sbin/newfs_msdos/newfs_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 <stdio.h>
  48 #include <stdlib.h>
  49 #include <string.h>
  50 #include <time.h>
  51 #include <unistd.h>
  52
  53 #define MAXU16    0xffff        /* maximum unsigned 16-bit quantity */
  54 #define BPN       4             /* bits per nibble */
  55 #define NPB       2             /* nibbles per byte */
  56
  57 #define DOSMAGIC  0xaa55        /* DOS magic number */
  58 #define MINBPS    512           /* minimum bytes per sector */
  59 #define MAXSPC    128           /* maximum sectors per cluster */
  60 #define MAXNFT    16            /* maximum number of FATs */
  61 #define DEFBLK    4096          /* default block size */
  62 #define DEFBLK16  2048          /* default block size FAT16 */
  63 #define DEFRDE    512           /* default root directory entries */
  64 #define RESFTE    2             /* reserved FAT entries */
  65 #define MINCLS12  1             /* minimum FAT12 clusters */
  66 #define MINCLS16  0x1000        /* minimum FAT16 clusters */
  67 #define MINCLS32  2             /* minimum FAT32 clusters */
  68 #define MAXCLS12  0xfed         /* maximum FAT12 clusters */
  69 #define MAXCLS16  0xfff5        /* maximum FAT16 clusters */
  70 #define MAXCLS32  0xffffff5     /* maximum FAT32 clusters */
  71
  72 #define mincls(fat)  ((fat) == 12 ? MINCLS12 :  \
  73                       (fat) == 16 ? MINCLS16 :  \
  74                                     MINCLS32)
  75
  76 #define maxcls(fat)  ((fat) == 12 ? MAXCLS12 :  \
  77                       (fat) == 16 ? MAXCLS16 :  \
  78                                     MAXCLS32)
  79
  80 #define mk1(p, x)                               \
  81     (p) = (u_int8_t)(x)
  82
  83 #define mk2(p, x)                               \
  84     (p)[0] = (u_int8_t)(x),                     \
  85     (p)[1] = (u_int8_t)((x) >> 010)
  86
  87 #define mk4(p, x)                               \
  88     (p)[0] = (u_int8_t)(x),                     \
  89     (p)[1] = (u_int8_t)((x) >> 010),            \
  90     (p)[2] = (u_int8_t)((x) >> 020),            \
  91     (p)[3] = (u_int8_t)((x) >> 030)
  92
  93 #define argto1(arg, lo, msg)  argtou(arg, lo, 0xff, msg)
  94 #define argto2(arg, lo, msg)  argtou(arg, lo, 0xffff, msg)
  95 #define argto4(arg, lo, msg)  argtou(arg, lo, 0xffffffff, msg)
  96 #define argtox(arg, lo, msg)  argtou(arg, lo, UINT_MAX, msg)
  97
  98 struct bs {
  99     u_int8_t jmp[3];            /* bootstrap entry point */
 100     u_int8_t oem[8];            /* OEM name and version */
 101 };
 102
 103 struct bsbpb {
 104     u_int8_t bps[2];            /* bytes per sector */
 105     u_int8_t spc;               /* sectors per cluster */
 106     u_int8_t res[2];            /* reserved sectors */
 107     u_int8_t nft;               /* number of FATs */
 108     u_int8_t rde[2];            /* root directory entries */
 109     u_int8_t sec[2];            /* total sectors */
 110     u_int8_t mid;               /* media descriptor */
 111     u_int8_t spf[2];            /* sectors per FAT */
 112     u_int8_t spt[2];            /* sectors per track */
 113     u_int8_t hds[2];            /* drive heads */
 114     u_int8_t hid[4];            /* hidden sectors */
 115     u_int8_t bsec[4];           /* big total sectors */
 116 };
 117
 118 struct bsxbpb {
 119     u_int8_t bspf[4];           /* big sectors per FAT */
 120     u_int8_t xflg[2];           /* FAT control flags */
 121     u_int8_t vers[2];           /* file system version */
 122     u_int8_t rdcl[4];           /* root directory start cluster */
 123     u_int8_t infs[2];           /* file system info sector */
 124     u_int8_t bkbs[2];           /* backup boot sector */
 125     u_int8_t rsvd[12];          /* reserved */
 126 };
 127
 128 struct bsx {
 129     u_int8_t drv;               /* drive number */
 130     u_int8_t rsvd;              /* reserved */
 131     u_int8_t sig;               /* extended boot signature */
 132     u_int8_t volid[4];          /* volume ID number */
 133     u_int8_t label[11];         /* volume label */
 134     u_int8_t type[8];           /* file system type */
 135 };
 136
 137 struct de {
 138     u_int8_t namext[11];        /* name and extension */
 139     u_int8_t attr;              /* attributes */
 140     u_int8_t rsvd[10];          /* reserved */
 141     u_int8_t time[2];           /* creation time */
 142     u_int8_t date[2];           /* creation date */
 143     u_int8_t clus[2];           /* starting cluster */
 144     u_int8_t size[4];           /* size */
 145 };
 146
 147 struct bpb {
 148     u_int bps;                  /* bytes per sector */
 149     u_int spc;                  /* sectors per cluster */
 150     u_int res;                  /* reserved sectors */
 151     u_int nft;                  /* number of FATs */
 152     u_int rde;                  /* root directory entries */
 153     u_int sec;                  /* total sectors */
 154     u_int mid;                  /* media descriptor */
 155     u_int spf;                  /* sectors per FAT */
 156     u_int spt;                  /* sectors per track */
 157     u_int hds;                  /* drive heads */
 158     u_int hid;                  /* hidden sectors */
 159     u_int bsec;                 /* big total sectors */
 160     u_int bspf;                 /* big sectors per FAT */
 161     u_int rdcl;                 /* root directory start cluster */
 162     u_int infs;                 /* file system info sector */
 163     u_int bkbs;                 /* backup boot sector */
 164 };
 165
 166 #define BPBGAP 0, 0, 0, 0, 0, 0
 167
 168 static struct {
 169     const char *name;
 170     struct bpb bpb;
 171 } stdfmt[] = {
 172     {"160",  {512, 1, 1, 2,  64,  320, 0xfe, 1,  8, 1, BPBGAP}},
 173     {"180",  {512, 1, 1, 2,  64,  360, 0xfc, 2,  9, 1, BPBGAP}},
 174     {"320",  {512, 2, 1, 2, 112,  640, 0xff, 1,  8, 2, BPBGAP}},
 175     {"360",  {512, 2, 1, 2, 112,  720, 0xfd, 2,  9, 2, BPBGAP}},
 176     {"640",  {512, 2, 1, 2, 112, 1280, 0xfb, 2,  8, 2, BPBGAP}},
 177     {"720",  {512, 2, 1, 2, 112, 1440, 0xf9, 3,  9, 2, BPBGAP}},
 178     {"1200", {512, 1, 1, 2, 224, 2400, 0xf9, 7, 15, 2, BPBGAP}},
 179     {"1232", {1024,1, 1, 2, 192, 1232, 0xfe, 2,  8, 2, BPBGAP}},
 180     {"1440", {512, 1, 1, 2, 224, 2880, 0xf0, 9, 18, 2, BPBGAP}},
 181     {"2880", {512, 2, 1, 2, 240, 5760, 0xf0, 9, 36, 2, BPBGAP}}
 182 };
 183
 184 static u_int8_t bootcode[] = {
 185     0xfa,                       /* cli              */
 186     0x31, 0xc0,                 /* xor     ax,ax    */
 187     0x8e, 0xd0,                 /* mov     ss,ax    */
 188     0xbc, 0x00, 0x7c,           /* mov     sp,7c00h */
 189     0xfb,                       /* sti              */
 190     0x8e, 0xd8,                 /* mov     ds,ax    */
 191     0xe8, 0x00, 0x00,           /* call    $ + 3    */
 192     0x5e,                       /* pop     si       */
 193     0x83, 0xc6, 0x19,           /* add     si,+19h  */
 194     0xbb, 0x07, 0x00,           /* mov     bx,0007h */
 195     0xfc,                       /* cld              */
 196     0xac,                       /* lodsb            */
 197     0x84, 0xc0,                 /* test    al,al    */
 198     0x74, 0x06,                 /* jz      $ + 8    */
 199     0xb4, 0x0e,                 /* mov     ah,0eh   */
 200     0xcd, 0x10,                 /* int     10h      */
 201     0xeb, 0xf5,                 /* jmp     $ - 9    */
 202     0x30, 0xe4,                 /* xor     ah,ah    */
 203     0xcd, 0x16,                 /* int     16h      */
 204     0xcd, 0x19,                 /* int     19h      */
 205     0x0d, 0x0a,
 206     'N', 'o', 'n', '-', 's', 'y', 's', 't',
 207     'e', 'm', ' ', 'd', 'i', 's', 'k',
 208     0x0d, 0x0a,
 209     'P', 'r', 'e', 's', 's', ' ', 'a', 'n',
 210     'y', ' ', 'k', 'e', 'y', ' ', 't', 'o',
 211     ' ', 'r', 'e', 'b', 'o', 'o', 't',
 212     0x0d, 0x0a,
 213     0
 214 };
 215
 216 static void check_mounted(const char *, mode_t);
 217 static void getstdfmt(const char *, struct bpb *);
 218 static void getdiskinfo(int, const char *, const char *, int,
 219                         struct bpb *);
 220 static void print_bpb(struct bpb *);
 221 static u_int ckgeom(const char *, u_int, const char *);
 222 static u_int argtou(const char *, u_int, u_int, const char *);
 223 static off_t argtooff(const char *, const char *);
 224 static int oklabel(const char *);
 225 static void mklabel(u_int8_t *, const char *);
 226 static void setstr(u_int8_t *, const char *, size_t);
 227 static void usage(void);
 228
 229 /*
 230  * Construct a FAT12, FAT16, or FAT32 file system.
 231  */
 232 int
 233 main(int argc, char *argv[])
 234 {
 235     static char opts[] = "@:NB:C:F:I:L:O:S:a:b:c:e:f:h:i:k:m:n:o:r:s:u:";
 236     static const char *opt_B, *opt_L, *opt_O, *opt_f;
 237     static u_int opt_F, opt_I, opt_S, opt_a, opt_b, opt_c, opt_e;
 238     static u_int opt_h, opt_i, opt_k, opt_m, opt_n, opt_o, opt_r;
 239     static u_int opt_s, opt_u;
 240     static int opt_N;
 241     static int Iflag, mflag, oflag;
 242     char buf[MAXPATHLEN];
 243     struct stat sb;
 244     struct timeval tv;
 245     struct bpb bpb;
 246     struct tm *tm;
 247     struct bs *bs;
 248     struct bsbpb *bsbpb;
 249     struct bsxbpb *bsxbpb;
 250     struct bsx *bsx;
 251     struct de *de;
 252     u_int8_t *img;
 253     const char *fname, *dtype, *bname;
 254     ssize_t n;
 255     time_t now;
 256     u_int fat, bss, rds, cls, dir, lsn, x, x1, x2;
 257     int ch, fd, fd1;
 258     static off_t opt_create=0, opt_ofs=0;
 259
 260     while ((ch = getopt(argc, argv, opts)) != -1)
 261         switch (ch) {
 262         case '@':
 263             opt_ofs = argtooff(optarg, "offset");
 264             break;
 265         case 'N':
 266             opt_N = 1;
 267             break;
 268         case 'B':
 269             opt_B = optarg;
 270             break;
 271         case 'C':
 272             opt_create = argtooff(optarg, "create size");
 273             break;
 274         case 'F':
 275             if (strcmp(optarg, "12") &&
 276                 strcmp(optarg, "16") &&
 277                 strcmp(optarg, "32"))
 278                 errx(1, "%s: bad FAT type", optarg);
 279             opt_F = atoi(optarg);
 280             break;
 281         case 'I':
 282             opt_I = argto4(optarg, 0, "volume ID");
 283             Iflag = 1;
 284             break;
 285         case 'L':
 286             if (!oklabel(optarg))
 287                 errx(1, "%s: bad volume label", optarg);
 288             opt_L = optarg;
 289             break;
 290         case 'O':
 291             if (strlen(optarg) > 8)
 292                 errx(1, "%s: bad OEM string", optarg);
 293             opt_O = optarg;
 294             break;
 295         case 'S':
 296             opt_S = argto2(optarg, 1, "bytes/sector");
 297             break;
 298         case 'a':
 299             opt_a = argto4(optarg, 1, "sectors/FAT");
 300             break;
 301         case 'b':
 302             opt_b = argtox(optarg, 1, "block size");
 303             opt_c = 0;
 304             break;
 305         case 'c':
 306             opt_c = argto1(optarg, 1, "sectors/cluster");
 307             opt_b = 0;
 308             break;
 309         case 'e':
 310             opt_e = argto2(optarg, 1, "directory entries");
 311             break;
 312         case 'f':
 313             opt_f = optarg;
 314             break;
 315         case 'h':
 316             opt_h = argto2(optarg, 1, "drive heads");
 317             break;
 318         case 'i':
 319             opt_i = argto2(optarg, 1, "info sector");
 320             break;
 321         case 'k':
 322             opt_k = argto2(optarg, 1, "backup sector");
 323             break;
 324         case 'm':
 325             opt_m = argto1(optarg, 0, "media descriptor");
 326             mflag = 1;
 327             break;
 328         case 'n':
 329             opt_n = argto1(optarg, 1, "number of FATs");
 330             break;
 331         case 'o':
 332             opt_o = argto4(optarg, 0, "hidden sectors");
 333             oflag = 1;
 334             break;
 335         case 'r':
 336             opt_r = argto2(optarg, 1, "reserved sectors");
 337             break;
 338         case 's':
 339             opt_s = argto4(optarg, 1, "file system size");
 340             break;
 341         case 'u':
 342             opt_u = argto2(optarg, 1, "sectors/track");
 343             break;
 344         default:
 345             usage();
 346         }
 347     argc -= optind;
 348     argv += optind;
 349     if (argc < 1 || argc > 2)
 350         usage();
 351     fname = *argv++;
 352     if (!strchr(fname, '/')) {
 353         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s%s", _PATH_DEV, fname);
 354         if (!(fname = strdup(buf)))
 355             err(1, NULL);
 356     }
 357     dtype = *argv;
 358     if (opt_create) {
 359         off_t pos;
 360
 361         if (opt_N)
 362             errx(1, "create (-C) is incompatible with -N");
 363         fd = open(fname, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
 364         if (fd == -1)
 365             errx(1, "failed to create %s", fname);
 366         pos = lseek(fd, opt_create - 1, SEEK_SET);
 367         if (write(fd, "\0", 1) != 1)
 368             errx(1, "failed to initialize %jd bytes", (intmax_t)opt_create);
 369         pos = lseek(fd, 0, SEEK_SET);
 370     } else if ((fd = open(fname, opt_N ? O_RDONLY : O_RDWR)) == -1 ||
 371         fstat(fd, &sb))
 372         err(1, "%s", fname);
 373     if (!opt_N)
 374         check_mounted(fname, sb.st_mode);
 375     if (!S_ISCHR(sb.st_mode))
 376         warnx("warning, %s is not a character device", fname);
 377     if (opt_ofs && opt_ofs != lseek(fd, opt_ofs, SEEK_SET))
 378         errx(1, "cannot seek to %jd", (intmax_t)opt_ofs);
 379     memset(&bpb, 0, sizeof(bpb));
 380     if (opt_f) {
 381         getstdfmt(opt_f, &bpb);
 382         bpb.bsec = bpb.sec;
 383         bpb.sec = 0;
 384         bpb.bspf = bpb.spf;
 385         bpb.spf = 0;
 386     }
 387     if (opt_h)
 388         bpb.hds = opt_h;
 389     if (opt_u)
 390         bpb.spt = opt_u;
 391     if (opt_S)
 392         bpb.bps = opt_S;
 393     if (opt_s)
 394         bpb.bsec = opt_s;
 395     if (oflag)
 396         bpb.hid = opt_o;
 397     if (!(opt_f || (opt_h && opt_u && opt_S && opt_s && oflag))) {
 398         off_t delta;
 399         getdiskinfo(fd, fname, dtype, oflag, &bpb);
 400         bpb.bsec -= (opt_ofs / bpb.bps);
 401         delta = bpb.bsec % bpb.spt;
 402         if (delta != 0) {
 403             warnx("trim %d sectors to adjust to a multiple of %d",
 404                 (int)delta, bpb.spt);
 405             bpb.bsec -= delta;
 406         }
 407         if (bpb.spc == 0) {     /* set defaults */
 408             if (bpb.bsec <= 6000)       /* about 3MB -> 512 bytes */
 409                 bpb.spc = 1;
 410             else if (bpb.bsec <= (1<<17)) /* 64M -> 4k */
 411                 bpb.spc = 8;
 412             else if (bpb.bsec <= (1<<19)) /* 256M -> 8k */
 413                 bpb.spc = 16;
 414             else if (bpb.bsec <= (1<<21)) /* 1G -> 16k */
 415                 bpb.spc = 32;
 416             else
 417                 bpb.spc = 64;           /* otherwise 32k */
 418         }
 419     }
 420     if (!powerof2(bpb.bps))
 421         errx(1, "bytes/sector (%u) is not a power of 2", bpb.bps);
 422     if (bpb.bps < MINBPS)
 423         errx(1, "bytes/sector (%u) is too small; minimum is %u",
 424              bpb.bps, MINBPS);
 425     if (!(fat = opt_F)) {
 426         if (opt_f)
 427             fat = 12;
 428         else if (!opt_e && (opt_i || opt_k))
 429             fat = 32;
 430     }
 431     if ((fat == 32 && opt_e) || (fat != 32 && (opt_i || opt_k)))
 432         errx(1, "-%c is not a legal FAT%s option",
 433              fat == 32 ? 'e' : opt_i ? 'i' : 'k',
 434              fat == 32 ? "32" : "12/16");
 435     if (opt_f && fat == 32)
 436         bpb.rde = 0;
 437     if (opt_b) {
 438         if (!powerof2(opt_b))
 439             errx(1, "block size (%u) is not a power of 2", opt_b);
 440         if (opt_b < bpb.bps)
 441             errx(1, "block size (%u) is too small; minimum is %u",
 442                  opt_b, bpb.bps);
 443         if (opt_b > bpb.bps * MAXSPC)
 444             errx(1, "block size (%u) is too large; maximum is %u",
 445                  opt_b, bpb.bps * MAXSPC);
 446         bpb.spc = opt_b / bpb.bps;
 447     }
 448     if (opt_c) {
 449         if (!powerof2(opt_c))
 450             errx(1, "sectors/cluster (%u) is not a power of 2", opt_c);
 451         bpb.spc = opt_c;
 452     }
 453     if (opt_r)
 454         bpb.res = opt_r;
 455     if (opt_n) {
 456         if (opt_n > MAXNFT)
 457             errx(1, "number of FATs (%u) is too large; maximum is %u",
 458                  opt_n, MAXNFT);
 459         bpb.nft = opt_n;
 460     }
 461     if (opt_e)
 462         bpb.rde = opt_e;
 463     if (mflag) {
 464         if (opt_m < 0xf0)
 465             errx(1, "illegal media descriptor (%#x)", opt_m);
 466         bpb.mid = opt_m;
 467     }
 468     if (opt_a)
 469         bpb.bspf = opt_a;
 470     if (opt_i)
 471         bpb.infs = opt_i;
 472     if (opt_k)
 473         bpb.bkbs = opt_k;
 474     bss = 1;
 475     bname = NULL;
 476     fd1 = -1;
 477     if (opt_B) {
 478         bname = opt_B;
 479         if (!strchr(bname, '/')) {
 480             snprintf(buf, sizeof(buf), "/boot/%s", bname);
 481             if (!(bname = strdup(buf)))
 482                 err(1, NULL);
 483         }
 484         if ((fd1 = open(bname, O_RDONLY)) == -1 || fstat(fd1, &sb))
 485             err(1, "%s", bname);
 486         if (!S_ISREG(sb.st_mode) || sb.st_size % bpb.bps ||
 487             sb.st_size < bpb.bps || sb.st_size > bpb.bps * MAXU16)
 488             errx(1, "%s: inappropriate file type or format", bname);
 489         bss = sb.st_size / bpb.bps;
 490     }
 491     if (!bpb.nft)
 492         bpb.nft = 2;
 493     if (!fat) {
 494         if (bpb.bsec < (bpb.res ? bpb.res : bss) +
 495             howmany((RESFTE + (bpb.spc ? MINCLS16 : MAXCLS12 + 1)) *
 496                     ((bpb.spc ? 16 : 12) / BPN), bpb.bps * NPB) *
 497             bpb.nft +
 498             howmany(bpb.rde ? bpb.rde : DEFRDE,
 499                     bpb.bps / sizeof(struct de)) +
 500             (bpb.spc ? MINCLS16 : MAXCLS12 + 1) *
 501             (bpb.spc ? bpb.spc : howmany(DEFBLK, bpb.bps)))
 502             fat = 12;
 503         else if (bpb.rde || bpb.bsec <
 504                  (bpb.res ? bpb.res : bss) +
 505                  howmany((RESFTE + MAXCLS16) * 2, bpb.bps) * bpb.nft +
 506                  howmany(DEFRDE, bpb.bps / sizeof(struct de)) +
 507                  (MAXCLS16 + 1) *
 508                  (bpb.spc ? bpb.spc : howmany(8192, bpb.bps)))
 509             fat = 16;
 510         else
 511             fat = 32;
 512     }
 513     x = bss;
 514     if (fat == 32) {
 515         if (!bpb.infs) {
 516             if (x == MAXU16 || x == bpb.bkbs)
 517                 errx(1, "no room for info sector");
 518             bpb.infs = x;
 519         }
 520         if (bpb.infs != MAXU16 && x <= bpb.infs)
 521             x = bpb.infs + 1;
 522         if (!bpb.bkbs) {
 523             if (x == MAXU16)
 524                 errx(1, "no room for backup sector");
 525             bpb.bkbs = x;
 526         } else if (bpb.bkbs != MAXU16 && bpb.bkbs == bpb.infs)
 527             errx(1, "backup sector would overwrite info sector");
 528         if (bpb.bkbs != MAXU16 && x <= bpb.bkbs)
 529             x = bpb.bkbs + 1;
 530     }
 531     if (!bpb.res)
 532         bpb.res = fat == 32 ? MAX(x, MAX(16384 / bpb.bps, 4)) : x;
 533     else if (bpb.res < x)
 534         errx(1, "too few reserved sectors");
 535     if (fat != 32 && !bpb.rde)
 536         bpb.rde = DEFRDE;
 537     rds = howmany(bpb.rde, bpb.bps / sizeof(struct de));
 538     if (!bpb.spc)
 539         for (bpb.spc = howmany(fat == 16 ? DEFBLK16 : DEFBLK, bpb.bps);
 540              bpb.spc < MAXSPC &&
 541              bpb.res +
 542              howmany((RESFTE + maxcls(fat)) * (fat / BPN),
 543                      bpb.bps * NPB) * bpb.nft +
 544              rds +
 545              (u_int64_t)(maxcls(fat) + 1) * bpb.spc <= bpb.bsec;
 546              bpb.spc <<= 1);
 547     if (fat != 32 && bpb.bspf > MAXU16)
 548         errx(1, "too many sectors/FAT for FAT12/16");
 549     x1 = bpb.res + rds;
 550     x = bpb.bspf ? bpb.bspf : 1;
 551     if (x1 + (u_int64_t)x * bpb.nft > bpb.bsec)
 552         errx(1, "meta data exceeds file system size");
 553     x1 += x * bpb.nft;
 554     x = (u_int64_t)(bpb.bsec - x1) * bpb.bps * NPB /
 555         (bpb.spc * bpb.bps * NPB + fat / BPN * bpb.nft);
 556     x2 = howmany((RESFTE + MIN(x, maxcls(fat))) * (fat / BPN),
 557                  bpb.bps * NPB);
 558     if (!bpb.bspf) {
 559         bpb.bspf = x2;
 560         x1 += (bpb.bspf - 1) * bpb.nft;
 561     }
 562     cls = (bpb.bsec - x1) / bpb.spc;
 563     x = (u_int64_t)bpb.bspf * bpb.bps * NPB / (fat / BPN) - RESFTE;
 564     if (cls > x)
 565         cls = x;
 566     if (bpb.bspf < x2)
 567         warnx("warning: sectors/FAT limits file system to %u clusters",
 568               cls);
 569     if (cls < mincls(fat))
 570         errx(1, "%u clusters too few clusters for FAT%u, need %u", cls, fat,
 571             mincls(fat));
 572     if (cls > maxcls(fat)) {
 573         cls = maxcls(fat);
 574         bpb.bsec = x1 + (cls + 1) * bpb.spc - 1;
 575         warnx("warning: FAT type limits file system to %u sectors",
 576               bpb.bsec);
 577     }
 578     printf("%s: %u sector%s in %u FAT%u cluster%s "
 579            "(%u bytes/cluster)\n", fname, cls * bpb.spc,
 580            cls * bpb.spc == 1 ? "" : "s", cls, fat,
 581            cls == 1 ? "" : "s", bpb.bps * bpb.spc);
 582     if (!bpb.mid)
 583         bpb.mid = !bpb.hid ? 0xf0 : 0xf8;
 584     if (fat == 32)
 585         bpb.rdcl = RESFTE;
 586     if (bpb.hid + bpb.bsec <= MAXU16) {
 587         bpb.sec = bpb.bsec;
 588         bpb.bsec = 0;
 589     }
 590     if (fat != 32) {
 591         bpb.spf = bpb.bspf;
 592         bpb.bspf = 0;
 593     }
 594     print_bpb(&bpb);
 595     if (!opt_N) {
 596         gettimeofday(&tv, NULL);
 597         now = tv.tv_sec;
 598         tm = localtime(&now);
 599         if (!(img = malloc(bpb.bps)))
 600             err(1, NULL);
 601         dir = bpb.res + (bpb.spf ? bpb.spf : bpb.bspf) * bpb.nft;
 602         for (lsn = 0; lsn < dir + (fat == 32 ? bpb.spc : rds); lsn++) {
 603             x = lsn;
 604             if (opt_B &&
 605                 fat == 32 && bpb.bkbs != MAXU16 &&
 606                 bss <= bpb.bkbs && x >= bpb.bkbs) {
 607                 x -= bpb.bkbs;
 608                 if (!x && lseek(fd1, opt_ofs, SEEK_SET))
 609                     err(1, "%s", bname);
 610             }
 611             if (opt_B && x < bss) {
 612                 if ((n = read(fd1, img, bpb.bps)) == -1)
 613                     err(1, "%s", bname);
 614                 if ((unsigned)n != bpb.bps)
 615                     errx(1, "%s: can't read sector %u", bname, x);
 616             } else
 617                 memset(img, 0, bpb.bps);
 618             if (!lsn ||
 619               (fat == 32 && bpb.bkbs != MAXU16 && lsn == bpb.bkbs)) {
 620                 x1 = sizeof(struct bs);
 621                 bsbpb = (struct bsbpb *)(img + x1);
 622                 mk2(bsbpb->bps, bpb.bps);
 623                 mk1(bsbpb->spc, bpb.spc);
 624                 mk2(bsbpb->res, bpb.res);
 625                 mk1(bsbpb->nft, bpb.nft);
 626                 mk2(bsbpb->rde, bpb.rde);
 627                 mk2(bsbpb->sec, bpb.sec);
 628                 mk1(bsbpb->mid, bpb.mid);
 629                 mk2(bsbpb->spf, bpb.spf);
 630                 mk2(bsbpb->spt, bpb.spt);
 631                 mk2(bsbpb->hds, bpb.hds);
 632                 mk4(bsbpb->hid, bpb.hid);
 633                 mk4(bsbpb->bsec, bpb.bsec);
 634                 x1 += sizeof(struct bsbpb);
 635                 if (fat == 32) {
 636                     bsxbpb = (struct bsxbpb *)(img + x1);
 637                     mk4(bsxbpb->bspf, bpb.bspf);
 638                     mk2(bsxbpb->xflg, 0);
 639                     mk2(bsxbpb->vers, 0);
 640                     mk4(bsxbpb->rdcl, bpb.rdcl);
 641                     mk2(bsxbpb->infs, bpb.infs);
 642                     mk2(bsxbpb->bkbs, bpb.bkbs);
 643                     x1 += sizeof(struct bsxbpb);
 644                 }
 645                 bsx = (struct bsx *)(img + x1);
 646                 mk1(bsx->sig, 0x29);
 647                 if (Iflag)
 648                     x = opt_I;
 649                 else
 650                     x = (((u_int)(1 + tm->tm_mon) << 8 |
 651                           (u_int)tm->tm_mday) +
 652                          ((u_int)tm->tm_sec << 8 |
 653                           (u_int)(tv.tv_usec / 10))) << 16 |
 654                         ((u_int)(1900 + tm->tm_year) +
 655                          ((u_int)tm->tm_hour << 8 |
 656                           (u_int)tm->tm_min));
 657                 mk4(bsx->volid, x);
 658                 mklabel(bsx->label, opt_L ? opt_L : "NO NAME");
 659                 sprintf(buf, "FAT%u", fat);
 660                 setstr(bsx->type, buf, sizeof(bsx->type));
 661                 if (!opt_B) {
 662                     x1 += sizeof(struct bsx);
 663                     bs = (struct bs *)img;
 664                     mk1(bs->jmp[0], 0xeb);
 665                     mk1(bs->jmp[1], x1 - 2);
 666                     mk1(bs->jmp[2], 0x90);
 667                     setstr(bs->oem, opt_O ? opt_O : "BSD  4.4",
 668                            sizeof(bs->oem));
 669                     memcpy(img + x1, bootcode, sizeof(bootcode));
 670                     mk2(img + MINBPS - 2, DOSMAGIC);
 671                 }
 672             } else if (fat == 32 && bpb.infs != MAXU16 &&
 673                        (lsn == bpb.infs ||
 674                         (bpb.bkbs != MAXU16 &&
 675                          lsn == bpb.bkbs + bpb.infs))) {
 676                 mk4(img, 0x41615252);
 677                 mk4(img + MINBPS - 28, 0x61417272);
 678                 mk4(img + MINBPS - 24, 0xffffffff);
 679                 mk4(img + MINBPS - 20, bpb.rdcl);
 680                 mk2(img + MINBPS - 2, DOSMAGIC);
 681             } else if (lsn >= bpb.res && lsn < dir &&
 682                        !((lsn - bpb.res) %
 683                          (bpb.spf ? bpb.spf : bpb.bspf))) {
 684                 mk1(img[0], bpb.mid);
 685                 for (x = 1; x < fat * (fat == 32 ? 3 : 2) / 8; x++)
 686                     mk1(img[x], fat == 32 && x % 4 == 3 ? 0x0f : 0xff);
 687             } else if (lsn == dir && opt_L) {
 688                 de = (struct de *)img;
 689                 mklabel(de->namext, opt_L);
 690                 mk1(de->attr, 050);
 691                 x = (u_int)tm->tm_hour << 11 |
 692                     (u_int)tm->tm_min << 5 |
 693                     (u_int)tm->tm_sec >> 1;
 694                 mk2(de->time, x);
 695                 x = (u_int)(tm->tm_year - 80) << 9 |
 696                     (u_int)(tm->tm_mon + 1) << 5 |
 697                     (u_int)tm->tm_mday;
 698                 mk2(de->date, x);
 699             }
 700             if ((n = write(fd, img, bpb.bps)) == -1)
 701                 err(1, "%s", fname);
 702             if ((unsigned)n != bpb.bps)
 703                 errx(1, "%s: can't write sector %u", fname, lsn);
 704         }
 705     }
 706     return 0;
 707 }
 708
 709 /*
 710  * Exit with error if file system is mounted.
 711  */
 712 static void
 713 check_mounted(const char *fname, mode_t mode)
 714 {
 715     struct statfs *mp;
 716     const char *s1, *s2;
 717     size_t len;
 718     int n, r;
 719
 720     if (!(n = getmntinfo(&mp, MNT_NOWAIT)))
 721         err(1, "getmntinfo");
 722     len = strlen(_PATH_DEV);
 723     s1 = fname;
 724     if (!strncmp(s1, _PATH_DEV, len))
 725         s1 += len;
 726     r = S_ISCHR(mode) && s1 != fname && *s1 == 'r';
 727     for (; n--; mp++) {
 728         s2 = mp->f_mntfromname;
 729         if (!strncmp(s2, _PATH_DEV, len))
 730             s2 += len;
 731         if ((r && s2 != mp->f_mntfromname && !strcmp(s1 + 1, s2)) ||
 732             !strcmp(s1, s2))
 733             errx(1, "%s is mounted on %s", fname, mp->f_mntonname);
 734     }
 735 }
 736
 737 /*
 738  * Get a standard format.
 739  */
 740 static void
 741 getstdfmt(const char *fmt, struct bpb *bpb)
 742 {
 743     u_int x, i;
 744
 745     x = sizeof(stdfmt) / sizeof(stdfmt[0]);
 746     for (i = 0; i < x && strcmp(fmt, stdfmt[i].name); i++);
 747     if (i == x)
 748         errx(1, "%s: unknown standard format", fmt);
 749     *bpb = stdfmt[i].bpb;
 750 }
 751
 752 /*
 753  * Get disk slice, partition, and geometry information.
 754  */
 755 static void
 756 getdiskinfo(int fd, const char *fname, const char *dtype, __unused int oflag,
 757             struct bpb *bpb)
 758 {
 759     struct disklabel *lp, dlp;
 760     struct fd_type type;
 761     off_t ms, hs = 0;
 762
 763     lp = NULL;
 764
 765     /* If the user specified a disk type, try to use that */
 766     if (dtype != NULL) {
 767         lp = getdiskbyname(dtype);
 768     }
 769
 770     /* Maybe it's a floppy drive */
 771     if (lp == NULL) {
 772         if (ioctl(fd, DIOCGMEDIASIZE, &ms) == -1) {
 773             struct stat st;
 774
 775             if (fstat(fd, &st))
 776                 err(1, "Cannot get disk size");
 777             /* create a fake geometry for a file image */
 778             ms = st.st_size;
 779             dlp.d_secsize = 512;
 780             dlp.d_nsectors = 63;
 781             dlp.d_ntracks = 255;
 782             dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
 783             lp = &dlp;
 784         } else if (ioctl(fd, FD_GTYPE, &type) != -1) {
 785             dlp.d_secsize = 128 << type.secsize;
 786             dlp.d_nsectors = type.sectrac;
 787             dlp.d_ntracks = type.heads;
 788             dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
 789             lp = &dlp;
 790         }
 791     }
 792
 793     /* Maybe it's a fixed drive */
 794     if (lp == NULL) {
 795         if (ioctl(fd, DIOCGDINFO, &dlp) == -1) {
 796             if (ioctl(fd, DIOCGSECTORSIZE, &dlp.d_secsize) == -1)
 797                 errx(1, "Cannot get sector size, %s", strerror(errno));
 798             if (ioctl(fd, DIOCGFWSECTORS, &dlp.d_nsectors) == -1)
 799                 errx(1, "Cannot get number of sectors, %s", strerror(errno));
 800             if (ioctl(fd, DIOCGFWHEADS, &dlp.d_ntracks)== -1)
 801                 errx(1, "Cannot get number of heads, %s", strerror(errno));
 802             dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
 803         }
 804
 805         hs = (ms / dlp.d_secsize) - dlp.d_secperunit;
 806         lp = &dlp;
 807     }
 808
 809     if (bpb->bps == 0)
 810         bpb->bps = ckgeom(fname, lp->d_secsize, "bytes/sector");
 811     if (bpb->spt == 0)
 812         bpb->spt = ckgeom(fname, lp->d_nsectors, "sectors/track");
 813     if (bpb->hds == 0)
 814         bpb->hds = ckgeom(fname, lp->d_ntracks, "drive heads");
 815     if (bpb->bsec == 0)
 816         bpb->bsec = lp->d_secperunit;
 817     if (bpb->hid == 0)
 818         bpb->hid = hs;
 819 }
 820
 821 /*
 822  * Print out BPB values.
 823  */
 824 static void
 825 print_bpb(struct bpb *bpb)
 826 {
 827     printf("bps=%u spc=%u res=%u nft=%u", bpb->bps, bpb->spc, bpb->res,
 828            bpb->nft);
 829     if (bpb->rde)
 830         printf(" rde=%u", bpb->rde);
 831     if (bpb->sec)
 832         printf(" sec=%u", bpb->sec);
 833     printf(" mid=%#x", bpb->mid);
 834     if (bpb->spf)
 835         printf(" spf=%u", bpb->spf);
 836     printf(" spt=%u hds=%u hid=%u", bpb->spt, bpb->hds, bpb->hid);
 837     if (bpb->bsec)
 838         printf(" bsec=%u", bpb->bsec);
 839     if (!bpb->spf) {
 840         printf(" bspf=%u rdcl=%u", bpb->bspf, bpb->rdcl);
 841         printf(" infs=");
 842         printf(bpb->infs == MAXU16 ? "%#x" : "%u", bpb->infs);
 843         printf(" bkbs=");
 844         printf(bpb->bkbs == MAXU16 ? "%#x" : "%u", bpb->bkbs);
 845     }
 846     printf("\n");
 847 }
 848
 849 /*
 850  * Check a disk geometry value.
 851  */
 852 static u_int
 853 ckgeom(const char *fname, u_int val, const char *msg)
 854 {
 855     if (!val)
 856         errx(1, "%s: no default %s", fname, msg);
 857     if (val > MAXU16)
 858         errx(1, "%s: illegal %s %d", fname, msg, val);
 859     return val;
 860 }
 861
 862 /*
 863  * Convert and check a numeric option argument.
 864  */
 865 static u_int
 866 argtou(const char *arg, u_int lo, u_int hi, const char *msg)
 867 {
 868     char *s;
 869     u_long x;
 870
 871     errno = 0;
 872     x = strtoul(arg, &s, 0);
 873     if (errno || !*arg || *s || x < lo || x > hi)
 874         errx(1, "%s: bad %s", arg, msg);
 875     return x;
 876 }
 877
 878 /*
 879  * Same for off_t, with optional skmgpP suffix
 880  */
 881 static off_t
 882 argtooff(const char *arg, const char *msg)
 883 {
 884     char *s;
 885     off_t x;
 886
 887     x = strtoll(arg, &s, 0);
 888     /* allow at most one extra char */
 889     if (errno || x < 0 || (s[0] && s[1]) )
 890         errx(1, "%s: bad %s", arg, msg);
 891     if (*s) {   /* the extra char is the multiplier */
 892         switch (*s) {
 893         default:
 894             errx(1, "%s: bad %s", arg, msg);
 895             /* notreached */
 896
 897         case 's':       /* sector */
 898         case 'S':
 899             x <<= 9;    /* times 512 */
 900             break;
 901
 902         case 'k':       /* kilobyte */
 903         case 'K':
 904             x <<= 10;   /* times 1024 */
 905             break;
 906
 907         case 'm':       /* megabyte */
 908         case 'M':
 909             x <<= 20;   /* times 1024*1024 */
 910             break;
 911
 912         case 'g':       /* gigabyte */
 913         case 'G':
 914             x <<= 30;   /* times 1024*1024*1024 */
 915             break;
 916
 917         case 'p':       /* partition start */
 918         case 'P':       /* partition start */
 919         case 'l':       /* partition length */
 920         case 'L':       /* partition length */
 921             errx(1, "%s: not supported yet %s", arg, msg);
 922             /* notreached */
 923         }
 924     }
 925     return x;
 926 }
 927
 928 /*
 929  * Check a volume label.
 930  */
 931 static int
 932 oklabel(const char *src)
 933 {
 934     int c, i;
 935
 936     for (i = 0; i <= 11; i++) {
 937         c = (u_char)*src++;
 938         if (c < ' ' + !i || strchr("\"*+,./:;<=>?[\\]|", c))
 939             break;
 940     }
 941     return i && !c;
 942 }
 943
 944 /*
 945  * Make a volume label.
 946  */
 947 static void
 948 mklabel(u_int8_t *dest, const char *src)
 949 {
 950     int c, i;
 951
 952     for (i = 0; i < 11; i++) {
 953         c = *src ? toupper(*src++) : ' ';
 954         *dest++ = !i && c == '\xe5' ? 5 : c;
 955     }
 956 }
 957
 958 /*
 959  * Copy string, padding with spaces.
 960  */
 961 static void
 962 setstr(u_int8_t *dest, const char *src, size_t len)
 963 {
 964     while (len--)
 965         *dest++ = *src ? *src++ : ' ';
 966 }
 967
 968 /*
 969  * Print usage message.
 970  */
 971 static void
 972 usage(void)
 973 {
 974     fprintf(stderr,
 975             "usage: newfs_msdos [ -options ] special [disktype]\n");
 976     fprintf(stderr, "where the options are:\n");
 977     fprintf(stderr, "\t-N don't create file system: "
 978             "just print out parameters\n");
 979     fprintf(stderr, "\t-B get bootstrap from file\n");
 980     fprintf(stderr, "\t-F FAT type (12, 16, or 32)\n");
 981     fprintf(stderr, "\t-I volume ID\n");
 982     fprintf(stderr, "\t-L volume label\n");
 983     fprintf(stderr, "\t-O OEM string\n");
 984     fprintf(stderr, "\t-S bytes/sector\n");
 985     fprintf(stderr, "\t-a sectors/FAT\n");
 986     fprintf(stderr, "\t-b block size\n");
 987     fprintf(stderr, "\t-c sectors/cluster\n");
 988     fprintf(stderr, "\t-e root directory entries\n");
 989     fprintf(stderr, "\t-f standard format\n");
 990     fprintf(stderr, "\t-h drive heads\n");
 991     fprintf(stderr, "\t-i file system info sector\n");
 992     fprintf(stderr, "\t-k backup boot sector\n");
 993     fprintf(stderr, "\t-m media descriptor\n");
 994     fprintf(stderr, "\t-n number of FATs\n");
 995     fprintf(stderr, "\t-o hidden sectors\n");
 996     fprintf(stderr, "\t-r reserved sectors\n");
 997     fprintf(stderr, "\t-s file system size (sectors)\n");
 998     fprintf(stderr, "\t-u sectors/track\n");
 999     exit(1);
1000 }