数是在写数据页page时决定的，因此，在获取存储颗粒120的物理数据时，直接取写数据页page时确定的值。
对存储颗粒上的物理数据进行重建，使得重建后的数据为逻辑区块地址，从而根据重建后的数据，恢复出文件数据，具体地，在一些实施例中，首先，按照数据页扫描存储颗粒上的物理数据，并自每个数据单元截取冗余数据，将其中的逻辑页面编号和CNT参数的值依次记录到表中；随后，根据表中的逻辑页面编号，自相应的扇区获取逻辑页面编号对应的数据单元中的用户数据；随后，对用户数据进行分析，恢复出文件数据。例如，分析各个文件格式，例如，图片，视频，音乐，各种文档等，从而进行恢复，得到相应的文件数据。
如上述，扫描存储颗粒120的物理数据后，得到记录其中的逻辑页面编号和CNT的表，在一些实施例中，表中的逻辑页面编号所对应的CNT参数的值为最新值，换句话说，表中的逻辑页面编号所对应的CNT的值为最大值。具体地，在读取到某数据页时，例如，数据页page 2，在将其中的逻辑页面编号和CNT参数的值依次记录到表的过程中，若该表中已存在某个逻辑页面编号，例如，逻辑页面编号为2，则比较该CNT参数的值与表中已存在的CNT参数的值，若该CNT参数的值比已存在的CNT参数的值更新(即更大)，则将该CNT参数所对应的逻辑页面编号替换表中已存在的该逻辑页面编号(即逻辑页面编号为2)，即更新该表，若该CNT比已存在的CNT更旧(即更小)，则不更新该表。
下面结合图3，描述对存储颗粒120上的物理数据进行重建的过程，按照数据页page 0到page n扫描存储颗粒120上的物理数据，先读取数据页page 0，并自其每个数据单元截取冗余数据，将其中的逻辑页面编号和CNT参数依次记录到表K中，若该表K中已存在某个逻辑页面编号，例如，逻辑页面编号为2，则比较该CNT参数的值与表K中已存在的CNT参数的值，若该CNT参数的值比已存在的CNT更新(即更大)，则将该CNT参数所对应的逻辑页面编号替换表中已存在的该逻辑页面编号(即逻辑页面编号为2)，即更新该表K，若该CNT参数的值比已存在的CNT参数的值更旧(即更小)，则将不更新该表K。
随后，读取数据页page 1，并自其每个数据单元截取冗余数据，将其中的逻辑页面编号和CNT依次记录到表K中，同样地，若该表K中已存在某个逻辑页面编号，例如，逻辑页面编号为m(m<i)，则比较该CNT参数的值与表K中已存在的CNT参数的值，若该CNT参数的值比已存在的CNT参数的值更新(即更大)，则将该CNT参数所对应的逻辑页面编号替换表中已存在的该逻辑页面编号(即逻辑页面编号为m)，即更新该表K，若该CNT参数的值比已存在的CNT参数的值更旧(即更小)，则将不更新表K。
随后，按照上述，读取剩余数据页，即page 2到page n，直到所有数据页均被读取完。这样，得到表K，其记录数据页中的逻辑页面编号和CNT参数的值，其中，表K中的逻辑页面编号所对应的CNT参数的值为最新值。而数据页中的逻辑页面编号对应相应的扇区，从而可获得各个逻辑页面编号对应的数据单元中的用户数据。
如上述，当第一条件发生时，获取存储颗粒上的物理数据，具体地，在一些实施例中，获取存储颗粒上的物理数据包括：通过读取存储颗粒的接口或通过外部主控，获取存储颗粒上的物理数据。在一示例中，通过下载读取存储颗粒的接口的代码到主控制器中，获取其上的物理数据。在另一示例中，通过更换主控制器的方式，即通过外部的主控制器(简称外部主控)，获取存储颗粒上的物理数据。
本申请所示的流程图用于示出根据本申请的数据恢复方法的示例。在不脱离本申请的精神的情况，本领域的技术人员可以修改每个步骤、重组这些步骤、将一个步骤进行分离或者组合这些步骤而实施本申请。
如图4所示，示出了根据本申请实施例的终端设备的结构示意图。该终端设备400包括处理器410和存储器420，存储器420通过总线430与处理器410连接。
处理器410控制该终端设备400的操作。处理器410页可以称为中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)。处理器410可能是一种具有信号的处理能力的集成电路芯片，例如，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可程序设计门阵列(FPGA)或者其他可程序设计逻辑器件、分立门、晶体管逻辑器件或者分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器。
处理器410通过上述主控制器110可以用于执行程序以实现根据本申请实施例的恢复数据的方法或上述恢复数据方法的任意且不冲突的组合所提供的方法。
存储器420可以包括只读存储器以及随机存取内存等，并用于提供处理器410的指令和数据，例如，所获取到的待恢复存储设备的存储颗粒的物理数据、重建所得到的逻辑区块地址。存储器420的一部分还可以包括非易失性随机存取内存。存储器420可以存在如下因子，以执行电路和数据结构，或者其子集或其拓展集。操作指令，可以包括不同种类的操作指令，用于执行不同的操作。操作系统，包括不同的操作系统，用于执行不同基础服务，并基于硬件处理任务。
在另一实施例中，用于处理数据的终端设备400可以为单个处理器。此时，本申请还提供计算机可读存储介质存储有指令，该指令在执行时使得单个处理器执行根据本申请实施例的恢复数据的方法或上述恢复数据方法的任意且不冲突的组合所提供的方法。
上述说明被呈现，以使得本领域的普通技术人员能够在特定应用程序的上下文及其需求中实施本申请。对本领域技术人员来说，所描述的实施例的各种变形将是显而易见的，并且本文定义的一般原则可以应用于其他实施例中。因此，本申请不限于所示和描述的特定实施例，而是将被赋予与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最大范围。在上述详细说明中，说明了各种具体细节，以便透彻理解本申请。尽管如此，将被本领域的技术人员理解的是，本申请能够被实践。
如上所述的本申请的实施例可以在各种硬件、软件代码或两者的结合中实现。例如，本申请的实施例可以是集成在视频压缩芯片内的电路，或者是集成到视频压缩软件中的程序代码，以执行本文所述的处理。本申请的一个实施例也可以是在数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)上执行的程序代码，以执行本文所描述的处理。本申请还可以包括由计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可程序设计门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)所执行的若干函数。根据本申请，通过执行定义了本申请所实施的特定方法的机器可读软件代码或者固件代码，这些处理器可以被配置为执行特定任务。软件代码或固件代码可以由不同的程序设计语言和不同的格式或样式开发。软件代码也可以编译为不同的目标平台。然而，执行本申请的任务的不同的代码格式、软件代码的样式和语言以及其他形式的配置代码，不会背离本申请的精神和范围。
本申请以不脱离其精神或本质特征的其他具体形式来实施。所描述的例子在所有方面仅是说明性的，而非限制性的。因此，本申请的范围由附加的权利要求来表示，而不是前述的描述来表示。权利要求的含义以及相同范围内的所有变化都应纳入其范围内。

Claims (10)

1.一种数据恢复方法，其特征在于，应用于存储颗粒，包括：
响应于第一条件，获取存储颗粒上的物理数据，其中，所述第一条件表征所述存储颗粒的逻辑数据不可读取；以及
对所述存储颗粒上的物理数据进行重建，使得重建后的数据为逻辑区块地址，从而根据重建后的数据，恢复出文件数据。
2.如权利要求1中所述的数据恢复方法，其特征在于，所述第一条件包括以下中的一种：
所述存储颗粒的固件处于不正常状态；以及
所述存储颗粒执行trim指令之后。
3.如权利要求1中所述的数据恢复方法，其特征在于，
所述存储颗粒具有存储所述物理数据的多个数据页且包括依次排序且分组的多个扇区，其中，每个数据页包括M个数据单元，且每X个扇区对应一个数据单元，M和X分别为正整数；
其中，每个数据单元包括冗余数据和用户数据，其中所述冗余数据用于表征每X个扇区与对应的数据单元之间的对应关系，所述用户数据用于表征对应的扇区数据。
4.如权利要求3中所述的数据恢复方法，其特征在于，
所述冗余数据包括逻辑页面编号、CNT参数和Seed参数，其中，所述逻辑页面编号表征对应的X个扇区，所述CNT参数表征对应的数据单元被写的次数，所述Seed参数表征对数据进行随机化的种子。
5.如权利要求4中所述的数据恢复方法，其特征在于，
对所述存储颗粒上的物理数据进行重建，使得重建后的数据为逻辑区块地址，从而根据重建后的数据，恢复出文件数据，包括：
按照数据页扫描所述存储颗粒上的物理数据，并自每个数据单元截取冗余数据，将其中的逻辑页面编号和CNT参数的值依次记录到表中；
根据所述表中的逻辑页面编号，自相应的扇区获取逻辑页面编号对应的数据单元中的用户数据；
对所述用户数据进行分析，恢复出文件数据。
6.如权利要求5中所述的数据恢复方法，其特征在于，
所述表中的逻辑页面编号所对应的CNT参数的值为最新值。
7.如权利要求1中所述的数据恢复方法，其特征在于，
所述获取存储颗粒上的物理数据包括：
通过读取所述存储颗粒的接口或通过外部的主控制器，获取存储颗粒上的物理数据。
8.一种存储设备，包括主控制器其中所述主控制器用于执行如权利要求1-7中任一项所述的数据恢复方法。
9.一种终端设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有指令，所述指令在执行时使得所述处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的数据恢复方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有指令，所述指令在执行时使得所述处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的数据恢复方法。
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