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  1U            /* minimum FAT12 clusters */
  66 #define MINCLS16  0x1000U       /* minimum FAT16 clusters */
  67 #define MINCLS32  2U            /* minimum FAT32 clusters */
  68 #define MAXCLS12  0xfedU        /* maximum FAT12 clusters */
  69 #define MAXCLS16  0xfff5U       /* maximum FAT16 clusters */
  70 #define MAXCLS32  0xffffff5U    /* 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 #define INIT(a, b, c, d, e, f, g, h, i, j) \
 169     { .bps = a, .spc = b, .res = c, .nft = d, .rde = e, \
 170       .sec = f, .mid = g, .spf = h, .spt = i, .hds = j, }
 171 static struct {
 172     const char *name;
 173     struct bpb bpb;
 174 } const stdfmt[] = {
 175     {"160",  INIT(512, 1, 1, 2,  64,  320, 0xfe, 1,  8, 1)},
 176     {"180",  INIT(512, 1, 1, 2,  64,  360, 0xfc, 2,  9, 1)},
 177     {"320",  INIT(512, 2, 1, 2, 112,  640, 0xff, 1,  8, 2)},
 178     {"360",  INIT(512, 2, 1, 2, 112,  720, 0xfd, 2,  9, 2)},
 179     {"640",  INIT(512, 2, 1, 2, 112, 1280, 0xfb, 2,  8, 2)},
 180     {"720",  INIT(512, 2, 1, 2, 112, 1440, 0xf9, 3,  9, 2)},
 181     {"1200", INIT(512, 1, 1, 2, 224, 2400, 0xf9, 7, 15, 2)},
 182     {"1232", INIT(1024,1, 1, 2, 192, 1232, 0xfe, 2,  8, 2)},
 183     {"1440", INIT(512, 1, 1, 2, 224, 2880, 0xf0, 9, 18, 2)},
 184     {"2880", INIT(512, 2, 1, 2, 240, 5760, 0xf0, 9, 36, 2)}
 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 void check_mounted(const char *, mode_t);
 220 static void getstdfmt(const char *, struct bpb *);
 221 static void getdiskinfo(int, const char *, const char *, int,
 222                         struct bpb *);
 223 static void print_bpb(struct bpb *);
 224 static u_int ckgeom(const char *, u_int, const char *);
 225 static u_int argtou(const char *, u_int, u_int, const char *);
 226 static off_t argtooff(const char *, const char *);
 227 static int oklabel(const char *);
 228 static void mklabel(u_int8_t *, const char *);
 229 static void setstr(u_int8_t *, const char *, size_t);
 230 static void usage(void);
 231
 232 /*
 233  * Construct a FAT12, FAT16, or FAT32 file system.
 234  */
 235 int
 236 main(int argc, char *argv[])
 237 {
 238     static const char opts[] = "@:NB:C:F:I:L:O:S:a:b:c:e:f:h:i:k:m:n:o:r:s:u:";
 239     const char *opt_B = NULL, *opt_L = NULL, *opt_O = NULL, *opt_f = NULL;
 240     u_int opt_F = 0, opt_I = 0, opt_S = 0, opt_a = 0, opt_b = 0, opt_c = 0;
 241     u_int opt_e = 0, opt_h = 0, opt_i = 0, opt_k = 0, opt_m = 0, opt_n = 0;
 242     u_int opt_o = 0, opt_r = 0, opt_s = 0, opt_u = 0;
 243     int opt_N = 0;
 244     int Iflag = 0, mflag = 0, oflag = 0;
 245     char buf[MAXPATHLEN];
 246     struct stat sb;
 247     struct timeval tv;
 248     struct bpb bpb;
 249     struct tm *tm;
 250     struct bs *bs;
 251     struct bsbpb *bsbpb;
 252     struct bsxbpb *bsxbpb;
 253     struct bsx *bsx;
 254     struct de *de;
 255     u_int8_t *img;
 256     const char *fname, *dtype, *bname;
 257     ssize_t n;
 258     time_t now;
 259     u_int fat, bss, rds, cls, dir, lsn, x, x1, x2;
 260     int ch, fd, fd1;
 261     off_t opt_create = 0, opt_ofs = 0;
 262
 263     while ((ch = getopt(argc, argv, opts)) != -1)
 264         switch (ch) {
 265         case '@':
 266             opt_ofs = argtooff(optarg, "offset");
 267             break;
 268         case 'N':
 269             opt_N = 1;
 270             break;
 271         case 'B':
 272             opt_B = optarg;
 273             break;
 274         case 'C':
 275             opt_create = argtooff(optarg, "create size");
 276             break;
 277         case 'F':
 278             if (strcmp(optarg, "12") &&
 279                 strcmp(optarg, "16") &&
 280                 strcmp(optarg, "32"))
 281                 errx(1, "%s: bad FAT type", optarg);
 282             opt_F = atoi(optarg);
 283             break;
 284         case 'I':
 285             opt_I = argto4(optarg, 0, "volume ID");
 286             Iflag = 1;
 287             break;
 288         case 'L':
 289             if (!oklabel(optarg))
 290                 errx(1, "%s: bad volume label", optarg);
 291             opt_L = optarg;
 292             break;
 293         case 'O':
 294             if (strlen(optarg) > 8)
 295                 errx(1, "%s: bad OEM string", optarg);
 296             opt_O = optarg;
 297             break;
 298         case 'S':
 299             opt_S = argto2(optarg, 1, "bytes/sector");
 300             break;
 301         case 'a':
 302             opt_a = argto4(optarg, 1, "sectors/FAT");
 303             break;
 304         case 'b':
 305             opt_b = argtox(optarg, 1, "block size");
 306             opt_c = 0;
 307             break;
 308         case 'c':
 309             opt_c = argto1(optarg, 1, "sectors/cluster");
 310             opt_b = 0;
 311             break;
 312         case 'e':
 313             opt_e = argto2(optarg, 1, "directory entries");
 314             break;
 315         case 'f':
 316             opt_f = optarg;
 317             break;
 318         case 'h':
 319             opt_h = argto2(optarg, 1, "drive heads");
 320             break;
 321         case 'i':
 322             opt_i = argto2(optarg, 1, "info sector");
 323             break;
 324         case 'k':
 325             opt_k = argto2(optarg, 1, "backup sector");
 326             break;
 327         case 'm':
 328             opt_m = argto1(optarg, 0, "media descriptor");
 329             mflag = 1;
 330             break;
 331         case 'n':
 332             opt_n = argto1(optarg, 1, "number of FATs");
 333             break;
 334         case 'o':
 335             opt_o = argto4(optarg, 0, "hidden sectors");
 336             oflag = 1;
 337             break;
 338         case 'r':
 339             opt_r = argto2(optarg, 1, "reserved sectors");
 340             break;
 341         case 's':
 342             opt_s = argto4(optarg, 1, "file system size");
 343             break;
 344         case 'u':
 345             opt_u = argto2(optarg, 1, "sectors/track");
 346             break;
 347         default:
 348             usage();
 349         }
 350     argc -= optind;
 351     argv += optind;
 352     if (argc < 1 || argc > 2)
 353         usage();
 354     fname = *argv++;
 355     if (!opt_create && !strchr(fname, '/')) {
 356         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s%s", _PATH_DEV, fname);
 357         if (!(fname = strdup(buf)))
 358             err(1, NULL);
 359     }
 360     dtype = *argv;
 361     if (opt_create) {
 362         if (opt_N)
 363             errx(1, "create (-C) is incompatible with -N");
 364         fd = open(fname, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
 365         if (fd == -1)
 366             errx(1, "failed to create %s", fname);
 367         if (ftruncate(fd, opt_create))
 368             errx(1, "failed to initialize %jd bytes", (intmax_t)opt_create);
 369     } else if ((fd = open(fname, opt_N ? O_RDONLY : O_RDWR)) == -1)
 370         err(1, "%s", fname);
 371     if (fstat(fd, &sb))
 372         err(1, "%s", fname);
 373     if (opt_create) {
 374         if (!S_ISREG(sb.st_mode))
 375             warnx("warning, %s is not a regular file", fname);
 376     } else {
 377         if (!S_ISCHR(sb.st_mode))
 378             warnx("warning, %s is not a character device", fname);
 379     }
 380     if (!opt_N)
 381         check_mounted(fname, sb.st_mode);
 382     if (opt_ofs && opt_ofs != lseek(fd, opt_ofs, SEEK_SET))
 383         errx(1, "cannot seek to %jd", (intmax_t)opt_ofs);
 384     memset(&bpb, 0, sizeof(bpb));
 385     if (opt_f) {
 386         getstdfmt(opt_f, &bpb);
 387         bpb.bsec = bpb.sec;
 388         bpb.sec = 0;
 389         bpb.bspf = bpb.spf;
 390         bpb.spf = 0;
 391     }
 392     if (opt_h)
 393         bpb.hds = opt_h;
 394     if (opt_u)
 395         bpb.spt = opt_u;
 396     if (opt_S)
 397         bpb.bps = opt_S;
 398     if (opt_s)
 399         bpb.bsec = opt_s;
 400     if (oflag)
 401         bpb.hid = opt_o;
 402     if (!(opt_f || (opt_h && opt_u && opt_S && opt_s && oflag))) {
 403         off_t delta;
 404         getdiskinfo(fd, fname, dtype, oflag, &bpb);
 405         bpb.bsec -= (opt_ofs / bpb.bps);
 406         delta = bpb.bsec % bpb.spt;
 407         if (delta != 0) {
 408             warnx("trim %d sectors to adjust to a multiple of %d",
 409                 (int)delta, bpb.spt);
 410             bpb.bsec -= delta;
 411         }
 412         if (bpb.spc == 0) {     /* set defaults */
 413             if (bpb.bsec <= 6000)       /* about 3MB -> 512 bytes */
 414                 bpb.spc = 1;
 415             else if (bpb.bsec <= (1<<17)) /* 64M -> 4k */
 416                 bpb.spc = 8;
 417             else if (bpb.bsec <= (1<<19)) /* 256M -> 8k */
 418                 bpb.spc = 16;
 419             else if (bpb.bsec <= (1<<21)) /* 1G -> 16k */
 420                 bpb.spc = 32;
 421             else
 422                 bpb.spc = 64;           /* otherwise 32k */
 423         }
 424     }
 425     if (!powerof2(bpb.bps))
 426         errx(1, "bytes/sector (%u) is not a power of 2", bpb.bps);
 427     if (bpb.bps < MINBPS)
 428         errx(1, "bytes/sector (%u) is too small; minimum is %u",
 429              bpb.bps, MINBPS);
 430     if (!(fat = opt_F)) {
 431         if (opt_f)
 432             fat = 12;
 433         else if (!opt_e && (opt_i || opt_k))
 434             fat = 32;
 435     }
 436     if ((fat == 32 && opt_e) || (fat != 32 && (opt_i || opt_k)))
 437         errx(1, "-%c is not a legal FAT%s option",
 438              fat == 32 ? 'e' : opt_i ? 'i' : 'k',
 439              fat == 32 ? "32" : "12/16");
 440     if (opt_f && fat == 32)
 441         bpb.rde = 0;
 442     if (opt_b) {
 443         if (!powerof2(opt_b))
 444             errx(1, "block size (%u) is not a power of 2", opt_b);
 445         if (opt_b < bpb.bps)
 446             errx(1, "block size (%u) is too small; minimum is %u",
 447                  opt_b, bpb.bps);
 448         if (opt_b > bpb.bps * MAXSPC)
 449             errx(1, "block size (%u) is too large; maximum is %u",
 450                  opt_b, bpb.bps * MAXSPC);
 451         bpb.spc = opt_b / bpb.bps;
 452     }
 453     if (opt_c) {
 454         if (!powerof2(opt_c))
 455             errx(1, "sectors/cluster (%u) is not a power of 2", opt_c);
 456         bpb.spc = opt_c;
 457     }
 458     if (opt_r)
 459         bpb.res = opt_r;
 460     if (opt_n) {
 461         if (opt_n > MAXNFT)
 462             errx(1, "number of FATs (%u) is too large; maximum is %u",
 463                  opt_n, MAXNFT);
 464         bpb.nft = opt_n;
 465     }
 466     if (opt_e)
 467         bpb.rde = opt_e;
 468     if (mflag) {
 469         if (opt_m < 0xf0)
 470             errx(1, "illegal media descriptor (%#x)", opt_m);
 471         bpb.mid = opt_m;
 472     }
 473     if (opt_a)
 474         bpb.bspf = opt_a;
 475     if (opt_i)
 476         bpb.infs = opt_i;
 477     if (opt_k)
 478         bpb.bkbs = opt_k;
 479     bss = 1;
 480     bname = NULL;
 481     fd1 = -1;
 482     if (opt_B) {
 483         bname = opt_B;
 484         if (!strchr(bname, '/')) {
 485             snprintf(buf, sizeof(buf), "/boot/%s", bname);
 486             if (!(bname = strdup(buf)))
 487                 err(1, NULL);
 488         }
 489         if ((fd1 = open(bname, O_RDONLY)) == -1 || fstat(fd1, &sb))
 490             err(1, "%s", bname);
 491         if (!S_ISREG(sb.st_mode) || sb.st_size % bpb.bps ||
 492             sb.st_size < bpb.bps || sb.st_size > bpb.bps * MAXU16)
 493             errx(1, "%s: inappropriate file type or format", bname);
 494         bss = sb.st_size / bpb.bps;
 495     }
 496     if (!bpb.nft)
 497         bpb.nft = 2;
 498     if (!fat) {
 499         if (bpb.bsec < (bpb.res ? bpb.res : bss) +
 500             howmany((RESFTE + (bpb.spc ? MINCLS16 : MAXCLS12 + 1)) *
 501                     ((bpb.spc ? 16 : 12) / BPN), bpb.bps * NPB) *
 502             bpb.nft +
 503             howmany(bpb.rde ? bpb.rde : DEFRDE,
 504                     bpb.bps / sizeof(struct de)) +
 505             (bpb.spc ? MINCLS16 : MAXCLS12 + 1) *
 506             (bpb.spc ? bpb.spc : howmany(DEFBLK, bpb.bps)))
 507             fat = 12;
 508         else if (bpb.rde || bpb.bsec <
 509                  (bpb.res ? bpb.res : bss) +
 510                  howmany((RESFTE + MAXCLS16) * 2, bpb.bps) * bpb.nft +
 511                  howmany(DEFRDE, bpb.bps / sizeof(struct de)) +
 512                  (MAXCLS16 + 1) *
 513                  (bpb.spc ? bpb.spc : howmany(8192, bpb.bps)))
 514             fat = 16;
 515         else
 516             fat = 32;
 517     }
 518     x = bss;
 519     if (fat == 32) {
 520         if (!bpb.infs) {
 521             if (x == MAXU16 || x == bpb.bkbs)
 522                 errx(1, "no room for info sector");
 523             bpb.infs = x;
 524         }
 525         if (bpb.infs != MAXU16 && x <= bpb.infs)
 526             x = bpb.infs + 1;
 527         if (!bpb.bkbs) {
 528             if (x == MAXU16)
 529                 errx(1, "no room for backup sector");
 530             bpb.bkbs = x;
 531         } else if (bpb.bkbs != MAXU16 && bpb.bkbs == bpb.infs)
 532             errx(1, "backup sector would overwrite info sector");
 533         if (bpb.bkbs != MAXU16 && x <= bpb.bkbs)
 534             x = bpb.bkbs + 1;
 535     }
 536     if (!bpb.res)
 537         bpb.res = fat == 32 ? MAX(x, MAX(16384 / bpb.bps, 4)) : x;
 538     else if (bpb.res < x)
 539         errx(1, "too few reserved sectors (need %d have %d)", x, bpb.res);
 540     if (fat != 32 && !bpb.rde)
 541         bpb.rde = DEFRDE;
 542     rds = howmany(bpb.rde, bpb.bps / sizeof(struct de));
 543     if (!bpb.spc)
 544         for (bpb.spc = howmany(fat == 16 ? DEFBLK16 : DEFBLK, bpb.bps);
 545              bpb.spc < MAXSPC &&
 546              bpb.res +
 547              howmany((RESFTE + maxcls(fat)) * (fat / BPN),
 548                      bpb.bps * NPB) * bpb.nft +
 549              rds +
 550              (u_int64_t)(maxcls(fat) + 1) * bpb.spc <= bpb.bsec;
 551              bpb.spc <<= 1);
 552     if (fat != 32 && bpb.bspf > MAXU16)
 553         errx(1, "too many sectors/FAT for FAT12/16");
 554     x1 = bpb.res + rds;
 555     x = bpb.bspf ? bpb.bspf : 1;
 556     if (x1 + (u_int64_t)x * bpb.nft > bpb.bsec)
 557         errx(1, "meta data exceeds file system size");
 558     x1 += x * bpb.nft;
 559     x = (u_int64_t)(bpb.bsec - x1) * bpb.bps * NPB /
 560         (bpb.spc * bpb.bps * NPB + fat / BPN * bpb.nft);
 561     x2 = howmany((RESFTE + MIN(x, maxcls(fat))) * (fat / BPN),
 562                  bpb.bps * NPB);
 563     if (!bpb.bspf) {
 564         bpb.bspf = x2;
 565         x1 += (bpb.bspf - 1) * bpb.nft;
 566     }
 567     cls = (bpb.bsec - x1) / bpb.spc;
 568     x = (u_int64_t)bpb.bspf * bpb.bps * NPB / (fat / BPN) - RESFTE;
 569     if (cls > x)
 570         cls = x;
 571     if (bpb.bspf < x2)
 572         warnx("warning: sectors/FAT limits file system to %u clusters",
 573               cls);
 574     if (cls < mincls(fat))
 575         errx(1, "%u clusters too few clusters for FAT%u, need %u", cls, fat,
 576             mincls(fat));
 577     if (cls > maxcls(fat)) {
 578         cls = maxcls(fat);
 579         bpb.bsec = x1 + (cls + 1) * bpb.spc - 1;
 580         warnx("warning: FAT type limits file system to %u sectors",
 581               bpb.bsec);
 582     }
 583     printf("%s: %u sector%s in %u FAT%u cluster%s "
 584            "(%u bytes/cluster)\n", fname, cls * bpb.spc,
 585            cls * bpb.spc == 1 ? "" : "s", cls, fat,
 586            cls == 1 ? "" : "s", bpb.bps * bpb.spc);
 587     if (!bpb.mid)
 588         bpb.mid = !bpb.hid ? 0xf0 : 0xf8;
 589     if (fat == 32)
 590         bpb.rdcl = RESFTE;
 591     if (bpb.hid + bpb.bsec <= MAXU16) {
 592         bpb.sec = bpb.bsec;
 593         bpb.bsec = 0;
 594     }
 595     if (fat != 32) {
 596         bpb.spf = bpb.bspf;
 597         bpb.bspf = 0;
 598     }
 599     print_bpb(&bpb);
 600     if (!opt_N) {
 601         gettimeofday(&tv, NULL);
 602         now = tv.tv_sec;
 603         tm = localtime(&now);
 604         if (!(img = malloc(bpb.bps)))
 605             err(1, NULL);
 606         dir = bpb.res + (bpb.spf ? bpb.spf : bpb.bspf) * bpb.nft;
 607         for (lsn = 0; lsn < dir + (fat == 32 ? bpb.spc : rds); lsn++) {
 608             x = lsn;
 609             if (opt_B &&
 610                 fat == 32 && bpb.bkbs != MAXU16 &&
 611                 bss <= bpb.bkbs && x >= bpb.bkbs) {
 612                 x -= bpb.bkbs;
 613                 if (!x && lseek(fd1, opt_ofs, SEEK_SET))
 614                     err(1, "%s", bname);
 615             }
 616             if (opt_B && x < bss) {
 617                 if ((n = read(fd1, img, bpb.bps)) == -1)
 618                     err(1, "%s", bname);
 619                 if ((unsigned)n != bpb.bps)
 620                     errx(1, "%s: can't read sector %u", bname, x);
 621             } else
 622                 memset(img, 0, bpb.bps);
 623             if (!lsn ||
 624               (fat == 32 && bpb.bkbs != MAXU16 && lsn == bpb.bkbs)) {
 625                 x1 = sizeof(struct bs);
 626                 bsbpb = (struct bsbpb *)(img + x1);
 627                 mk2(bsbpb->bps, bpb.bps);
 628                 mk1(bsbpb->spc, bpb.spc);
 629                 mk2(bsbpb->res, bpb.res);
 630                 mk1(bsbpb->nft, bpb.nft);
 631                 mk2(bsbpb->rde, bpb.rde);
 632                 mk2(bsbpb->sec, bpb.sec);
 633                 mk1(bsbpb->mid, bpb.mid);
 634                 mk2(bsbpb->spf, bpb.spf);
 635                 mk2(bsbpb->spt, bpb.spt);
 636                 mk2(bsbpb->hds, bpb.hds);
 637                 mk4(bsbpb->hid, bpb.hid);
 638                 mk4(bsbpb->bsec, bpb.bsec);
 639                 x1 += sizeof(struct bsbpb);
 640                 if (fat == 32) {
 641                     bsxbpb = (struct bsxbpb *)(img + x1);
 642                     mk4(bsxbpb->bspf, bpb.bspf);
 643                     mk2(bsxbpb->xflg, 0);
 644                     mk2(bsxbpb->vers, 0);
 645                     mk4(bsxbpb->rdcl, bpb.rdcl);
 646                     mk2(bsxbpb->infs, bpb.infs);
 647                     mk2(bsxbpb->bkbs, bpb.bkbs);
 648                     x1 += sizeof(struct bsxbpb);
 649                 }
 650                 bsx = (struct bsx *)(img + x1);
 651                 mk1(bsx->sig, 0x29);
 652                 if (Iflag)
 653                     x = opt_I;
 654                 else
 655                     x = (((u_int)(1 + tm->tm_mon) << 8 |
 656                           (u_int)tm->tm_mday) +
 657                          ((u_int)tm->tm_sec << 8 |
 658                           (u_int)(tv.tv_usec / 10))) << 16 |
 659                         ((u_int)(1900 + tm->tm_year) +
 660                          ((u_int)tm->tm_hour << 8 |
 661                           (u_int)tm->tm_min));
 662                 mk4(bsx->volid, x);
 663                 mklabel(bsx->label, opt_L ? opt_L : "NO_NAME");
 664                 sprintf(buf, "FAT%u", fat);
 665                 setstr(bsx->type, buf, sizeof(bsx->type));
 666                 if (!opt_B) {
 667                     x1 += sizeof(struct bsx);
 668                     bs = (struct bs *)img;
 669                     mk1(bs->jmp[0], 0xeb);
 670                     mk1(bs->jmp[1], x1 - 2);
 671                     mk1(bs->jmp[2], 0x90);
 672                     setstr(bs->oem, opt_O ? opt_O : "BSD4.4  ",
 673                            sizeof(bs->oem));
 674                     memcpy(img + x1, bootcode, sizeof(bootcode));
 675                     mk2(img + MINBPS - 2, DOSMAGIC);
 676                 }
 677             } else if (fat == 32 && bpb.infs != MAXU16 &&
 678                        (lsn == bpb.infs ||
 679                         (bpb.bkbs != MAXU16 &&
 680                          lsn == bpb.bkbs + bpb.infs))) {
 681                 mk4(img, 0x41615252);
 682                 mk4(img + MINBPS - 28, 0x61417272);
 683                 mk4(img + MINBPS - 24, 0xffffffff);
 684                 mk4(img + MINBPS - 20, bpb.rdcl);
 685                 mk2(img + MINBPS - 2, DOSMAGIC);
 686             } else if (lsn >= bpb.res && lsn < dir &&
 687                        !((lsn - bpb.res) %
 688                          (bpb.spf ? bpb.spf : bpb.bspf))) {
 689                 mk1(img[0], bpb.mid);
 690                 for (x = 1; x < fat * (fat == 32 ? 3 : 2) / 8; x++)
 691                     mk1(img[x], fat == 32 && x % 4 == 3 ? 0x0f : 0xff);
 692             } else if (lsn == dir && opt_L) {
 693                 de = (struct de *)img;
 694                 mklabel(de->namext, opt_L);
 695                 mk1(de->attr, 050);
 696                 x = (u_int)tm->tm_hour << 11 |
 697                     (u_int)tm->tm_min << 5 |
 698                     (u_int)tm->tm_sec >> 1;
 699                 mk2(de->time, x);
 700                 x = (u_int)(tm->tm_year - 80) << 9 |
 701                     (u_int)(tm->tm_mon + 1) << 5 |
 702                     (u_int)tm->tm_mday;
 703                 mk2(de->date, x);
 704             }
 705             if ((n = write(fd, img, bpb.bps)) == -1)
 706                 err(1, "%s", fname);
 707             if ((unsigned)n != bpb.bps)
 708                 errx(1, "%s: can't write sector %u", fname, lsn);
 709         }
 710     }
 711     return 0;
 712 }
 713
 714 /*
 715  * Exit with error if file system is mounted.
 716  */
 717 static void
 718 check_mounted(const char *fname, mode_t mode)
 719 {
 720     struct statfs *mp;
 721     const char *s1, *s2;
 722     size_t len;
 723     int n, r;
 724
 725     if (!(n = getmntinfo(&mp, MNT_NOWAIT)))
 726         err(1, "getmntinfo");
 727     len = strlen(_PATH_DEV);
 728     s1 = fname;
 729     if (!strncmp(s1, _PATH_DEV, len))
 730         s1 += len;
 731     r = S_ISCHR(mode) && s1 != fname && *s1 == 'r';
 732     for (; n--; mp++) {
 733         s2 = mp->f_mntfromname;
 734         if (!strncmp(s2, _PATH_DEV, len))
 735             s2 += len;
 736         if ((r && s2 != mp->f_mntfromname && !strcmp(s1 + 1, s2)) ||
 737             !strcmp(s1, s2))
 738             errx(1, "%s is mounted on %s", fname, mp->f_mntonname);
 739     }
 740 }
 741
 742 /*
 743  * Get a standard format.
 744  */
 745 static void
 746 getstdfmt(const char *fmt, struct bpb *bpb)
 747 {
 748     u_int x, i;
 749
 750     x = sizeof(stdfmt) / sizeof(stdfmt[0]);
 751     for (i = 0; i < x && strcmp(fmt, stdfmt[i].name); i++);
 752     if (i == x)
 753         errx(1, "%s: unknown standard format", fmt);
 754     *bpb = stdfmt[i].bpb;
 755 }
 756
 757 /*
 758  * Get disk slice, partition, and geometry information.
 759  */
 760 static void
 761 getdiskinfo(int fd, const char *fname, const char *dtype, __unused int oflag,
 762             struct bpb *bpb)
 763 {
 764     struct disklabel *lp, dlp;
 765     struct fd_type type;
 766     off_t ms, hs = 0;
 767
 768     lp = NULL;
 769
 770     /* If the user specified a disk type, try to use that */
 771     if (dtype != NULL) {
 772         lp = getdiskbyname(dtype);
 773     }
 774
 775     /* Maybe it's a floppy drive */
 776     if (lp == NULL) {
 777         if (ioctl(fd, DIOCGMEDIASIZE, &ms) == -1) {
 778             struct stat st;
 779
 780             if (fstat(fd, &st))
 781                 err(1, "Cannot get disk size");
 782             /* create a fake geometry for a file image */
 783             ms = st.st_size;
 784             dlp.d_secsize = 512;
 785             dlp.d_nsectors = 63;
 786             dlp.d_ntracks = 255;
 787             dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
 788             lp = &dlp;
 789         } else if (ioctl(fd, FD_GTYPE, &type) != -1) {
 790             dlp.d_secsize = 128 << type.secsize;
 791             dlp.d_nsectors = type.sectrac;
 792             dlp.d_ntracks = type.heads;
 793             dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
 794             lp = &dlp;
 795         }
 796     }
 797
 798     /* Maybe it's a fixed drive */
 799     if (lp == NULL) {
 800         if (ioctl(fd, DIOCGDINFO, &dlp) == -1) {
 801             if (bpb->bps == 0 && ioctl(fd, DIOCGSECTORSIZE, &dlp.d_secsize) == -1)
 802                 errx(1, "Cannot get sector size, %s", strerror(errno));
 803
 804             /* XXX Should we use bpb->bps if it's set? */
 805             dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
 806
 807             if (bpb->spt == 0 && ioctl(fd, DIOCGFWSECTORS, &dlp.d_nsectors) == -1) {
 808                 warnx("Cannot get number of sectors per track, %s", strerror(errno));
 809                 dlp.d_nsectors = 63;
 810             }
 811             if (bpb->hds == 0 && ioctl(fd, DIOCGFWHEADS, &dlp.d_ntracks) == -1) {
 812                 warnx("Cannot get number of heads, %s", strerror(errno));
 813                 if (dlp.d_secperunit <= 63*1*1024)
 814                     dlp.d_ntracks = 1;
 815                 else if (dlp.d_secperunit <= 63*16*1024)
 816                     dlp.d_ntracks = 16;
 817                 else
 818                     dlp.d_ntracks = 255;
 819             }
 820         }
 821
 822         hs = (ms / dlp.d_secsize) - dlp.d_secperunit;
 823         lp = &dlp;
 824     }
 825
 826     if (bpb->bps == 0)
 827         bpb->bps = ckgeom(fname, lp->d_secsize, "bytes/sector");
 828     if (bpb->spt == 0)
 829         bpb->spt = ckgeom(fname, lp->d_nsectors, "sectors/track");
 830     if (bpb->hds == 0)
 831         bpb->hds = ckgeom(fname, lp->d_ntracks, "drive heads");
 832     if (bpb->bsec == 0)
 833         bpb->bsec = lp->d_secperunit;
 834     if (bpb->hid == 0)
 835         bpb->hid = hs;
 836 }
 837
 838 /*
 839  * Print out BPB values.
 840  */
 841 static void
 842 print_bpb(struct bpb *bpb)
 843 {
 844     printf("bps=%u spc=%u res=%u nft=%u", bpb->bps, bpb->spc, bpb->res,
 845            bpb->nft);
 846     if (bpb->rde)
 847         printf(" rde=%u", bpb->rde);
 848     if (bpb->sec)
 849         printf(" sec=%u", bpb->sec);
 850     printf(" mid=%#x", bpb->mid);
 851     if (bpb->spf)
 852         printf(" spf=%u", bpb->spf);
 853     printf(" spt=%u hds=%u hid=%u", bpb->spt, bpb->hds, bpb->hid);
 854     if (bpb->bsec)
 855         printf(" bsec=%u", bpb->bsec);
 856     if (!bpb->spf) {
 857         printf(" bspf=%u rdcl=%u", bpb->bspf, bpb->rdcl);
 858         printf(" infs=");
 859         printf(bpb->infs == MAXU16 ? "%#x" : "%u", bpb->infs);
 860         printf(" bkbs=");
 861         printf(bpb->bkbs == MAXU16 ? "%#x" : "%u", bpb->bkbs);
 862     }
 863     printf("\n");
 864 }
 865
 866 /*
 867  * Check a disk geometry value.
 868  */
 869 static u_int
 870 ckgeom(const char *fname, u_int val, const char *msg)
 871 {
 872     if (!val)
 873         errx(1, "%s: no default %s", fname, msg);
 874     if (val > MAXU16)
 875         errx(1, "%s: illegal %s %d", fname, msg, val);
 876     return val;
 877 }
 878
 879 /*
 880  * Convert and check a numeric option argument.
 881  */
 882 static u_int
 883 argtou(const char *arg, u_int lo, u_int hi, const char *msg)
 884 {
 885     char *s;
 886     u_long x;
 887
 888     errno = 0;
 889     x = strtoul(arg, &s, 0);
 890     if (errno || !*arg || *s || x < lo || x > hi)
 891         errx(1, "%s: bad %s", arg, msg);
 892     return x;
 893 }
 894
 895 /*
 896  * Same for off_t, with optional skmgpP suffix
 897  */
 898 static off_t
 899 argtooff(const char *arg, const char *msg)
 900 {
 901     char *s;
 902     off_t x;
 903
 904     x = strtoll(arg, &s, 0);
 905     /* allow at most one extra char */
 906     if (errno || x < 0 || (s[0] && s[1]) )
 907         errx(1, "%s: bad %s", arg, msg);
 908     if (*s) {   /* the extra char is the multiplier */
 909         switch (*s) {
 910         default:
 911             errx(1, "%s: bad %s", arg, msg);
 912             /* notreached */
 913
 914         case 's':       /* sector */
 915         case 'S':
 916             x <<= 9;    /* times 512 */
 917             break;
 918
 919         case 'k':       /* kilobyte */
 920         case 'K':
 921             x <<= 10;   /* times 1024 */
 922             break;
 923
 924         case 'm':       /* megabyte */
 925         case 'M':
 926             x <<= 20;   /* times 1024*1024 */
 927             break;
 928
 929         case 'g':       /* gigabyte */
 930         case 'G':
 931             x <<= 30;   /* times 1024*1024*1024 */
 932             break;
 933
 934         case 'p':       /* partition start */
 935         case 'P':       /* partition start */
 936         case 'l':       /* partition length */
 937         case 'L':       /* partition length */
 938             errx(1, "%s: not supported yet %s", arg, msg);
 939             /* notreached */
 940         }
 941     }
 942     return x;
 943 }
 944
 945 /*
 946  * Check a volume label.
 947  */
 948 static int
 949 oklabel(const char *src)
 950 {
 951     int c, i;
 952
 953     for (i = 0; i <= 11; i++) {
 954         c = (u_char)*src++;
 955         if (c < ' ' + !i || strchr("\"*+,./:;<=>?[\\]|", c))
 956             break;
 957     }
 958     return i && !c;
 959 }
 960
 961 /*
 962  * Make a volume label.
 963  */
 964 static void
 965 mklabel(u_int8_t *dest, const char *src)
 966 {
 967     int c, i;
 968
 969     for (i = 0; i < 11; i++) {
 970         c = *src ? toupper(*src++) : ' ';
 971         *dest++ = !i && c == '\xe5' ? 5 : c;
 972     }
 973 }
 974
 975 /*
 976  * Copy string, padding with spaces.
 977  */
 978 static void
 979 setstr(u_int8_t *dest, const char *src, size_t len)
 980 {
 981     while (len--)
 982         *dest++ = *src ? *src++ : ' ';
 983 }
 984
 985 /*
 986  * Print usage message.
 987  */
 988 static void
 989 usage(void)
 990 {
 991         fprintf(stderr,
 992             "usage: newfs_msdos [ -options ] special [disktype]\n"
 993             "where the options are:\n"
 994             "\t-@ create file system at specified offset\n"
 995             "\t-B get bootstrap from file\n"
 996             "\t-C create image file with specified size\n"
 997             "\t-F FAT type (12, 16, or 32)\n"
 998             "\t-I volume ID\n"
 999             "\t-L volume label\n"
1000             "\t-N don't create file system: just print out parameters\n"
1001             "\t-O OEM string\n"
1002             "\t-S bytes/sector\n"
1003             "\t-a sectors/FAT\n"
1004             "\t-b block size\n"
1005             "\t-c sectors/cluster\n"
1006             "\t-e root directory entries\n"
1007             "\t-f standard format\n"
1008             "\t-h drive heads\n"
1009             "\t-i file system info sector\n"
1010             "\t-k backup boot sector\n"
1011             "\t-m media descriptor\n"
1012             "\t-n number of FATs\n"
1013             "\t-o hidden sectors\n"
1014             "\t-r reserved sectors\n"
1015             "\t-s file system size (sectors)\n"
1016             "\t-u sectors/track\n");
1017         exit(1);
1018 }