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