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