]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sbin/newfs_msdos/mkfs_msdos.c
Merge llvm-project release/16.x llvmorg-16.0.5-0-g185b81e034ba
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sbin / newfs_msdos / mkfs_msdos.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1998 Robert Nordier
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
12  *    the documentation and/or other materials provided with the
13  *    distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR(S) ``AS IS'' AND ANY EXPRESS
16  * OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
17  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY
19  * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE
21  * GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
22  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER
23  * IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
24  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN
25  * IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
26  */
27
28 #ifndef lint
29 static const char rcsid[] =
30   "$FreeBSD$";
31 #endif /* not lint */
32
33 #include <sys/param.h>
34 #ifdef MAKEFS
35 /* In the makefs case we only want struct disklabel */
36 #include <sys/disk/bsd.h>
37 #else
38 #include <sys/fdcio.h>
39 #include <sys/disk.h>
40 #include <sys/disklabel.h>
41 #include <sys/mount.h>
42 #endif
43 #include <sys/stat.h>
44 #include <sys/sysctl.h>
45 #include <sys/time.h>
46
47 #include <assert.h>
48 #include <ctype.h>
49 #include <err.h>
50 #include <errno.h>
51 #include <fcntl.h>
52 #include <inttypes.h>
53 #include <paths.h>
54 #include <signal.h>
55 #include <stdio.h>
56 #include <stdlib.h>
57 #include <string.h>
58 #include <time.h>
59 #include <unistd.h>
60
61 #include "mkfs_msdos.h"
62
63 #define MAXU16    0xffff        /* maximum unsigned 16-bit quantity */
64 #define BPN       4             /* bits per nibble */
65 #define NPB       2             /* nibbles per byte */
66
67 #define DOSMAGIC  0xaa55        /* DOS magic number */
68 #define MINBPS    512           /* minimum bytes per sector */
69 #define MAXBPS    4096          /* maximum bytes per sector */
70 #define MAXSPC    128           /* maximum sectors per cluster */
71 #define MAXNFT    16            /* maximum number of FATs */
72 #define DEFBLK    4096          /* default block size */
73 #define DEFBLK16  2048          /* default block size FAT16 */
74 #define DEFRDE    512           /* default root directory entries */
75 #define RESFTE    2             /* reserved FAT entries */
76 #define MINCLS12  1U            /* minimum FAT12 clusters */
77 #define MINCLS16  0xff5U        /* minimum FAT16 clusters */
78 #define MINCLS32  0xfff5U       /* minimum FAT32 clusters */
79 #define MAXCLS12  0xff4U        /* maximum FAT12 clusters */
80 #define MAXCLS16  0xfff4U       /* maximum FAT16 clusters */
81 #define MAXCLS32  0xffffff4U    /* maximum FAT32 clusters */
82
83 #define mincls(fat)  ((fat) == 12 ? MINCLS12 :  \
84                       (fat) == 16 ? MINCLS16 :  \
85                                     MINCLS32)
86
87 #define maxcls(fat)  ((fat) == 12 ? MAXCLS12 :  \
88                       (fat) == 16 ? MAXCLS16 :  \
89                                     MAXCLS32)
90
91 #define mk1(p, x)                               \
92     (p) = (u_int8_t)(x)
93
94 #define mk2(p, x)                               \
95     (p)[0] = (u_int8_t)(x),                     \
96     (p)[1] = (u_int8_t)((x) >> 010)
97
98 #define mk4(p, x)                               \
99     (p)[0] = (u_int8_t)(x),                     \
100     (p)[1] = (u_int8_t)((x) >> 010),            \
101     (p)[2] = (u_int8_t)((x) >> 020),            \
102     (p)[3] = (u_int8_t)((x) >> 030)
103
104 struct bs {
105     u_int8_t bsJump[3];                 /* bootstrap entry point */
106     u_int8_t bsOemName[8];              /* OEM name and version */
107 } __packed;
108
109 struct bsbpb {
110     u_int8_t bpbBytesPerSec[2];         /* bytes per sector */
111     u_int8_t bpbSecPerClust;            /* sectors per cluster */
112     u_int8_t bpbResSectors[2];          /* reserved sectors */
113     u_int8_t bpbFATs;                   /* number of FATs */
114     u_int8_t bpbRootDirEnts[2];         /* root directory entries */
115     u_int8_t bpbSectors[2];             /* total sectors */
116     u_int8_t bpbMedia;                  /* media descriptor */
117     u_int8_t bpbFATsecs[2];             /* sectors per FAT */
118     u_int8_t bpbSecPerTrack[2];         /* sectors per track */
119     u_int8_t bpbHeads[2];               /* drive heads */
120     u_int8_t bpbHiddenSecs[4];          /* hidden sectors */
121     u_int8_t bpbHugeSectors[4];         /* big total sectors */
122 } __packed;
123
124 struct bsxbpb {
125     u_int8_t bpbBigFATsecs[4];          /* big sectors per FAT */
126     u_int8_t bpbExtFlags[2];            /* FAT control flags */
127     u_int8_t bpbFSVers[2];              /* file system version */
128     u_int8_t bpbRootClust[4];           /* root directory start cluster */
129     u_int8_t bpbFSInfo[2];              /* file system info sector */
130     u_int8_t bpbBackup[2];              /* backup boot sector */
131     u_int8_t bpbReserved[12];           /* reserved */
132 } __packed;
133
134 struct bsx {
135     u_int8_t exDriveNumber;             /* drive number */
136     u_int8_t exReserved1;               /* reserved */
137     u_int8_t exBootSignature;           /* extended boot signature */
138     u_int8_t exVolumeID[4];             /* volume ID number */
139     u_int8_t exVolumeLabel[11];         /* volume label */
140     u_int8_t exFileSysType[8];          /* file system type */
141 } __packed;
142
143 struct de {
144     u_int8_t deName[11];                /* name and extension */
145     u_int8_t deAttributes;              /* attributes */
146     u_int8_t rsvd[10];                  /* reserved */
147     u_int8_t deMTime[2];                /* last-modified time */
148     u_int8_t deMDate[2];                /* last-modified date */
149     u_int8_t deStartCluster[2];         /* starting cluster */
150     u_int8_t deFileSize[4];             /* size */
151 } __packed;
152
153 struct bpb {
154     u_int bpbBytesPerSec;               /* bytes per sector */
155     u_int bpbSecPerClust;               /* sectors per cluster */
156     u_int bpbResSectors;                /* reserved sectors */
157     u_int bpbFATs;                      /* number of FATs */
158     u_int bpbRootDirEnts;               /* root directory entries */
159     u_int bpbSectors;                   /* total sectors */
160     u_int bpbMedia;                     /* media descriptor */
161     u_int bpbFATsecs;                   /* sectors per FAT */
162     u_int bpbSecPerTrack;               /* sectors per track */
163     u_int bpbHeads;                     /* drive heads */
164     u_int bpbHiddenSecs;                /* hidden sectors */
165     u_int bpbHugeSectors;               /* big total sectors */
166     u_int bpbBigFATsecs;                /* big sectors per FAT */
167     u_int bpbRootClust;                 /* root directory start cluster */
168     u_int bpbFSInfo;                    /* file system info sector */
169     u_int bpbBackup;                    /* backup boot sector */
170 };
171
172 #define BPBGAP 0, 0, 0, 0, 0, 0
173
174 static struct {
175     const char *name;
176     struct bpb bpb;
177 } const stdfmt[] = {
178     {"160",  {512, 1, 1, 2,  64,  320, 0xfe, 1,  8, 1, BPBGAP}},
179     {"180",  {512, 1, 1, 2,  64,  360, 0xfc, 2,  9, 1, BPBGAP}},
180     {"320",  {512, 2, 1, 2, 112,  640, 0xff, 1,  8, 2, BPBGAP}},
181     {"360",  {512, 2, 1, 2, 112,  720, 0xfd, 2,  9, 2, BPBGAP}},
182     {"640",  {512, 2, 1, 2, 112, 1280, 0xfb, 2,  8, 2, BPBGAP}},
183     {"720",  {512, 2, 1, 2, 112, 1440, 0xf9, 3,  9, 2, BPBGAP}},
184     {"1200", {512, 1, 1, 2, 224, 2400, 0xf9, 7, 15, 2, BPBGAP}},
185     {"1232", {1024,1, 1, 2, 192, 1232, 0xfe, 2,  8, 2, BPBGAP}},
186     {"1440", {512, 1, 1, 2, 224, 2880, 0xf0, 9, 18, 2, BPBGAP}},
187     {"2880", {512, 2, 1, 2, 240, 5760, 0xf0, 9, 36, 2, BPBGAP}}
188 };
189
190 static const u_int8_t bootcode[] = {
191     0xfa,                       /* cli              */
192     0x31, 0xc0,                 /* xor     ax,ax    */
193     0x8e, 0xd0,                 /* mov     ss,ax    */
194     0xbc, 0x00, 0x7c,           /* mov     sp,7c00h */
195     0xfb,                       /* sti              */
196     0x8e, 0xd8,                 /* mov     ds,ax    */
197     0xe8, 0x00, 0x00,           /* call    $ + 3    */
198     0x5e,                       /* pop     si       */
199     0x83, 0xc6, 0x19,           /* add     si,+19h  */
200     0xbb, 0x07, 0x00,           /* mov     bx,0007h */
201     0xfc,                       /* cld              */
202     0xac,                       /* lodsb            */
203     0x84, 0xc0,                 /* test    al,al    */
204     0x74, 0x06,                 /* jz      $ + 8    */
205     0xb4, 0x0e,                 /* mov     ah,0eh   */
206     0xcd, 0x10,                 /* int     10h      */
207     0xeb, 0xf5,                 /* jmp     $ - 9    */
208     0x30, 0xe4,                 /* xor     ah,ah    */
209     0xcd, 0x16,                 /* int     16h      */
210     0xcd, 0x19,                 /* int     19h      */
211     0x0d, 0x0a,
212     'N', 'o', 'n', '-', 's', 'y', 's', 't',
213     'e', 'm', ' ', 'd', 'i', 's', 'k',
214     0x0d, 0x0a,
215     'P', 'r', 'e', 's', 's', ' ', 'a', 'n',
216     'y', ' ', 'k', 'e', 'y', ' ', 't', 'o',
217     ' ', 'r', 'e', 'b', 'o', 'o', 't',
218     0x0d, 0x0a,
219     0
220 };
221
222 static volatile sig_atomic_t got_siginfo;
223 static void infohandler(int);
224
225 #ifndef MAKEFS
226 static int check_mounted(const char *, mode_t);
227 #endif
228 static ssize_t getchunksize(void);
229 static int getstdfmt(const char *, struct bpb *);
230 static int getdiskinfo(int, const char *, const char *, int, struct bpb *);
231 static void print_bpb(struct bpb *);
232 static int ckgeom(const char *, u_int, const char *);
233 static void mklabel(u_int8_t *, const char *);
234 static int oklabel(const char *);
235 static void setstr(u_int8_t *, const char *, size_t);
236
237 int
238 mkfs_msdos(const char *fname, const char *dtype, const struct msdos_options *op)
239 {
240     char buf[MAXPATHLEN];
241     struct sigaction si_sa;
242     struct stat sb;
243     struct timeval tv;
244     struct bpb bpb;
245     struct tm *tm;
246     struct bs *bs;
247     struct bsbpb *bsbpb;
248     struct bsxbpb *bsxbpb;
249     struct bsx *bsx;
250     struct de *de;
251     u_int8_t *img;
252     u_int8_t *physbuf, *physbuf_end;
253     const char *bname;
254     ssize_t n;
255     time_t now;
256     u_int fat, bss, rds, cls, dir, lsn, x, x1, x2;
257     u_int extra_res, alignment, saved_x, attempts=0;
258     bool set_res, set_spf, set_spc;
259     int fd, fd1, rv;
260     struct msdos_options o = *op;
261     ssize_t chunksize;
262
263     physbuf = NULL;
264     rv = -1;
265     fd = fd1 = -1;
266
267     if (o.block_size && o.sectors_per_cluster) {
268         warnx("Cannot specify both block size and sectors per cluster");
269         goto done;
270     }
271     if (o.OEM_string && strlen(o.OEM_string) > 8) {
272         warnx("%s: bad OEM string", o.OEM_string);
273         goto done;
274     }
275     if (o.create_size) {
276         if (o.no_create) {
277             warnx("create (-C) is incompatible with -N");
278             goto done;
279         }
280         fd = open(fname, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
281         if (fd == -1) {
282             warnx("failed to create %s", fname);
283             goto done;
284         }
285         if (ftruncate(fd, o.create_size)) {
286             warnx("failed to initialize %jd bytes", (intmax_t)o.create_size);
287             goto done;
288         }
289     } else if ((fd = open(fname, o.no_create ? O_RDONLY : O_RDWR)) == -1) {
290         warn("%s", fname);
291         goto done;
292     }
293     if (fstat(fd, &sb)) {
294         warn("%s", fname);
295         goto done;
296     }
297     if (o.create_size) {
298         if (!S_ISREG(sb.st_mode))
299             warnx("warning, %s is not a regular file", fname);
300     } else {
301 #ifdef MAKEFS
302         errx(1, "o.create_size must be set!");
303 #else
304         if (!S_ISCHR(sb.st_mode))
305             warnx("warning, %s is not a character device", fname);
306 #endif
307     }
308 #ifndef MAKEFS
309     if (!o.no_create)
310         if (check_mounted(fname, sb.st_mode) == -1)
311             goto done;
312 #endif
313     if (o.offset && o.offset != lseek(fd, o.offset, SEEK_SET)) {
314         warnx("cannot seek to %jd", (intmax_t)o.offset);
315         goto done;
316     }
317     memset(&bpb, 0, sizeof(bpb));
318     if (o.floppy) {
319         if (getstdfmt(o.floppy, &bpb) == -1)
320             goto done;
321         bpb.bpbHugeSectors = bpb.bpbSectors;
322         bpb.bpbSectors = 0;
323         bpb.bpbBigFATsecs = bpb.bpbFATsecs;
324         bpb.bpbFATsecs = 0;
325     }
326     if (o.drive_heads)
327         bpb.bpbHeads = o.drive_heads;
328     if (o.sectors_per_track)
329         bpb.bpbSecPerTrack = o.sectors_per_track;
330     if (o.bytes_per_sector)
331         bpb.bpbBytesPerSec = o.bytes_per_sector;
332     if (o.size)
333         bpb.bpbHugeSectors = o.size;
334     if (o.hidden_sectors_set)
335         bpb.bpbHiddenSecs = o.hidden_sectors;
336     if (!(o.floppy || (o.drive_heads && o.sectors_per_track &&
337         o.bytes_per_sector && o.size && o.hidden_sectors_set))) {
338         if (getdiskinfo(fd, fname, dtype, o.hidden_sectors_set, &bpb) == -1)
339                 goto done;
340         bpb.bpbHugeSectors -= (o.offset / bpb.bpbBytesPerSec);
341         if (bpb.bpbSecPerClust == 0) {  /* set defaults */
342             if (bpb.bpbHugeSectors <= 6000)     /* about 3MB -> 512 bytes */
343                 bpb.bpbSecPerClust = 1;
344             else if (bpb.bpbHugeSectors <= (1<<17)) /* 64M -> 4k */
345                 bpb.bpbSecPerClust = 8;
346             else if (bpb.bpbHugeSectors <= (1<<19)) /* 256M -> 8k */
347                 bpb.bpbSecPerClust = 16;
348             else if (bpb.bpbHugeSectors <= (1<<21)) /* 1G -> 16k */
349                 bpb.bpbSecPerClust = 32;
350             else
351                 bpb.bpbSecPerClust = 64;                /* otherwise 32k */
352         }
353     }
354     if (bpb.bpbBytesPerSec < MINBPS ||
355         bpb.bpbBytesPerSec > MAXBPS ||
356         !powerof2(bpb.bpbBytesPerSec)) {
357         warnx("Invalid bytes/sector (%u): must be 512, 1024, 2048 or 4096",
358             bpb.bpbBytesPerSec);
359         goto done;
360     }
361
362     if (o.volume_label && !oklabel(o.volume_label)) {
363         warnx("%s: bad volume label", o.volume_label);
364         goto done;
365     }
366     if (!(fat = o.fat_type)) {
367         if (o.floppy)
368             fat = 12;
369         else if (!o.directory_entries && (o.info_sector || o.backup_sector))
370             fat = 32;
371     }
372     if ((fat == 32 && o.directory_entries) || (fat != 32 && (o.info_sector || o.backup_sector))) {
373         warnx("-%c is not a legal FAT%s option",
374              fat == 32 ? 'e' : o.info_sector ? 'i' : 'k',
375              fat == 32 ? "32" : "12/16");
376         goto done;
377     }
378     if (o.floppy && fat == 32)
379         bpb.bpbRootDirEnts = 0;
380     if (fat != 0 && fat != 12 && fat != 16 && fat != 32) {
381         warnx("%d: bad FAT type", fat);
382         goto done;
383     }
384
385     if (o.block_size) {
386         if (!powerof2(o.block_size)) {
387             warnx("block size (%u) is not a power of 2", o.block_size);
388             goto done;
389         }
390         if (o.block_size < bpb.bpbBytesPerSec) {
391             warnx("block size (%u) is too small; minimum is %u",
392                  o.block_size, bpb.bpbBytesPerSec);
393             goto done;
394         }
395         if (o.block_size > bpb.bpbBytesPerSec * MAXSPC) {
396             warnx("block size (%u) is too large; maximum is %u",
397                  o.block_size, bpb.bpbBytesPerSec * MAXSPC);
398             goto done;
399         }
400         bpb.bpbSecPerClust = o.block_size / bpb.bpbBytesPerSec;
401     }
402     if (o.sectors_per_cluster) {
403         if (!powerof2(o.sectors_per_cluster)) {
404             warnx("sectors/cluster (%u) is not a power of 2",
405                 o.sectors_per_cluster);
406             goto done;
407         }
408         bpb.bpbSecPerClust = o.sectors_per_cluster;
409     }
410     if (o.reserved_sectors)
411         bpb.bpbResSectors = o.reserved_sectors;
412     if (o.num_FAT) {
413         if (o.num_FAT > MAXNFT) {
414             warnx("number of FATs (%u) is too large; maximum is %u",
415                  o.num_FAT, MAXNFT);
416             goto done;
417         }
418         bpb.bpbFATs = o.num_FAT;
419     }
420     if (o.directory_entries)
421         bpb.bpbRootDirEnts = o.directory_entries;
422     if (o.media_descriptor_set) {
423         if (o.media_descriptor < 0xf0) {
424             warnx("illegal media descriptor (%#x)", o.media_descriptor);
425             goto done;
426         }
427         bpb.bpbMedia = o.media_descriptor;
428     }
429     if (o.sectors_per_fat)
430         bpb.bpbBigFATsecs = o.sectors_per_fat;
431     if (o.info_sector)
432         bpb.bpbFSInfo = o.info_sector;
433     if (o.backup_sector)
434         bpb.bpbBackup = o.backup_sector;
435     bss = 1;
436     bname = NULL;
437     fd1 = -1;
438     if (o.bootstrap) {
439         bname = o.bootstrap;
440         if (!strchr(bname, '/')) {
441             snprintf(buf, sizeof(buf), "/boot/%s", bname);
442             bname = buf;
443         }
444         if ((fd1 = open(bname, O_RDONLY)) == -1 || fstat(fd1, &sb)) {
445             warn("%s", bname);
446             goto done;
447         }
448         if (!S_ISREG(sb.st_mode) || sb.st_size % bpb.bpbBytesPerSec ||
449             sb.st_size < bpb.bpbBytesPerSec ||
450             sb.st_size > bpb.bpbBytesPerSec * MAXU16) {
451             warnx("%s: inappropriate file type or format", bname);
452             goto done;
453         }
454         bss = sb.st_size / bpb.bpbBytesPerSec;
455     }
456     if (!bpb.bpbFATs)
457         bpb.bpbFATs = 2;
458     if (!fat) {
459         if (bpb.bpbHugeSectors < (bpb.bpbResSectors ? bpb.bpbResSectors : bss) +
460             howmany((RESFTE + (bpb.bpbSecPerClust ? MINCLS16 : MAXCLS12 + 1)) *
461                 (bpb.bpbSecPerClust ? 16 : 12) / BPN,
462                 bpb.bpbBytesPerSec * NPB) *
463             bpb.bpbFATs +
464             howmany(bpb.bpbRootDirEnts ? bpb.bpbRootDirEnts : DEFRDE,
465                     bpb.bpbBytesPerSec / sizeof(struct de)) +
466             (bpb.bpbSecPerClust ? MINCLS16 : MAXCLS12 + 1) *
467             (bpb.bpbSecPerClust ? bpb.bpbSecPerClust :
468              howmany(DEFBLK, bpb.bpbBytesPerSec)))
469             fat = 12;
470         else if (bpb.bpbRootDirEnts || bpb.bpbHugeSectors <
471                  (bpb.bpbResSectors ? bpb.bpbResSectors : bss) +
472                  howmany((RESFTE + MAXCLS16) * 2, bpb.bpbBytesPerSec) *
473                  bpb.bpbFATs +
474                  howmany(DEFRDE, bpb.bpbBytesPerSec / sizeof(struct de)) +
475                  (MAXCLS16 + 1) *
476                  (bpb.bpbSecPerClust ? bpb.bpbSecPerClust :
477                   howmany(8192, bpb.bpbBytesPerSec)))
478             fat = 16;
479         else
480             fat = 32;
481     }
482     x = bss;
483     if (fat == 32) {
484         if (!bpb.bpbFSInfo) {
485             if (x == MAXU16 || x == bpb.bpbBackup) {
486                 warnx("no room for info sector");
487                 goto done;
488             }
489             bpb.bpbFSInfo = x;
490         }
491         if (bpb.bpbFSInfo != MAXU16 && x <= bpb.bpbFSInfo)
492             x = bpb.bpbFSInfo + 1;
493         if (!bpb.bpbBackup) {
494             if (x == MAXU16) {
495                 warnx("no room for backup sector");
496                 goto done;
497             }
498             bpb.bpbBackup = x;
499         } else if (bpb.bpbBackup != MAXU16 && bpb.bpbBackup == bpb.bpbFSInfo) {
500             warnx("backup sector would overwrite info sector");
501             goto done;
502         }
503         if (bpb.bpbBackup != MAXU16 && x <= bpb.bpbBackup)
504             x = bpb.bpbBackup + 1;
505     }
506
507     extra_res = 0;
508     alignment = 0;
509     set_res = (bpb.bpbResSectors == 0);
510     set_spf = (bpb.bpbBigFATsecs == 0);
511     set_spc = (bpb.bpbSecPerClust == 0);
512     saved_x = x;
513
514     /*
515      * Attempt to align the root directory to cluster if o.align is set.
516      * This is done by padding with reserved blocks. Note that this can
517      * cause other factors to change, which can in turn change the alignment.
518      * This should take at most 2 iterations, as increasing the reserved
519      * amount may cause the FAT size to decrease by 1, requiring another
520      * bpbFATs reserved blocks. If bpbSecPerClust changes, it will
521      * be half of its previous size, and thus will not throw off alignment.
522      */
523     do {
524         x = saved_x;
525         if (set_res)
526             bpb.bpbResSectors = ((fat == 32) ?
527                 MAX(x, MAX(16384 / bpb.bpbBytesPerSec, 4)) : x) + extra_res;
528         else if (bpb.bpbResSectors < x) {
529             warnx("too few reserved sectors (need %d have %d)", x,
530                 bpb.bpbResSectors);
531             goto done;
532         }
533         if (fat != 32 && !bpb.bpbRootDirEnts)
534             bpb.bpbRootDirEnts = DEFRDE;
535         rds = howmany(bpb.bpbRootDirEnts,
536             bpb.bpbBytesPerSec / sizeof(struct de));
537         if (set_spc) {
538             for (bpb.bpbSecPerClust = howmany(fat == 16 ? DEFBLK16 :
539                     DEFBLK, bpb.bpbBytesPerSec);
540                 bpb.bpbSecPerClust < MAXSPC && (bpb.bpbResSectors +
541                     howmany((RESFTE + maxcls(fat)) * (fat / BPN),
542                         bpb.bpbBytesPerSec * NPB) * bpb.bpbFATs +
543                     rds +
544                     (u_int64_t) (maxcls(fat) + 1) * bpb.bpbSecPerClust) <=
545                     bpb.bpbHugeSectors;
546                 bpb.bpbSecPerClust <<= 1)
547                     continue;
548
549         }
550         if (fat != 32 && bpb.bpbBigFATsecs > MAXU16) {
551             warnx("too many sectors/FAT for FAT12/16");
552             goto done;
553         }
554         x1 = bpb.bpbResSectors + rds;
555         x = bpb.bpbBigFATsecs ? bpb.bpbBigFATsecs : 1;
556         if (x1 + (u_int64_t)x * bpb.bpbFATs > bpb.bpbHugeSectors) {
557             warnx("meta data exceeds file system size");
558             goto done;
559         }
560         x1 += x * bpb.bpbFATs;
561         x = (u_int64_t)(bpb.bpbHugeSectors - x1) * bpb.bpbBytesPerSec * NPB /
562             (bpb.bpbSecPerClust * bpb.bpbBytesPerSec * NPB +
563             fat / BPN * bpb.bpbFATs);
564         x2 = howmany((RESFTE + MIN(x, maxcls(fat))) * (fat / BPN),
565             bpb.bpbBytesPerSec * NPB);
566         if (set_spf) {
567             if (bpb.bpbBigFATsecs == 0)
568                 bpb.bpbBigFATsecs = x2;
569             x1 += (bpb.bpbBigFATsecs - 1) * bpb.bpbFATs;
570         }
571         if (set_res) {
572             /* attempt to align root directory */
573             alignment = (bpb.bpbResSectors + bpb.bpbBigFATsecs * bpb.bpbFATs) %
574                 bpb.bpbSecPerClust;
575             if (o.align)
576                 extra_res += bpb.bpbSecPerClust - alignment;
577         }
578         attempts++;
579     } while (o.align && alignment != 0 && attempts < 2);
580     if (o.align && alignment != 0)
581         warnx("warning: Alignment failed.");
582
583     cls = (bpb.bpbHugeSectors - x1) / bpb.bpbSecPerClust;
584     x = (u_int64_t)bpb.bpbBigFATsecs * bpb.bpbBytesPerSec * NPB / (fat / BPN) -
585         RESFTE;
586     if (cls > x)
587         cls = x;
588     if (bpb.bpbBigFATsecs < x2)
589         warnx("warning: sectors/FAT limits file system to %u clusters",
590               cls);
591     if (cls < mincls(fat)) {
592         warnx("%u clusters too few clusters for FAT%u, need %u", cls, fat,
593             mincls(fat));
594         goto done;
595     }
596     if (cls > maxcls(fat)) {
597         cls = maxcls(fat);
598         bpb.bpbHugeSectors = x1 + (cls + 1) * bpb.bpbSecPerClust - 1;
599         warnx("warning: FAT type limits file system to %u sectors",
600               bpb.bpbHugeSectors);
601     }
602     printf("%s: %u sector%s in %u FAT%u cluster%s "
603            "(%u bytes/cluster)\n", fname, cls * bpb.bpbSecPerClust,
604            cls * bpb.bpbSecPerClust == 1 ? "" : "s", cls, fat,
605            cls == 1 ? "" : "s", bpb.bpbBytesPerSec * bpb.bpbSecPerClust);
606     if (!bpb.bpbMedia)
607         bpb.bpbMedia = !bpb.bpbHiddenSecs ? 0xf0 : 0xf8;
608     if (fat == 32)
609         bpb.bpbRootClust = RESFTE;
610     if (bpb.bpbHugeSectors <= MAXU16) {
611         bpb.bpbSectors = bpb.bpbHugeSectors;
612         bpb.bpbHugeSectors = 0;
613     }
614     if (fat != 32) {
615         bpb.bpbFATsecs = bpb.bpbBigFATsecs;
616         bpb.bpbBigFATsecs = 0;
617     }
618     print_bpb(&bpb);
619     if (!o.no_create) {
620         if (o.timestamp_set) {
621             tv.tv_sec = now = o.timestamp;
622             tv.tv_usec = 0;
623             tm = gmtime(&now);
624         } else {
625             gettimeofday(&tv, NULL);
626             now = tv.tv_sec;
627             tm = localtime(&now);
628         }
629
630         chunksize = getchunksize();
631         physbuf = malloc(chunksize);
632         if (physbuf == NULL) {
633             warn(NULL);
634             goto done;
635         }
636         physbuf_end = physbuf + chunksize;
637         img = physbuf;
638
639         dir = bpb.bpbResSectors + (bpb.bpbFATsecs ? bpb.bpbFATsecs :
640                                    bpb.bpbBigFATsecs) * bpb.bpbFATs;
641         memset(&si_sa, 0, sizeof(si_sa));
642         si_sa.sa_handler = infohandler;
643 #ifdef SIGINFO
644         if (sigaction(SIGINFO, &si_sa, NULL) == -1) {
645             warn("sigaction SIGINFO");
646             goto done;
647         }
648 #endif
649         for (lsn = 0; lsn < dir + (fat == 32 ? bpb.bpbSecPerClust : rds); lsn++) {
650             if (got_siginfo) {
651                     fprintf(stderr,"%s: writing sector %u of %u (%u%%)\n",
652                         fname, lsn,
653                         (dir + (fat == 32 ? bpb.bpbSecPerClust: rds)),
654                         (lsn * 100) / (dir +
655                             (fat == 32 ? bpb.bpbSecPerClust: rds)));
656                     got_siginfo = 0;
657             }
658             x = lsn;
659             if (o.bootstrap &&
660                 fat == 32 && bpb.bpbBackup != MAXU16 &&
661                 bss <= bpb.bpbBackup && x >= bpb.bpbBackup) {
662                 x -= bpb.bpbBackup;
663                 if (!x && lseek(fd1, o.offset, SEEK_SET)) {
664                     warn("%s", bname);
665                     goto done;
666                 }
667             }
668             if (o.bootstrap && x < bss) {
669                 if ((n = read(fd1, img, bpb.bpbBytesPerSec)) == -1) {
670                     warn("%s", bname);
671                     goto done;
672                 }
673                 if ((unsigned)n != bpb.bpbBytesPerSec) {
674                     warnx("%s: can't read sector %u", bname, x);
675                     goto done;
676                 }
677             } else
678                 memset(img, 0, bpb.bpbBytesPerSec);
679             if (!lsn ||
680                 (fat == 32 && bpb.bpbBackup != MAXU16 &&
681                  lsn == bpb.bpbBackup)) {
682                 x1 = sizeof(struct bs);
683                 bsbpb = (struct bsbpb *)(img + x1);
684                 mk2(bsbpb->bpbBytesPerSec, bpb.bpbBytesPerSec);
685                 mk1(bsbpb->bpbSecPerClust, bpb.bpbSecPerClust);
686                 mk2(bsbpb->bpbResSectors, bpb.bpbResSectors);
687                 mk1(bsbpb->bpbFATs, bpb.bpbFATs);
688                 mk2(bsbpb->bpbRootDirEnts, bpb.bpbRootDirEnts);
689                 mk2(bsbpb->bpbSectors, bpb.bpbSectors);
690                 mk1(bsbpb->bpbMedia, bpb.bpbMedia);
691                 mk2(bsbpb->bpbFATsecs, bpb.bpbFATsecs);
692                 mk2(bsbpb->bpbSecPerTrack, bpb.bpbSecPerTrack);
693                 mk2(bsbpb->bpbHeads, bpb.bpbHeads);
694                 mk4(bsbpb->bpbHiddenSecs, bpb.bpbHiddenSecs);
695                 mk4(bsbpb->bpbHugeSectors, bpb.bpbHugeSectors);
696                 x1 += sizeof(struct bsbpb);
697                 if (fat == 32) {
698                     bsxbpb = (struct bsxbpb *)(img + x1);
699                     mk4(bsxbpb->bpbBigFATsecs, bpb.bpbBigFATsecs);
700                     mk2(bsxbpb->bpbExtFlags, 0);
701                     mk2(bsxbpb->bpbFSVers, 0);
702                     mk4(bsxbpb->bpbRootClust, bpb.bpbRootClust);
703                     mk2(bsxbpb->bpbFSInfo, bpb.bpbFSInfo);
704                     mk2(bsxbpb->bpbBackup, bpb.bpbBackup);
705                     x1 += sizeof(struct bsxbpb);
706                 }
707                 bsx = (struct bsx *)(img + x1);
708                 mk1(bsx->exBootSignature, 0x29);
709                 if (o.volume_id_set)
710                     x = o.volume_id;
711                 else
712                     x = (((u_int)(1 + tm->tm_mon) << 8 |
713                           (u_int)tm->tm_mday) +
714                          ((u_int)tm->tm_sec << 8 |
715                           (u_int)(tv.tv_usec / 10))) << 16 |
716                         ((u_int)(1900 + tm->tm_year) +
717                          ((u_int)tm->tm_hour << 8 |
718                           (u_int)tm->tm_min));
719                 mk4(bsx->exVolumeID, x);
720                 mklabel(bsx->exVolumeLabel, o.volume_label ? o.volume_label : "NO NAME");
721                 snprintf(buf, sizeof(buf), "FAT%u", fat);
722                 setstr(bsx->exFileSysType, buf, sizeof(bsx->exFileSysType));
723                 if (!o.bootstrap) {
724                     x1 += sizeof(struct bsx);
725                     bs = (struct bs *)img;
726                     mk1(bs->bsJump[0], 0xeb);
727                     mk1(bs->bsJump[1], x1 - 2);
728                     mk1(bs->bsJump[2], 0x90);
729                     setstr(bs->bsOemName, o.OEM_string ? o.OEM_string : "BSD4.4  ",
730                            sizeof(bs->bsOemName));
731                     memcpy(img + x1, bootcode, sizeof(bootcode));
732                     mk2(img + MINBPS - 2, DOSMAGIC);
733                 }
734             } else if (fat == 32 && bpb.bpbFSInfo != MAXU16 &&
735                        (lsn == bpb.bpbFSInfo ||
736                         (bpb.bpbBackup != MAXU16 &&
737                          lsn == bpb.bpbBackup + bpb.bpbFSInfo))) {
738                 mk4(img, 0x41615252);
739                 mk4(img + MINBPS - 28, 0x61417272);
740                 mk4(img + MINBPS - 24, 0xffffffff);
741                 mk4(img + MINBPS - 20, 0xffffffff);
742                 mk2(img + MINBPS - 2, DOSMAGIC);
743             } else if (lsn >= bpb.bpbResSectors && lsn < dir &&
744                        !((lsn - bpb.bpbResSectors) %
745                          (bpb.bpbFATsecs ? bpb.bpbFATsecs :
746                           bpb.bpbBigFATsecs))) {
747                 mk1(img[0], bpb.bpbMedia);
748                 for (x = 1; x < fat * (fat == 32 ? 3 : 2) / 8; x++)
749                     mk1(img[x], fat == 32 && x % 4 == 3 ? 0x0f : 0xff);
750             } else if (lsn == dir && o.volume_label) {
751                 de = (struct de *)img;
752                 mklabel(de->deName, o.volume_label);
753                 mk1(de->deAttributes, 050);
754                 x = (u_int)tm->tm_hour << 11 |
755                     (u_int)tm->tm_min << 5 |
756                     (u_int)tm->tm_sec >> 1;
757                 mk2(de->deMTime, x);
758                 x = (u_int)(tm->tm_year - 80) << 9 |
759                     (u_int)(tm->tm_mon + 1) << 5 |
760                     (u_int)tm->tm_mday;
761                 mk2(de->deMDate, x);
762             }
763             /*
764              * Issue a write of chunksize once we have collected
765              * enough sectors.
766              */
767             img += bpb.bpbBytesPerSec;
768             if (img >= physbuf_end) {
769                 n = write(fd, physbuf, chunksize);
770                 if (n != chunksize) {
771                     warnx("%s: can't write sector %u", fname, lsn);
772                     goto done;
773                 }
774                 img = physbuf;
775             }
776         }
777         /*
778          * Write remaining sectors, if the last write didn't end
779          * up filling a whole chunk.
780          */
781         if (img != physbuf) {
782                 ssize_t tailsize = img - physbuf;
783
784                 n = write(fd, physbuf, tailsize);
785                 if (n != tailsize) {
786                     warnx("%s: can't write sector %u", fname, lsn);
787                     goto done;
788                 }
789         }
790     }
791     rv = 0;
792 done:
793     free(physbuf);
794     if (fd != -1)
795             close(fd);
796     if (fd1 != -1)
797             close(fd1);
798
799     return rv;
800 }
801
802 /*
803  * return -1 with error if file system is mounted.
804  */
805 #ifndef MAKEFS
806 static int
807 check_mounted(const char *fname, mode_t mode)
808 {
809 /*
810  * If getmntinfo() is not available (e.g. Linux) don't check. This should
811  * not be a problem since we will only be using makefs to create images.
812  */
813     struct statfs *mp;
814     const char *s1, *s2;
815     size_t len;
816     int n, r;
817
818     if (!(n = getmntinfo(&mp, MNT_NOWAIT))) {
819         warn("getmntinfo");
820         return -1;
821     }
822     len = strlen(_PATH_DEV);
823     s1 = fname;
824     if (!strncmp(s1, _PATH_DEV, len))
825         s1 += len;
826     r = S_ISCHR(mode) && s1 != fname && *s1 == 'r';
827     for (; n--; mp++) {
828         s2 = mp->f_mntfromname;
829         if (!strncmp(s2, _PATH_DEV, len))
830             s2 += len;
831         if ((r && s2 != mp->f_mntfromname && !strcmp(s1 + 1, s2)) ||
832             !strcmp(s1, s2)) {
833             warnx("%s is mounted on %s", fname, mp->f_mntonname);
834             return -1;
835         }
836     }
837     return 0;
838 }
839 #endif
840
841 /*
842  * Get optimal I/O size
843  */
844 static ssize_t
845 getchunksize(void)
846 {
847         static ssize_t chunksize;
848
849         if (chunksize != 0)
850                 return (chunksize);
851
852 #ifdef  KERN_MAXPHYS
853         int mib[2];
854         size_t len;
855
856         mib[0] = CTL_KERN;
857         mib[1] = KERN_MAXPHYS;
858         len = sizeof(chunksize);
859
860         if (sysctl(mib, 2, &chunksize, &len, NULL, 0) == -1) {
861                 warn("sysctl: KERN_MAXPHYS, using %zu", (size_t)MAXPHYS);
862                 chunksize = 0;
863         }
864 #endif
865         if (chunksize == 0)
866                 chunksize = MAXPHYS;
867
868         /*
869          * For better performance, we want to write larger chunks instead of
870          * individual sectors (the size can only be 512, 1024, 2048 or 4096
871          * bytes). Assert that chunksize can always hold an integer number of
872          * sectors by asserting that both are power of two numbers and the
873          * chunksize is greater than MAXBPS.
874          */
875         static_assert(powerof2(MAXBPS), "MAXBPS is not power of 2");
876         assert(powerof2(chunksize));
877         assert(chunksize > MAXBPS);
878
879         return (chunksize);
880 }
881
882 /*
883  * Get a standard format.
884  */
885 static int
886 getstdfmt(const char *fmt, struct bpb *bpb)
887 {
888     u_int x, i;
889
890     x = nitems(stdfmt);
891     for (i = 0; i < x && strcmp(fmt, stdfmt[i].name); i++);
892     if (i == x) {
893         warnx("%s: unknown standard format", fmt);
894         return -1;
895     }
896     *bpb = stdfmt[i].bpb;
897     return 0;
898 }
899
900 static void
901 compute_geometry_from_file(int fd, const char *fname, struct disklabel *lp)
902 {
903         struct stat st;
904         off_t ms;
905
906         if (fstat(fd, &st))
907                 err(1, "cannot get disk size");
908         if (!S_ISREG(st.st_mode))
909                 errx(1, "%s is not a regular file", fname);
910         ms = st.st_size;
911         lp->d_secsize = 512;
912         lp->d_nsectors = 63;
913         lp->d_ntracks = 255;
914         lp->d_secperunit = ms / lp->d_secsize;
915 }
916
917 /*
918  * Get disk slice, partition, and geometry information.
919  */
920 static int
921 getdiskinfo(int fd, const char *fname, const char *dtype, __unused int oflag,
922             struct bpb *bpb)
923 {
924     struct disklabel *lp, dlp;
925     off_t hs = 0;
926 #ifndef MAKEFS
927     off_t ms;
928     struct fd_type type;
929
930     lp = NULL;
931
932     /* If the user specified a disk type, try to use that */
933     if (dtype != NULL) {
934         lp = getdiskbyname(dtype);
935     }
936
937     /* Maybe it's a floppy drive */
938     if (lp == NULL) {
939         if (ioctl(fd, DIOCGMEDIASIZE, &ms) == -1) {
940             /* create a fake geometry for a file image */
941             compute_geometry_from_file(fd, fname, &dlp);
942             lp = &dlp;
943         } else if (ioctl(fd, FD_GTYPE, &type) != -1) {
944             dlp.d_secsize = 128 << type.secsize;
945             dlp.d_nsectors = type.sectrac;
946             dlp.d_ntracks = type.heads;
947             dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
948             lp = &dlp;
949         }
950     }
951
952     /* Maybe it's a fixed drive */
953     if (lp == NULL) {
954         if (bpb->bpbBytesPerSec)
955             dlp.d_secsize = bpb->bpbBytesPerSec;
956         if (bpb->bpbBytesPerSec == 0 && ioctl(fd, DIOCGSECTORSIZE,
957                                               &dlp.d_secsize) == -1)
958             err(1, "cannot get sector size");
959
960         dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
961
962         if (bpb->bpbSecPerTrack == 0 && ioctl(fd, DIOCGFWSECTORS,
963                                               &dlp.d_nsectors) == -1) {
964             warn("cannot get number of sectors per track");
965             dlp.d_nsectors = 63;
966         }
967         if (bpb->bpbHeads == 0 &&
968             ioctl(fd, DIOCGFWHEADS, &dlp.d_ntracks) == -1) {
969             warn("cannot get number of heads");
970             if (dlp.d_secperunit <= 63*1*1024)
971                 dlp.d_ntracks = 1;
972             else if (dlp.d_secperunit <= 63*16*1024)
973                 dlp.d_ntracks = 16;
974             else
975                 dlp.d_ntracks = 255;
976         }
977
978         hs = (ms / dlp.d_secsize) - dlp.d_secperunit;
979         lp = &dlp;
980     }
981 #else
982     (void)dtype;
983     /* In the makefs case we only support image files: */
984     compute_geometry_from_file(fd, fname, &dlp);
985     lp = &dlp;
986 #endif
987
988     if (bpb->bpbBytesPerSec == 0) {
989         if (ckgeom(fname, lp->d_secsize, "bytes/sector") == -1)
990             return -1;
991         bpb->bpbBytesPerSec = lp->d_secsize;
992     }
993     if (bpb->bpbSecPerTrack == 0) {
994         if (ckgeom(fname, lp->d_nsectors, "sectors/track") == -1)
995             return -1;
996         bpb->bpbSecPerTrack = lp->d_nsectors;
997     }
998     if (bpb->bpbHeads == 0) {
999         if (ckgeom(fname, lp->d_ntracks, "drive heads") == -1)
1000             return -1;
1001         bpb->bpbHeads = lp->d_ntracks;
1002     }
1003     if (bpb->bpbHugeSectors == 0)
1004         bpb->bpbHugeSectors = lp->d_secperunit;
1005     if (bpb->bpbHiddenSecs == 0)
1006         bpb->bpbHiddenSecs = hs;
1007     return 0;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Print out BPB values.
1012  */
1013 static void
1014 print_bpb(struct bpb *bpb)
1015 {
1016     printf("BytesPerSec=%u SecPerClust=%u ResSectors=%u FATs=%u",
1017            bpb->bpbBytesPerSec, bpb->bpbSecPerClust, bpb->bpbResSectors,
1018            bpb->bpbFATs);
1019     if (bpb->bpbRootDirEnts)
1020         printf(" RootDirEnts=%u", bpb->bpbRootDirEnts);
1021     if (bpb->bpbSectors)
1022         printf(" Sectors=%u", bpb->bpbSectors);
1023     printf(" Media=%#x", bpb->bpbMedia);
1024     if (bpb->bpbFATsecs)
1025         printf(" FATsecs=%u", bpb->bpbFATsecs);
1026     printf(" SecPerTrack=%u Heads=%u HiddenSecs=%u", bpb->bpbSecPerTrack,
1027            bpb->bpbHeads, bpb->bpbHiddenSecs);
1028     if (bpb->bpbHugeSectors)
1029         printf(" HugeSectors=%u", bpb->bpbHugeSectors);
1030     if (!bpb->bpbFATsecs) {
1031         printf(" FATsecs=%u RootCluster=%u", bpb->bpbBigFATsecs,
1032                bpb->bpbRootClust);
1033         printf(" FSInfo=");
1034         printf(bpb->bpbFSInfo == MAXU16 ? "%#x" : "%u", bpb->bpbFSInfo);
1035         printf(" Backup=");
1036         printf(bpb->bpbBackup == MAXU16 ? "%#x" : "%u", bpb->bpbBackup);
1037     }
1038     printf("\n");
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Check a disk geometry value.
1043  */
1044 static int
1045 ckgeom(const char *fname, u_int val, const char *msg)
1046 {
1047     if (!val) {
1048         warnx("%s: no default %s", fname, msg);
1049         return -1;
1050     }
1051     if (val > MAXU16) {
1052         warnx("%s: illegal %s %d", fname, msg, val);
1053         return -1;
1054     }
1055     return 0;
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Check a volume label.
1060  */
1061 static int
1062 oklabel(const char *src)
1063 {
1064     int c, i;
1065
1066     for (i = 0; i <= 11; i++) {
1067         c = (u_char)*src++;
1068         if (c < ' ' + !i || strchr("\"*+,./:;<=>?[\\]|", c))
1069             break;
1070     }
1071     return i && !c;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Make a volume label.
1076  */
1077 static void
1078 mklabel(u_int8_t *dest, const char *src)
1079 {
1080     int c, i;
1081
1082     for (i = 0; i < 11; i++) {
1083         c = *src ? toupper(*src++) : ' ';
1084         *dest++ = !i && c == '\xe5' ? 5 : c;
1085     }
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Copy string, padding with spaces.
1090  */
1091 static void
1092 setstr(u_int8_t *dest, const char *src, size_t len)
1093 {
1094     while (len--)
1095         *dest++ = *src ? *src++ : ' ';
1096 }
1097
1098 static void
1099 infohandler(int sig __unused)
1100 {
1101
1102         got_siginfo = 1;
1103 }