sys/fs/msdosfs/msdosfs_fat.c

   1 /* $FreeBSD$ */
   2 /*      $NetBSD: msdosfs_fat.c,v 1.28 1997/11/17 15:36:49 ws Exp $      */
   3
   4 /*-
   5  * Copyright (C) 1994, 1995, 1997 Wolfgang Solfrank.
   6  * Copyright (C) 1994, 1995, 1997 TooLs GmbH.
   7  * All rights reserved.
   8  * Original code by Paul Popelka (paulp@uts.amdahl.com) (see below).
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  19  *    must display the following acknowledgement:
  20  *      This product includes software developed by TooLs GmbH.
  21  * 4. The name of TooLs GmbH may not be used to endorse or promote products
  22  *    derived from this software without specific prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY TOOLS GMBH ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  25  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  26  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  27  * IN NO EVENT SHALL TOOLS GMBH BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  28  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
  29  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS;
  30  * OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,
  31  * WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
  32  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF
  33  * ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  34  */
  35 /*-
  36  * Written by Paul Popelka (paulp@uts.amdahl.com)
  37  *
  38  * You can do anything you want with this software, just don't say you wrote
  39  * it, and don't remove this notice.
  40  *
  41  * This software is provided "as is".
  42  *
  43  * The author supplies this software to be publicly redistributed on the
  44  * understanding that the author is not responsible for the correct
  45  * functioning of this software in any circumstances and is not liable for
  46  * any damages caused by this software.
  47  *
  48  * October 1992
  49  */
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/systm.h>
  53 #include <sys/buf.h>
  54 #include <sys/mount.h>
  55 #include <sys/vnode.h>
  56
  57 #include <fs/msdosfs/bpb.h>
  58 #include <fs/msdosfs/direntry.h>
  59 #include <fs/msdosfs/denode.h>
  60 #include <fs/msdosfs/fat.h>
  61 #include <fs/msdosfs/msdosfsmount.h>
  62
  63 static int      chainalloc(struct msdosfsmount *pmp, u_long start,
  64                     u_long count, u_long fillwith, u_long *retcluster,
  65                     u_long *got);
  66 static int      chainlength(struct msdosfsmount *pmp, u_long start,
  67                     u_long count);
  68 static void     fatblock(struct msdosfsmount *pmp, u_long ofs, u_long *bnp,
  69                     u_long *sizep, u_long *bop);
  70 static int      fatchain(struct msdosfsmount *pmp, u_long start, u_long count,
  71                     u_long fillwith);
  72 static void     fc_lookup(struct denode *dep, u_long findcn, u_long *frcnp,
  73                     u_long *fsrcnp);
  74 static void     updatefats(struct msdosfsmount *pmp, struct buf *bp,
  75                     u_long fatbn);
  76 static __inline void
  77                 usemap_alloc(struct msdosfsmount *pmp, u_long cn);
  78 static __inline void
  79                 usemap_free(struct msdosfsmount *pmp, u_long cn);
  80 static int      clusteralloc1(struct msdosfsmount *pmp, u_long start,
  81                     u_long count, u_long fillwith, u_long *retcluster,
  82                     u_long *got);
  83
  84 static void
  85 fatblock(pmp, ofs, bnp, sizep, bop)
  86         struct msdosfsmount *pmp;
  87         u_long ofs;
  88         u_long *bnp;
  89         u_long *sizep;
  90         u_long *bop;
  91 {
  92         u_long bn, size;
  93
  94         bn = ofs / pmp->pm_fatblocksize * pmp->pm_fatblocksec;
  95         size = min(pmp->pm_fatblocksec, pmp->pm_FATsecs - bn)
  96             * DEV_BSIZE;
  97         bn += pmp->pm_fatblk + pmp->pm_curfat * pmp->pm_FATsecs;
  98
  99         if (bnp)
 100                 *bnp = bn;
 101         if (sizep)
 102                 *sizep = size;
 103         if (bop)
 104                 *bop = ofs % pmp->pm_fatblocksize;
 105 }
 106
 107 /*
 108  * Map the logical cluster number of a file into a physical disk sector
 109  * that is filesystem relative.
 110  *
 111  * dep    - address of denode representing the file of interest
 112  * findcn - file relative cluster whose filesystem relative cluster number
 113  *          and/or block number are/is to be found
 114  * bnp    - address of where to place the filesystem relative block number.
 115  *          If this pointer is null then don't return this quantity.
 116  * cnp    - address of where to place the filesystem relative cluster number.
 117  *          If this pointer is null then don't return this quantity.
 118  *
 119  * NOTE: Either bnp or cnp must be non-null.
 120  * This function has one side effect.  If the requested file relative cluster
 121  * is beyond the end of file, then the actual number of clusters in the file
 122  * is returned in *cnp.  This is useful for determining how long a directory is.
 123  *  If cnp is null, nothing is returned.
 124  */
 125 int
 126 pcbmap(dep, findcn, bnp, cnp, sp)
 127         struct denode *dep;
 128         u_long findcn;          /* file relative cluster to get          */
 129         daddr_t *bnp;           /* returned filesys relative blk number  */
 130         u_long *cnp;            /* returned cluster number               */
 131         int *sp;                /* returned block size                   */
 132 {
 133         int error;
 134         u_long i;
 135         u_long cn;
 136         u_long prevcn = 0; /* XXX: prevcn could be used unititialized */
 137         u_long byteoffset;
 138         u_long bn;
 139         u_long bo;
 140         struct buf *bp = NULL;
 141         u_long bp_bn = -1;
 142         struct msdosfsmount *pmp = dep->de_pmp;
 143         u_long bsize;
 144
 145         KASSERT(bnp != NULL || cnp != NULL || sp != NULL,
 146             ("pcbmap: extra call"));
 147         ASSERT_VOP_ELOCKED(DETOV(dep), "pcbmap");
 148
 149         cn = dep->de_StartCluster;
 150         /*
 151          * The "file" that makes up the root directory is contiguous,
 152          * permanently allocated, of fixed size, and is not made up of
 153          * clusters.  If the cluster number is beyond the end of the root
 154          * directory, then return the number of clusters in the file.
 155          */
 156         if (cn == MSDOSFSROOT) {
 157                 if (dep->de_Attributes & ATTR_DIRECTORY) {
 158                         if (de_cn2off(pmp, findcn) >= dep->de_FileSize) {
 159                                 if (cnp)
 160                                         *cnp = de_bn2cn(pmp, pmp->pm_rootdirsize);
 161                                 return (E2BIG);
 162                         }
 163                         if (bnp)
 164                                 *bnp = pmp->pm_rootdirblk + de_cn2bn(pmp, findcn);
 165                         if (cnp)
 166                                 *cnp = MSDOSFSROOT;
 167                         if (sp)
 168                                 *sp = min(pmp->pm_bpcluster,
 169                                     dep->de_FileSize - de_cn2off(pmp, findcn));
 170                         return (0);
 171                 } else {                /* just an empty file */
 172                         if (cnp)
 173                                 *cnp = 0;
 174                         return (E2BIG);
 175                 }
 176         }
 177
 178         /*
 179          * All other files do I/O in cluster sized blocks
 180          */
 181         if (sp)
 182                 *sp = pmp->pm_bpcluster;
 183
 184         /*
 185          * Rummage around in the fat cache, maybe we can avoid tromping
 186          * thru every fat entry for the file. And, keep track of how far
 187          * off the cache was from where we wanted to be.
 188          */
 189         i = 0;
 190         fc_lookup(dep, findcn, &i, &cn);
 191
 192         /*
 193          * Handle all other files or directories the normal way.
 194          */
 195         for (; i < findcn; i++) {
 196                 /*
 197                  * Stop with all reserved clusters, not just with EOF.
 198                  */
 199                 if ((cn | ~pmp->pm_fatmask) >= CLUST_RSRVD)
 200                         goto hiteof;
 201                 byteoffset = FATOFS(pmp, cn);
 202                 fatblock(pmp, byteoffset, &bn, &bsize, &bo);
 203                 if (bn != bp_bn) {
 204                         if (bp)
 205                                 brelse(bp);
 206                         error = bread(pmp->pm_devvp, bn, bsize, NOCRED, &bp);
 207                         if (error) {
 208                                 brelse(bp);
 209                                 return (error);
 210                         }
 211                         bp_bn = bn;
 212                 }
 213                 prevcn = cn;
 214                 if (bo >= bsize) {
 215                         if (bp)
 216                                 brelse(bp);
 217                         return (EIO);
 218                 }
 219                 if (FAT32(pmp))
 220                         cn = getulong(&bp->b_data[bo]);
 221                 else
 222                         cn = getushort(&bp->b_data[bo]);
 223                 if (FAT12(pmp) && (prevcn & 1))
 224                         cn >>= 4;
 225                 cn &= pmp->pm_fatmask;
 226
 227                 /*
 228                  * Force the special cluster numbers
 229                  * to be the same for all cluster sizes
 230                  * to let the rest of msdosfs handle
 231                  * all cases the same.
 232                  */
 233                 if ((cn | ~pmp->pm_fatmask) >= CLUST_RSRVD)
 234                         cn |= ~pmp->pm_fatmask;
 235         }
 236
 237         if (!MSDOSFSEOF(pmp, cn)) {
 238                 if (bp)
 239                         brelse(bp);
 240                 if (bnp)
 241                         *bnp = cntobn(pmp, cn);
 242                 if (cnp)
 243                         *cnp = cn;
 244                 fc_setcache(dep, FC_LASTMAP, i, cn);
 245                 return (0);
 246         }
 247
 248 hiteof:;
 249         if (cnp)
 250                 *cnp = i;
 251         if (bp)
 252                 brelse(bp);
 253         /* update last file cluster entry in the fat cache */
 254         fc_setcache(dep, FC_LASTFC, i - 1, prevcn);
 255         return (E2BIG);
 256 }
 257
 258 /*
 259  * Find the closest entry in the fat cache to the cluster we are looking
 260  * for.
 261  */
 262 static void
 263 fc_lookup(dep, findcn, frcnp, fsrcnp)
 264         struct denode *dep;
 265         u_long findcn;
 266         u_long *frcnp;
 267         u_long *fsrcnp;
 268 {
 269         int i;
 270         u_long cn;
 271         struct fatcache *closest = 0;
 272
 273         ASSERT_VOP_LOCKED(DETOV(dep), "fc_lookup");
 274
 275         for (i = 0; i < FC_SIZE; i++) {
 276                 cn = dep->de_fc[i].fc_frcn;
 277                 if (cn != FCE_EMPTY && cn <= findcn) {
 278                         if (closest == 0 || cn > closest->fc_frcn)
 279                                 closest = &dep->de_fc[i];
 280                 }
 281         }
 282         if (closest) {
 283                 *frcnp = closest->fc_frcn;
 284                 *fsrcnp = closest->fc_fsrcn;
 285         }
 286 }
 287
 288 /*
 289  * Purge the fat cache in denode dep of all entries relating to file
 290  * relative cluster frcn and beyond.
 291  */
 292 void
 293 fc_purge(dep, frcn)
 294         struct denode *dep;
 295         u_int frcn;
 296 {
 297         int i;
 298         struct fatcache *fcp;
 299
 300         ASSERT_VOP_ELOCKED(DETOV(dep), "fc_purge");
 301
 302         fcp = dep->de_fc;
 303         for (i = 0; i < FC_SIZE; i++, fcp++) {
 304                 if (fcp->fc_frcn >= frcn)
 305                         fcp->fc_frcn = FCE_EMPTY;
 306         }
 307 }
 308
 309 /*
 310  * Update the fat.
 311  * If mirroring the fat, update all copies, with the first copy as last.
 312  * Else update only the current fat (ignoring the others).
 313  *
 314  * pmp   - msdosfsmount structure for filesystem to update
 315  * bp    - addr of modified fat block
 316  * fatbn - block number relative to begin of filesystem of the modified fat block.
 317  */
 318 static void
 319 updatefats(pmp, bp, fatbn)
 320         struct msdosfsmount *pmp;
 321         struct buf *bp;
 322         u_long fatbn;
 323 {
 324         int i;
 325         struct buf *bpn;
 326
 327 #ifdef MSDOSFS_DEBUG
 328         printf("updatefats(pmp %p, bp %p, fatbn %lu)\n", pmp, bp, fatbn);
 329 #endif
 330
 331         /*
 332          * If we have an FSInfo block, update it.
 333          */
 334         if (pmp->pm_fsinfo) {
 335                 if (bread(pmp->pm_devvp, pmp->pm_fsinfo, pmp->pm_BytesPerSec,
 336                     NOCRED, &bpn) != 0) {
 337                         /*
 338                          * Ignore the error, but turn off FSInfo update for the future.
 339                          */
 340                         pmp->pm_fsinfo = 0;
 341                         brelse(bpn);
 342                 } else {
 343                         struct fsinfo *fp = (struct fsinfo *)bpn->b_data;
 344
 345                         putulong(fp->fsinfree, pmp->pm_freeclustercount);
 346                         putulong(fp->fsinxtfree, pmp->pm_nxtfree);
 347                         if (pmp->pm_flags & MSDOSFSMNT_WAITONFAT)
 348                                 bwrite(bpn);
 349                         else
 350                                 bdwrite(bpn);
 351                 }
 352         }
 353
 354         if (pmp->pm_flags & MSDOSFS_FATMIRROR) {
 355                 /*
 356                  * Now copy the block(s) of the modified fat to the other copies of
 357                  * the fat and write them out.  This is faster than reading in the
 358                  * other fats and then writing them back out.  This could tie up
 359                  * the fat for quite a while. Preventing others from accessing it.
 360                  * To prevent us from going after the fat quite so much we use
 361                  * delayed writes, unless they specfied "synchronous" when the
 362                  * filesystem was mounted.  If synch is asked for then use
 363                  * bwrite()'s and really slow things down.
 364                  */
 365                 for (i = 1; i < pmp->pm_FATs; i++) {
 366                         fatbn += pmp->pm_FATsecs;
 367                         /* getblk() never fails */
 368                         bpn = getblk(pmp->pm_devvp, fatbn, bp->b_bcount,
 369                             0, 0, 0);
 370                         bcopy(bp->b_data, bpn->b_data, bp->b_bcount);
 371                         if (pmp->pm_flags & MSDOSFSMNT_WAITONFAT)
 372                                 bwrite(bpn);
 373                         else
 374                                 bdwrite(bpn);
 375                 }
 376         }
 377
 378         /*
 379          * Write out the first (or current) fat last.
 380          */
 381         if (pmp->pm_flags & MSDOSFSMNT_WAITONFAT)
 382                 bwrite(bp);
 383         else
 384                 bdwrite(bp);
 385         /*
 386          * Maybe update fsinfo sector here?
 387          */
 388 }
 389
 390 /*
 391  * Updating entries in 12 bit fats is a pain in the butt.
 392  *
 393  * The following picture shows where nibbles go when moving from a 12 bit
 394  * cluster number into the appropriate bytes in the FAT.
 395  *
 396  *      byte m        byte m+1      byte m+2
 397  *      +----+----+   +----+----+   +----+----+
 398  *      |  0    1 |   |  2    3 |   |  4    5 |   FAT bytes
 399  *      +----+----+   +----+----+   +----+----+
 400  *
 401  *      +----+----+----+   +----+----+----+
 402  *      |  3    0    1 |   |  4    5    2 |
 403  *      +----+----+----+   +----+----+----+
 404  *      cluster n          cluster n+1
 405  *
 406  * Where n is even. m = n + (n >> 2)
 407  *
 408  */
 409 static __inline void
 410 usemap_alloc(pmp, cn)
 411         struct msdosfsmount *pmp;
 412         u_long cn;
 413 {
 414
 415         MSDOSFS_ASSERT_MP_LOCKED(pmp);
 416
 417         KASSERT((pmp->pm_inusemap[cn / N_INUSEBITS] & (1 << (cn % N_INUSEBITS)))
 418             == 0, ("Allocating used sector %ld %ld %x", cn, cn % N_INUSEBITS,
 419                 (unsigned)pmp->pm_inusemap[cn / N_INUSEBITS]));
 420         pmp->pm_inusemap[cn / N_INUSEBITS] |= 1 << (cn % N_INUSEBITS);
 421         KASSERT(pmp->pm_freeclustercount > 0, ("usemap_alloc: too little"));
 422         pmp->pm_freeclustercount--;
 423 }
 424
 425 static __inline void
 426 usemap_free(pmp, cn)
 427         struct msdosfsmount *pmp;
 428         u_long cn;
 429 {
 430
 431         MSDOSFS_ASSERT_MP_LOCKED(pmp);
 432         pmp->pm_freeclustercount++;
 433         KASSERT((pmp->pm_inusemap[cn / N_INUSEBITS] & (1 << (cn % N_INUSEBITS)))
 434             != 0, ("Freeing unused sector %ld %ld %x", cn, cn % N_INUSEBITS,
 435                 (unsigned)pmp->pm_inusemap[cn / N_INUSEBITS]));
 436         pmp->pm_inusemap[cn / N_INUSEBITS] &= ~(1 << (cn % N_INUSEBITS));
 437 }
 438
 439 int
 440 clusterfree(pmp, cluster, oldcnp)
 441         struct msdosfsmount *pmp;
 442         u_long cluster;
 443         u_long *oldcnp;
 444 {
 445         int error;
 446         u_long oldcn;
 447
 448         error = fatentry(FAT_GET_AND_SET, pmp, cluster, &oldcn, MSDOSFSFREE);
 449         if (error)
 450                 return (error);
 451         /*
 452          * If the cluster was successfully marked free, then update
 453          * the count of free clusters, and turn off the "allocated"
 454          * bit in the "in use" cluster bit map.
 455          */
 456         MSDOSFS_LOCK_MP(pmp);
 457         usemap_free(pmp, cluster);
 458         MSDOSFS_UNLOCK_MP(pmp);
 459         if (oldcnp)
 460                 *oldcnp = oldcn;
 461         return (0);
 462 }
 463
 464 /*
 465  * Get or Set or 'Get and Set' the cluster'th entry in the fat.
 466  *
 467  * function     - whether to get or set a fat entry
 468  * pmp          - address of the msdosfsmount structure for the filesystem
 469  *                whose fat is to be manipulated.
 470  * cn           - which cluster is of interest
 471  * oldcontents  - address of a word that is to receive the contents of the
 472  *                cluster'th entry if this is a get function
 473  * newcontents  - the new value to be written into the cluster'th element of
 474  *                the fat if this is a set function.
 475  *
 476  * This function can also be used to free a cluster by setting the fat entry
 477  * for a cluster to 0.
 478  *
 479  * All copies of the fat are updated if this is a set function. NOTE: If
 480  * fatentry() marks a cluster as free it does not update the inusemap in
 481  * the msdosfsmount structure. This is left to the caller.
 482  */
 483 int
 484 fatentry(function, pmp, cn, oldcontents, newcontents)
 485         int function;
 486         struct msdosfsmount *pmp;
 487         u_long cn;
 488         u_long *oldcontents;
 489         u_long newcontents;
 490 {
 491         int error;
 492         u_long readcn;
 493         u_long bn, bo, bsize, byteoffset;
 494         struct buf *bp;
 495
 496 #ifdef  MSDOSFS_DEBUG
 497         printf("fatentry(func %d, pmp %p, clust %lu, oldcon %p, newcon %lx)\n",
 498             function, pmp, cn, oldcontents, newcontents);
 499 #endif
 500
 501 #ifdef DIAGNOSTIC
 502         /*
 503          * Be sure they asked us to do something.
 504          */
 505         if ((function & (FAT_SET | FAT_GET)) == 0) {
 506                 printf("fatentry(): function code doesn't specify get or set\n");
 507                 return (EINVAL);
 508         }
 509
 510         /*
 511          * If they asked us to return a cluster number but didn't tell us
 512          * where to put it, give them an error.
 513          */
 514         if ((function & FAT_GET) && oldcontents == NULL) {
 515                 printf("fatentry(): get function with no place to put result\n");
 516                 return (EINVAL);
 517         }
 518 #endif
 519
 520         /*
 521          * Be sure the requested cluster is in the filesystem.
 522          */
 523         if (cn < CLUST_FIRST || cn > pmp->pm_maxcluster)
 524                 return (EINVAL);
 525
 526         byteoffset = FATOFS(pmp, cn);
 527         fatblock(pmp, byteoffset, &bn, &bsize, &bo);
 528         error = bread(pmp->pm_devvp, bn, bsize, NOCRED, &bp);
 529         if (error) {
 530                 brelse(bp);
 531                 return (error);
 532         }
 533
 534         if (function & FAT_GET) {
 535                 if (FAT32(pmp))
 536                         readcn = getulong(&bp->b_data[bo]);
 537                 else
 538                         readcn = getushort(&bp->b_data[bo]);
 539                 if (FAT12(pmp) & (cn & 1))
 540                         readcn >>= 4;
 541                 readcn &= pmp->pm_fatmask;
 542                 /* map reserved fat entries to same values for all fats */
 543                 if ((readcn | ~pmp->pm_fatmask) >= CLUST_RSRVD)
 544                         readcn |= ~pmp->pm_fatmask;
 545                 *oldcontents = readcn;
 546         }
 547         if (function & FAT_SET) {
 548                 switch (pmp->pm_fatmask) {
 549                 case FAT12_MASK:
 550                         readcn = getushort(&bp->b_data[bo]);
 551                         if (cn & 1) {
 552                                 readcn &= 0x000f;
 553                                 readcn |= newcontents << 4;
 554                         } else {
 555                                 readcn &= 0xf000;
 556                                 readcn |= newcontents & 0xfff;
 557                         }
 558                         putushort(&bp->b_data[bo], readcn);
 559                         break;
 560                 case FAT16_MASK:
 561                         putushort(&bp->b_data[bo], newcontents);
 562                         break;
 563                 case FAT32_MASK:
 564                         /*
 565                          * According to spec we have to retain the
 566                          * high order bits of the fat entry.
 567                          */
 568                         readcn = getulong(&bp->b_data[bo]);
 569                         readcn &= ~FAT32_MASK;
 570                         readcn |= newcontents & FAT32_MASK;
 571                         putulong(&bp->b_data[bo], readcn);
 572                         break;
 573                 }
 574                 updatefats(pmp, bp, bn);
 575                 bp = NULL;
 576                 pmp->pm_fmod = 1;
 577         }
 578         if (bp)
 579                 brelse(bp);
 580         return (0);
 581 }
 582
 583 /*
 584  * Update a contiguous cluster chain
 585  *
 586  * pmp      - mount point
 587  * start    - first cluster of chain
 588  * count    - number of clusters in chain
 589  * fillwith - what to write into fat entry of last cluster
 590  */
 591 static int
 592 fatchain(pmp, start, count, fillwith)
 593         struct msdosfsmount *pmp;
 594         u_long start;
 595         u_long count;
 596         u_long fillwith;
 597 {
 598         int error;
 599         u_long bn, bo, bsize, byteoffset, readcn, newc;
 600         struct buf *bp;
 601
 602 #ifdef MSDOSFS_DEBUG
 603         printf("fatchain(pmp %p, start %lu, count %lu, fillwith %lx)\n",
 604             pmp, start, count, fillwith);
 605 #endif
 606         /*
 607          * Be sure the clusters are in the filesystem.
 608          */
 609         if (start < CLUST_FIRST || start + count - 1 > pmp->pm_maxcluster)
 610                 return (EINVAL);
 611
 612         while (count > 0) {
 613                 byteoffset = FATOFS(pmp, start);
 614                 fatblock(pmp, byteoffset, &bn, &bsize, &bo);
 615                 error = bread(pmp->pm_devvp, bn, bsize, NOCRED, &bp);
 616                 if (error) {
 617                         brelse(bp);
 618                         return (error);
 619                 }
 620                 while (count > 0) {
 621                         start++;
 622                         newc = --count > 0 ? start : fillwith;
 623                         switch (pmp->pm_fatmask) {
 624                         case FAT12_MASK:
 625                                 readcn = getushort(&bp->b_data[bo]);
 626                                 if (start & 1) {
 627                                         readcn &= 0xf000;
 628                                         readcn |= newc & 0xfff;
 629                                 } else {
 630                                         readcn &= 0x000f;
 631                                         readcn |= newc << 4;
 632                                 }
 633                                 putushort(&bp->b_data[bo], readcn);
 634                                 bo++;
 635                                 if (!(start & 1))
 636                                         bo++;
 637                                 break;
 638                         case FAT16_MASK:
 639                                 putushort(&bp->b_data[bo], newc);
 640                                 bo += 2;
 641                                 break;
 642                         case FAT32_MASK:
 643                                 readcn = getulong(&bp->b_data[bo]);
 644                                 readcn &= ~pmp->pm_fatmask;
 645                                 readcn |= newc & pmp->pm_fatmask;
 646                                 putulong(&bp->b_data[bo], readcn);
 647                                 bo += 4;
 648                                 break;
 649                         }
 650                         if (bo >= bsize)
 651                                 break;
 652                 }
 653                 updatefats(pmp, bp, bn);
 654         }
 655         pmp->pm_fmod = 1;
 656         return (0);
 657 }
 658
 659 /*
 660  * Check the length of a free cluster chain starting at start.
 661  *
 662  * pmp   - mount point
 663  * start - start of chain
 664  * count - maximum interesting length
 665  */
 666 static int
 667 chainlength(pmp, start, count)
 668         struct msdosfsmount *pmp;
 669         u_long start;
 670         u_long count;
 671 {
 672         u_long idx, max_idx;
 673         u_int map;
 674         u_long len;
 675
 676         MSDOSFS_ASSERT_MP_LOCKED(pmp);
 677
 678         max_idx = pmp->pm_maxcluster / N_INUSEBITS;
 679         idx = start / N_INUSEBITS;
 680         start %= N_INUSEBITS;
 681         map = pmp->pm_inusemap[idx];
 682         map &= ~((1 << start) - 1);
 683         if (map) {
 684                 len = ffs(map) - 1 - start;
 685                 return (len > count ? count : len);
 686         }
 687         len = N_INUSEBITS - start;
 688         if (len >= count)
 689                 return (count);
 690         while (++idx <= max_idx) {
 691                 if (len >= count)
 692                         break;
 693                 map = pmp->pm_inusemap[idx];
 694                 if (map) {
 695                         len += ffs(map) - 1;
 696                         break;
 697                 }
 698                 len += N_INUSEBITS;
 699         }
 700         return (len > count ? count : len);
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Allocate contigous free clusters.
 705  *
 706  * pmp        - mount point.
 707  * start      - start of cluster chain.
 708  * count      - number of clusters to allocate.
 709  * fillwith   - put this value into the fat entry for the
 710  *              last allocated cluster.
 711  * retcluster - put the first allocated cluster's number here.
 712  * got        - how many clusters were actually allocated.
 713  */
 714 static int
 715 chainalloc(pmp, start, count, fillwith, retcluster, got)
 716         struct msdosfsmount *pmp;
 717         u_long start;
 718         u_long count;
 719         u_long fillwith;
 720         u_long *retcluster;
 721         u_long *got;
 722 {
 723         int error;
 724         u_long cl, n;
 725
 726         MSDOSFS_ASSERT_MP_LOCKED(pmp);
 727
 728         for (cl = start, n = count; n-- > 0;)
 729                 usemap_alloc(pmp, cl++);
 730
 731         error = fatchain(pmp, start, count, fillwith);
 732         if (error != 0)
 733                 return (error);
 734 #ifdef MSDOSFS_DEBUG
 735         printf("clusteralloc(): allocated cluster chain at %lu (%lu clusters)\n",
 736             start, count);
 737 #endif
 738         if (retcluster)
 739                 *retcluster = start;
 740         if (got)
 741                 *got = count;
 742         pmp->pm_nxtfree = start + count;
 743         if (pmp->pm_nxtfree > pmp->pm_maxcluster)
 744                 pmp->pm_nxtfree = CLUST_FIRST;
 745         return (0);
 746 }
 747
 748 /*
 749  * Allocate contiguous free clusters.
 750  *
 751  * pmp        - mount point.
 752  * start      - preferred start of cluster chain.
 753  * count      - number of clusters requested.
 754  * fillwith   - put this value into the fat entry for the
 755  *              last allocated cluster.
 756  * retcluster - put the first allocated cluster's number here.
 757  * got        - how many clusters were actually allocated.
 758  */
 759 int
 760 clusteralloc(struct msdosfsmount *pmp, u_long start, u_long count,
 761     u_long fillwith, u_long *retcluster, u_long *got)
 762 {
 763         int error;
 764
 765         MSDOSFS_LOCK_MP(pmp);
 766         error = clusteralloc1(pmp, start, count, fillwith, retcluster, got);
 767         MSDOSFS_UNLOCK_MP(pmp);
 768         return (error);
 769 }
 770
 771 static int
 772 clusteralloc1(struct msdosfsmount *pmp, u_long start, u_long count,
 773     u_long fillwith, u_long *retcluster, u_long *got)
 774 {
 775         u_long idx;
 776         u_long len, newst, foundl, cn, l;
 777         u_long foundcn = 0; /* XXX: foundcn could be used unititialized */
 778         u_int map;
 779
 780         MSDOSFS_ASSERT_MP_LOCKED(pmp);
 781
 782 #ifdef MSDOSFS_DEBUG
 783         printf("clusteralloc(): find %lu clusters\n", count);
 784 #endif
 785         if (start) {
 786                 if ((len = chainlength(pmp, start, count)) >= count)
 787                         return (chainalloc(pmp, start, count, fillwith, retcluster, got));
 788         } else
 789                 len = 0;
 790
 791         newst = pmp->pm_nxtfree;
 792         foundl = 0;
 793
 794         for (cn = newst; cn <= pmp->pm_maxcluster;) {
 795                 idx = cn / N_INUSEBITS;
 796                 map = pmp->pm_inusemap[idx];
 797                 map |= (1 << (cn % N_INUSEBITS)) - 1;
 798                 if (map != (u_int)-1) {
 799                         cn = idx * N_INUSEBITS + ffs(map^(u_int)-1) - 1;
 800                         if ((l = chainlength(pmp, cn, count)) >= count)
 801                                 return (chainalloc(pmp, cn, count, fillwith, retcluster, got));
 802                         if (l > foundl) {
 803                                 foundcn = cn;
 804                                 foundl = l;
 805                         }
 806                         cn += l + 1;
 807                         continue;
 808                 }
 809                 cn += N_INUSEBITS - cn % N_INUSEBITS;
 810         }
 811         for (cn = 0; cn < newst;) {
 812                 idx = cn / N_INUSEBITS;
 813                 map = pmp->pm_inusemap[idx];
 814                 map |= (1 << (cn % N_INUSEBITS)) - 1;
 815                 if (map != (u_int)-1) {
 816                         cn = idx * N_INUSEBITS + ffs(map^(u_int)-1) - 1;
 817                         if ((l = chainlength(pmp, cn, count)) >= count)
 818                                 return (chainalloc(pmp, cn, count, fillwith, retcluster, got));
 819                         if (l > foundl) {
 820                                 foundcn = cn;
 821                                 foundl = l;
 822                         }
 823                         cn += l + 1;
 824                         continue;
 825                 }
 826                 cn += N_INUSEBITS - cn % N_INUSEBITS;
 827         }
 828
 829         if (!foundl)
 830                 return (ENOSPC);
 831
 832         if (len)
 833                 return (chainalloc(pmp, start, len, fillwith, retcluster, got));
 834         else
 835                 return (chainalloc(pmp, foundcn, foundl, fillwith, retcluster, got));
 836 }
 837
 838
 839 /*
 840  * Free a chain of clusters.
 841  *
 842  * pmp          - address of the msdosfs mount structure for the filesystem
 843  *                containing the cluster chain to be freed.
 844  * startcluster - number of the 1st cluster in the chain of clusters to be
 845  *                freed.
 846  */
 847 int
 848 freeclusterchain(pmp, cluster)
 849         struct msdosfsmount *pmp;
 850         u_long cluster;
 851 {
 852         int error;
 853         struct buf *bp = NULL;
 854         u_long bn, bo, bsize, byteoffset;
 855         u_long readcn, lbn = -1;
 856
 857         MSDOSFS_LOCK_MP(pmp);
 858         while (cluster >= CLUST_FIRST && cluster <= pmp->pm_maxcluster) {
 859                 byteoffset = FATOFS(pmp, cluster);
 860                 fatblock(pmp, byteoffset, &bn, &bsize, &bo);
 861                 if (lbn != bn) {
 862                         if (bp)
 863                                 updatefats(pmp, bp, lbn);
 864                         error = bread(pmp->pm_devvp, bn, bsize, NOCRED, &bp);
 865                         if (error) {
 866                                 brelse(bp);
 867                                 MSDOSFS_UNLOCK_MP(pmp);
 868                                 return (error);
 869                         }
 870                         lbn = bn;
 871                 }
 872                 usemap_free(pmp, cluster);
 873                 switch (pmp->pm_fatmask) {
 874                 case FAT12_MASK:
 875                         readcn = getushort(&bp->b_data[bo]);
 876                         if (cluster & 1) {
 877                                 cluster = readcn >> 4;
 878                                 readcn &= 0x000f;
 879                                 readcn |= MSDOSFSFREE << 4;
 880                         } else {
 881                                 cluster = readcn;
 882                                 readcn &= 0xf000;
 883                                 readcn |= MSDOSFSFREE & 0xfff;
 884                         }
 885                         putushort(&bp->b_data[bo], readcn);
 886                         break;
 887                 case FAT16_MASK:
 888                         cluster = getushort(&bp->b_data[bo]);
 889                         putushort(&bp->b_data[bo], MSDOSFSFREE);
 890                         break;
 891                 case FAT32_MASK:
 892                         cluster = getulong(&bp->b_data[bo]);
 893                         putulong(&bp->b_data[bo],
 894                                  (MSDOSFSFREE & FAT32_MASK) | (cluster & ~FAT32_MASK));
 895                         break;
 896                 }
 897                 cluster &= pmp->pm_fatmask;
 898                 if ((cluster | ~pmp->pm_fatmask) >= CLUST_RSRVD)
 899                         cluster |= pmp->pm_fatmask;
 900         }
 901         if (bp)
 902                 updatefats(pmp, bp, bn);
 903         MSDOSFS_UNLOCK_MP(pmp);
 904         return (0);
 905 }
 906
 907 /*
 908  * Read in fat blocks looking for free clusters. For every free cluster
 909  * found turn off its corresponding bit in the pm_inusemap.
 910  */
 911 int
 912 fillinusemap(pmp)
 913         struct msdosfsmount *pmp;
 914 {
 915         struct buf *bp = NULL;
 916         u_long cn, readcn;
 917         int error;
 918         u_long bn, bo, bsize, byteoffset;
 919
 920         MSDOSFS_ASSERT_MP_LOCKED(pmp);
 921
 922         /*
 923          * Mark all clusters in use, we mark the free ones in the fat scan
 924          * loop further down.
 925          */
 926         for (cn = 0; cn < (pmp->pm_maxcluster + N_INUSEBITS) / N_INUSEBITS; cn++)
 927                 pmp->pm_inusemap[cn] = (u_int)-1;
 928
 929         /*
 930          * Figure how many free clusters are in the filesystem by ripping
 931          * through the fat counting the number of entries whose content is
 932          * zero.  These represent free clusters.
 933          */
 934         pmp->pm_freeclustercount = 0;
 935         for (cn = CLUST_FIRST; cn <= pmp->pm_maxcluster; cn++) {
 936                 byteoffset = FATOFS(pmp, cn);
 937                 bo = byteoffset % pmp->pm_fatblocksize;
 938                 if (!bo || !bp) {
 939                         /* Read new FAT block */
 940                         if (bp)
 941                                 brelse(bp);
 942                         fatblock(pmp, byteoffset, &bn, &bsize, NULL);
 943                         error = bread(pmp->pm_devvp, bn, bsize, NOCRED, &bp);
 944                         if (error) {
 945                                 brelse(bp);
 946                                 return (error);
 947                         }
 948                 }
 949                 if (FAT32(pmp))
 950                         readcn = getulong(&bp->b_data[bo]);
 951                 else
 952                         readcn = getushort(&bp->b_data[bo]);
 953                 if (FAT12(pmp) && (cn & 1))
 954                         readcn >>= 4;
 955                 readcn &= pmp->pm_fatmask;
 956
 957                 if (readcn == 0)
 958                         usemap_free(pmp, cn);
 959         }
 960         if (bp != NULL)
 961                 brelse(bp);
 962         return (0);
 963 }
 964
 965 /*
 966  * Allocate a new cluster and chain it onto the end of the file.
 967  *
 968  * dep   - the file to extend
 969  * count - number of clusters to allocate
 970  * bpp   - where to return the address of the buf header for the first new
 971  *         file block
 972  * ncp   - where to put cluster number of the first newly allocated cluster
 973  *         If this pointer is 0, do not return the cluster number.
 974  * flags - see fat.h
 975  *
 976  * NOTE: This function is not responsible for turning on the DE_UPDATE bit of
 977  * the de_flag field of the denode and it does not change the de_FileSize
 978  * field.  This is left for the caller to do.
 979  */
 980 int
 981 extendfile(dep, count, bpp, ncp, flags)
 982         struct denode *dep;
 983         u_long count;
 984         struct buf **bpp;
 985         u_long *ncp;
 986         int flags;
 987 {
 988         int error;
 989         u_long frcn;
 990         u_long cn, got;
 991         struct msdosfsmount *pmp = dep->de_pmp;
 992         struct buf *bp;
 993         daddr_t blkno;
 994
 995         /*
 996          * Don't try to extend the root directory
 997          */
 998         if (dep->de_StartCluster == MSDOSFSROOT
 999             && (dep->de_Attributes & ATTR_DIRECTORY)) {
1000                 printf("extendfile(): attempt to extend root directory\n");
1001                 return (ENOSPC);
1002         }
1003
1004         /*
1005          * If the "file's last cluster" cache entry is empty, and the file
1006          * is not empty, then fill the cache entry by calling pcbmap().
1007          */
1008         if (dep->de_fc[FC_LASTFC].fc_frcn == FCE_EMPTY &&
1009             dep->de_StartCluster != 0) {
1010                 error = pcbmap(dep, 0xffff, 0, &cn, 0);
1011                 /* we expect it to return E2BIG */
1012                 if (error != E2BIG)
1013                         return (error);
1014         }
1015
1016         dep->de_fc[FC_NEXTTOLASTFC].fc_frcn =
1017             dep->de_fc[FC_LASTFC].fc_frcn;
1018         dep->de_fc[FC_NEXTTOLASTFC].fc_fsrcn =
1019             dep->de_fc[FC_LASTFC].fc_fsrcn;
1020         while (count > 0) {
1021                 /*
1022                  * Allocate a new cluster chain and cat onto the end of the
1023                  * file.  * If the file is empty we make de_StartCluster point
1024                  * to the new block.  Note that de_StartCluster being 0 is
1025                  * sufficient to be sure the file is empty since we exclude
1026                  * attempts to extend the root directory above, and the root
1027                  * dir is the only file with a startcluster of 0 that has
1028                  * blocks allocated (sort of).
1029                  */
1030                 if (dep->de_StartCluster == 0)
1031                         cn = 0;
1032                 else
1033                         cn = dep->de_fc[FC_LASTFC].fc_fsrcn + 1;
1034                 error = clusteralloc(pmp, cn, count, CLUST_EOFE, &cn, &got);
1035                 if (error)
1036                         return (error);
1037
1038                 count -= got;
1039
1040                 /*
1041                  * Give them the filesystem relative cluster number if they want
1042                  * it.
1043                  */
1044                 if (ncp) {
1045                         *ncp = cn;
1046                         ncp = NULL;
1047                 }
1048
1049                 if (dep->de_StartCluster == 0) {
1050                         dep->de_StartCluster = cn;
1051                         frcn = 0;
1052                 } else {
1053                         error = fatentry(FAT_SET, pmp,
1054                                          dep->de_fc[FC_LASTFC].fc_fsrcn,
1055                                          0, cn);
1056                         if (error) {
1057                                 clusterfree(pmp, cn, NULL);
1058                                 return (error);
1059                         }
1060                         frcn = dep->de_fc[FC_LASTFC].fc_frcn + 1;
1061                 }
1062
1063                 /*
1064                  * Update the "last cluster of the file" entry in the denode's fat
1065                  * cache.
1066                  */
1067                 fc_setcache(dep, FC_LASTFC, frcn + got - 1, cn + got - 1);
1068
1069                 if (flags & DE_CLEAR) {
1070                         while (got-- > 0) {
1071                                 /*
1072                                  * Get the buf header for the new block of the file.
1073                                  */
1074                                 if (dep->de_Attributes & ATTR_DIRECTORY)
1075                                         bp = getblk(pmp->pm_devvp,
1076                                             cntobn(pmp, cn++),
1077                                             pmp->pm_bpcluster, 0, 0, 0);
1078                                 else {
1079                                         bp = getblk(DETOV(dep),
1080                                             frcn++,
1081                                             pmp->pm_bpcluster, 0, 0, 0);
1082                                         /*
1083                                          * Do the bmap now, as in msdosfs_write
1084                                          */
1085                                         if (pcbmap(dep,
1086                                             bp->b_lblkno,
1087                                             &blkno, 0, 0))
1088                                                 bp->b_blkno = -1;
1089                                         if (bp->b_blkno == -1)
1090                                                 panic("extendfile: pcbmap");
1091                                         else
1092                                                 bp->b_blkno = blkno;
1093                                 }
1094                                 vfs_bio_clrbuf(bp);
1095                                 if (bpp) {
1096                                         *bpp = bp;
1097                                         bpp = NULL;
1098                                 } else
1099                                         bdwrite(bp);
1100                         }
1101                 }
1102         }
1103
1104         return (0);
1105 }
1106
1107 /*-
1108  * Routine to mark a FAT16 or FAT32 volume as "clean" or "dirty" by
1109  * manipulating the upper bit of the FAT entry for cluster 1.  Note that
1110  * this bit is not defined for FAT12 volumes, which are always assumed to
1111  * be dirty.
1112  *
1113  * The fatentry() routine only works on cluster numbers that a file could
1114  * occupy, so it won't manipulate the entry for cluster 1.  So we have to do
1115  * it here.  The code was stolen from fatentry() and tailored for cluster 1.
1116  *
1117  * Inputs:
1118  *      pmp     The MS-DOS volume to mark
1119  *      dirty   Non-zero if the volume should be marked dirty; zero if it
1120  *              should be marked clean
1121  *
1122  * Result:
1123  *      0       Success
1124  *      EROFS   Volume is read-only
1125  *      ?       (other errors from called routines)
1126  */
1127 int
1128 markvoldirty(struct msdosfsmount *pmp, int dirty)
1129 {
1130         struct buf *bp;
1131         u_long bn, bo, bsize, byteoffset, fatval;
1132         int error;
1133
1134         /*
1135          * FAT12 does not support a "clean" bit, so don't do anything for
1136          * FAT12.
1137          */
1138         if (FAT12(pmp))
1139                 return (0);
1140
1141         /* Can't change the bit on a read-only filesystem. */
1142         if (pmp->pm_flags & MSDOSFSMNT_RONLY)
1143                 return (EROFS);
1144
1145         /*
1146          * Fetch the block containing the FAT entry.  It is given by the
1147          * pseudo-cluster 1.
1148          */
1149         byteoffset = FATOFS(pmp, 1);
1150         fatblock(pmp, byteoffset, &bn, &bsize, &bo);
1151         error = bread(pmp->pm_devvp, bn, bsize, NOCRED, &bp);
1152         if (error) {
1153                 brelse(bp);
1154                 return (error);
1155         }
1156
1157         /*
1158          * Get the current value of the FAT entry and set/clear the relevant
1159          * bit.  Dirty means clear the "clean" bit; clean means set the
1160          * "clean" bit.
1161          */
1162         if (FAT32(pmp)) {
1163                 /* FAT32 uses bit 27. */
1164                 fatval = getulong(&bp->b_data[bo]);
1165                 if (dirty)
1166                         fatval &= 0xF7FFFFFF;
1167                 else
1168                         fatval |= 0x08000000;
1169                 putulong(&bp->b_data[bo], fatval);
1170         } else {
1171                 /* Must be FAT16; use bit 15. */
1172                 fatval = getushort(&bp->b_data[bo]);
1173                 if (dirty)
1174                         fatval &= 0x7FFF;
1175                 else
1176                         fatval |= 0x8000;
1177                 putushort(&bp->b_data[bo], fatval);
1178         }
1179
1180         /* Write out the modified FAT block synchronously. */
1181         return (bwrite(bp));
1182 }