bertos/fs/battfs.c

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * This file is part of BeRTOS.
   5  *
   6  * Bertos is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  19  *
  20  * As a special exception, you may use this file as part of a free software
  21  * library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
  22  * templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
  23  * this file and link it with other files to produce an executable, this
  24  * file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
  25  * the GNU General Public License.  This exception does not however
  26  * invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
  27  * the GNU General Public License.
  28  *
  29  * Copyright 2007 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
  30  *
  31  * -->
  32  *
  33  * \brief BattFS: a filesystem for embedded platforms (implementation).
  34  *
  35  * \version $Id:$
  36  *
  37  * \author Francesco Sacchi <batt@develer.com>
  38  *
  39  */
  40
  41 #include "battfs.h"
  42
  43 #include <cfg/debug.h>
  44 #include <cfg/macros.h> /* MIN, MAX */
  45 #include <cpu/byteorder.h> /* cpu_to_xx */
  46
  47 #define LOG_LEVEL       LOG_LVL_INFO
  48 #define LOG_FORMAT      LOG_FMT_VERBOSE
  49 #include <cfg/log.h>
  50
  51 #include <string.h> /* memset, memmove */
  52
  53 #if LOG_LEVEL >= LOG_LVL_INFO
  54 static void dumpPageArray(struct BattFsSuper *disk)
  55 {
  56         kprintf("Page array dump, free_page_start %d:", disk->free_page_start);
  57         for (pgcnt_t i = 0; i < disk->page_count; i++)
  58         {
  59                 if (!(i % 16))
  60                         kputchar('\n');
  61                 kprintf("%04d ", disk->page_array[i]);
  62         }
  63         kputchar('\n');
  64 }
  65 #endif
  66
  67 /**
  68  * Convert from memory representation to disk structure.
  69  * \note filesystem is in little-endian format.
  70  */
  71 INLINE void battfs_to_disk(struct BattFsPageHeader *hdr, uint8_t *buf)
  72 {
  73         STATIC_ASSERT(BATTFS_HEADER_LEN == 12);
  74         buf[0] = hdr->inode;
  75
  76         buf[1] = hdr->fill;
  77         buf[2] = hdr->fill >> 8;
  78
  79         buf[3] = hdr->pgoff;
  80         buf[4] = hdr->pgoff >> 8;
  81
  82         /*
  83          * Sequence number is 40 bits long.
  84          * No need to take care of wraparonds: the memory will die first!
  85          */
  86         buf[5] = hdr->seq;
  87         buf[6] = hdr->seq >> 8;
  88         buf[7] = hdr->seq >> 16;
  89         buf[8] = hdr->seq >> 24;
  90         buf[9] = hdr->seq >> 32;
  91
  92         /*
  93          * This field must be the last one!
  94          * This is needed because if the page is only partially
  95          * written, we can use this to detect it.
  96          */
  97         buf[10] = hdr->fcs;
  98         buf[11] = hdr->fcs >> 8;
  99 }
 100
 101 /**
 102  * Convert from disk structure to memory representation.
 103  * \note filesystem is in little-endian format.
 104  */
 105 INLINE void disk_to_battfs(uint8_t *buf, struct BattFsPageHeader *hdr)
 106 {
 107         STATIC_ASSERT(BATTFS_HEADER_LEN == 12);
 108         hdr->inode = buf[0];
 109         hdr->fill = buf[2] << 8 | buf[1];
 110         hdr->pgoff = buf[4] << 8 | buf[3];
 111         hdr->seq = (seq_t)buf[9] << 32 | (seq_t)buf[8] << 24 | (seq_t)buf[7] << 16 | buf[6] << 8 | buf[5];
 112         hdr->fcs = buf[11] << 8 | buf[10];
 113 }
 114
 115 /**
 116  * Compute the fcs of the header.
 117  */
 118 static fcs_t computeFcs(struct BattFsPageHeader *hdr)
 119 {
 120         uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
 121         fcs_t cks;
 122
 123         battfs_to_disk(hdr, buf);
 124         rotating_init(&cks);
 125         /* fcs is at the end of whole header */
 126         rotating_update(buf, BATTFS_HEADER_LEN - sizeof(fcs_t), &cks);
 127         return cks;
 128 }
 129
 130 /**
 131  * Read from disk.
 132  * If available, the cache will be used.
 133  * \return the number of bytes read.
 134  */
 135 static size_t diskRead(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, pgaddr_t addr, void *buf, size_t size)
 136 {
 137         /* Try to read from cache */
 138         if (page == disk->curr_page)
 139                 return disk->bufferRead(disk, addr, buf, size);
 140         /* Read from disk */
 141         else
 142                 return disk->read(disk, page, addr, buf, size);
 143 }
 144
 145
 146 /**
 147  * Read header of \a page in \a hdr.
 148  * \return true on success, false otherwise.
 149  */
 150 static bool readHdr(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, struct BattFsPageHeader *hdr)
 151 {
 152         uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
 153         /*
 154          * Read header from disk.
 155          * Header is actually a footer, and so
 156          * resides at page end.
 157          */
 158         if (diskRead(disk, page, disk->data_size, buf, BATTFS_HEADER_LEN)
 159             != BATTFS_HEADER_LEN)
 160         {
 161                 LOG_ERR("page[%d]\n", page);
 162                 return false;
 163         }
 164
 165         /* Fill header */
 166         disk_to_battfs(buf, hdr);
 167
 168         return true;
 169 }
 170
 171 /**
 172  * Set header on current \a disk page buffer.
 173  * \return true on success, false otherwise.
 174  */
 175 static bool setBufferHdr(struct BattFsSuper *disk, struct BattFsPageHeader *hdr)
 176 {
 177         uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
 178
 179         #warning FIXME:refactor computeFcs to save time and stack
 180         hdr->fcs = computeFcs(hdr);
 181         /* Fill buffer */
 182         battfs_to_disk(hdr, buf);
 183
 184         /*
 185          * write header to buffer.
 186          * Header is actually a footer, and so
 187          * resides at page end.
 188          */
 189         if (disk->bufferWrite(disk, disk->data_size, buf, BATTFS_HEADER_LEN)
 190             != BATTFS_HEADER_LEN)
 191         {
 192                 LOG_ERR("writing to buffer\n");
 193                 return false;
 194         }
 195         return true;
 196 }
 197
 198 static bool getBufferHdr(struct BattFsSuper *disk, struct BattFsPageHeader *hdr)
 199 {
 200         uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
 201
 202         if (disk->bufferRead(disk, disk->data_size, buf, BATTFS_HEADER_LEN)
 203             != BATTFS_HEADER_LEN)
 204         {
 205                 LOG_ERR("reading from buffer\n");
 206                 return false;
 207         }
 208
 209         disk_to_battfs(buf, hdr);
 210
 211         return true;
 212 }
 213
 214 /**
 215  * Count the number of pages from
 216  * inode 0 to \a inode in \a filelen_table.
 217  */
 218 static pgcnt_t countPages(pgoff_t *filelen_table, inode_t inode)
 219 {
 220         pgcnt_t cnt = 0;
 221
 222         for (inode_t i = 0; i < inode; i++)
 223                 cnt += filelen_table[i];
 224
 225         return cnt;
 226 }
 227
 228 /**
 229  * Move all pages in page allocation array from \a src to \a src + \a offset.
 230  * The number of pages moved is page_count - MAX(dst, src).
 231  */
 232 static void movePages(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t src, int offset)
 233 {
 234         pgcnt_t dst = src + offset;
 235         LOG_INFO("src %d, offset %d, size %d\n", src, offset, (unsigned int)((disk->page_count - MAX(dst, src)) * sizeof(pgcnt_t)));
 236         memmove(&disk->page_array[dst], &disk->page_array[src], (disk->page_count - MAX(dst, src)) * sizeof(pgcnt_t));
 237
 238         if (offset < 0)
 239         {
 240                 /* Fill empty space in array with sentinel */
 241                 for (pgcnt_t page = disk->page_count + offset; page < disk->page_count; page++)
 242                         disk->page_array[page] = PAGE_UNSET_SENTINEL;
 243         }
 244 }
 245
 246 /**
 247  * Count number of pages per file on \a disk.
 248  * This information is registered in \a filelen_table.
 249  * Array index represent file inode, while value contained
 250  * is the number of pages used by that file.
 251  *
 252  * \return true if ok, false on disk read errors.
 253  * \note The whole disk is scanned once.
 254  */
 255 static bool countDiskFilePages(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table)
 256 {
 257         BattFsPageHeader hdr;
 258         disk->free_page_start = 0;
 259
 260         /* Count the number of disk page per file */
 261         for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
 262         {
 263                 if (!readHdr(disk, page, &hdr))
 264                         return false;
 265
 266                 /* Increase free space */
 267                 disk->free_bytes += disk->data_size;
 268
 269                 /* Check header FCS */
 270                 if (hdr.fcs == computeFcs(&hdr))
 271                 {
 272                         ASSERT(hdr.fill <= disk->data_size);
 273
 274                         /* Page is valid and is owned by a file */
 275                         filelen_table[hdr.inode]++;
 276
 277                         /* Keep trace of free space */
 278                         disk->free_bytes -= hdr.fill;
 279                         disk->free_page_start++;
 280                 }
 281         }
 282         LOG_INFO("free_bytes:%d, free_page_start:%d\n", disk->free_bytes, disk->free_page_start);
 283
 284         return true;
 285 }
 286
 287 /**
 288  * Fill page allocation array of \a disk
 289  * using file lenghts in \a filelen_table.
 290  *
 291  * The page allocation array is an array containings all file infos.
 292  * Is ordered by file, and within each file is ordered by page offset
 293  * inside file.
 294  * e.g. : at page array[0] you will find page address of the first page
 295  * of the first file (if present).
 296  * Free blocks are allocated after the last file.
 297  *
 298  * \return true if ok, false on disk read errors.
 299  * \note The whole disk is scanned at max twice.
 300  */
 301 static bool fillPageArray(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table)
 302 {
 303         BattFsPageHeader hdr;
 304         pgcnt_t curr_free_page = disk->free_page_start;
 305         /* Fill page allocation array */
 306         for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
 307         {
 308                 if (!readHdr(disk, page, &hdr))
 309                         return false;
 310
 311                 /* Check header FCS */
 312                 if (hdr.fcs == computeFcs(&hdr))
 313                 {
 314                         /* Compute array position */
 315                         pgcnt_t array_pos = countPages(filelen_table, hdr.inode);
 316                         array_pos += hdr.pgoff;
 317
 318
 319                         /* Check if position is already used by another page of the same file */
 320                         if (disk->page_array[array_pos] == PAGE_UNSET_SENTINEL)
 321                                 disk->page_array[array_pos] = page;
 322                         else
 323                         {
 324                                 BattFsPageHeader hdr_prv;
 325
 326                                 if (!readHdr(disk, disk->page_array[array_pos], &hdr_prv))
 327                                         return false;
 328
 329                                 /* Check header FCS */
 330                                 ASSERT(hdr_prv.fcs == computeFcs(&hdr_prv));
 331
 332                                 /* Only the very same page with a different seq number can be here */
 333                                 ASSERT(hdr.inode == hdr_prv.inode);
 334                                 ASSERT(hdr.pgoff == hdr_prv.pgoff);
 335                                 ASSERT(hdr.seq != hdr_prv.seq);
 336
 337                                 pgcnt_t new_page, old_page;
 338                                 fill_t old_fill;
 339
 340                                 /*
 341                                  * Sequence number comparison: since
 342                                  * seq is 40 bits wide, it wraps once
 343                                  * every 1.1E12 times.
 344                                  * The memory will not live enough to
 345                                  * see a wraparound, so we can use a simple
 346                                  * compare here.
 347                                  */
 348                                 if (hdr.seq > hdr_prv.seq)
 349                                 {
 350                                         /* Current header is newer than the previuos one */
 351                                         old_page = disk->page_array[array_pos];
 352                                         new_page = page;
 353                                         old_fill = hdr_prv.fill;
 354                                 }
 355                                 else
 356                                 {
 357                                         /* Previous header is newer than the current one */
 358                                         old_page = page;
 359                                         new_page = disk->page_array[array_pos];
 360                                         old_fill = hdr.fill;
 361                                 }
 362
 363                                 /* Set new page */
 364                                 disk->page_array[array_pos] = new_page;
 365                                 /* Add free space */
 366                                 disk->free_bytes += old_fill;
 367                                 /* Shift all array one position to the left, overwriting duplicate page */
 368                                 array_pos -= hdr.pgoff;
 369                                 array_pos += filelen_table[hdr.inode];
 370                                 movePages(disk, array_pos, -1);
 371                                 /* Move back all indexes */
 372                                 filelen_table[hdr.inode]--;
 373                                 disk->free_page_start--;
 374                                 curr_free_page--;
 375                                 /* Set old page as free */
 376                                 ASSERT(disk->page_array[curr_free_page] == PAGE_UNSET_SENTINEL);
 377                                 disk->page_array[curr_free_page++] = old_page;
 378
 379                         }
 380                 }
 381                 else
 382                 {
 383                         /* Invalid page, keep as free */
 384                         ASSERT(disk->page_array[curr_free_page] == PAGE_UNSET_SENTINEL);
 385                         LOG_INFO("Page %d invalid, keeping as free\n", page);
 386                         disk->page_array[curr_free_page++] = page;
 387                 }
 388         }
 389         return true;
 390 }
 391
 392
 393 /**
 394  * Flush the current \a disk buffer.
 395  * \return true if ok, false on errors.
 396  */
 397 static bool flushBuffer(struct BattFsSuper *disk)
 398 {
 399         if (disk->cache_dirty)
 400         {
 401                 LOG_INFO("Flushing to disk page %d\n", disk->curr_page);
 402
 403                 if (!(disk->erase(disk, disk->curr_page)
 404                         && disk->save(disk, disk->curr_page)))
 405                         return false;
 406
 407                 disk->cache_dirty = false;
 408         }
 409         return true;
 410 }
 411
 412 /**
 413  * Load \a new_page from \a disk in disk page buffer.
 414  * If a previuos page is still dirty in the buffer, will be
 415  * flushed first. The new page header loaded will be put in \a new_hdr.
 416  * \return true if ok, false on errors.
 417  */
 418 static bool loadPage(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t new_page, BattFsPageHeader *new_hdr)
 419 {
 420         if (disk->curr_page == new_page)
 421                 return getBufferHdr(disk, new_hdr);
 422
 423         LOG_INFO("Loading page %d\n", new_page);
 424
 425         if (!(flushBuffer(disk)
 426                 && disk->load(disk, new_page)
 427                 && getBufferHdr(disk, new_hdr)))
 428                 return false;
 429
 430         disk->curr_page = new_page;
 431
 432         return true;
 433 }
 434
 435
 436 /**
 437  * Initialize and mount disk described by
 438  * \a disk.
 439  * \return false on errors, true otherwise.
 440  */
 441 bool battfs_mount(struct BattFsSuper *disk)
 442 {
 443         pgoff_t filelen_table[BATTFS_MAX_FILES];
 444
 445         /* Sanity check */
 446         ASSERT(disk->open);
 447
 448         /* Init disk device */
 449         if (!disk->open(disk))
 450         {
 451                 LOG_ERR("open error\n");
 452                 return false;
 453         }
 454
 455         /* Disk open must set all of these */
 456         ASSERT(disk->read);
 457         ASSERT(disk->load);
 458         ASSERT(disk->bufferWrite);
 459         ASSERT(disk->bufferRead);
 460         ASSERT(disk->save);
 461         ASSERT(disk->erase);
 462         ASSERT(disk->close);
 463         ASSERT(disk->page_size > BATTFS_HEADER_LEN);
 464         /* Fill page_size with the usable space */
 465         disk->data_size = disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN;
 466         ASSERT(disk->page_count);
 467         ASSERT(disk->page_count < PAGE_UNSET_SENTINEL - 1);
 468         ASSERT(disk->page_array);
 469
 470         memset(filelen_table, 0, BATTFS_MAX_FILES * sizeof(pgoff_t));
 471
 472         disk->free_bytes = 0;
 473         disk->disk_size = (disk_size_t)disk->data_size * disk->page_count;
 474
 475         /* Initialize page buffer cache */
 476         disk->cache_dirty = false;
 477         disk->curr_page = 0;
 478         disk->load(disk, disk->curr_page);
 479
 480         /* Count pages per file */
 481         if (!countDiskFilePages(disk, filelen_table))
 482         {
 483                 LOG_ERR("counting file pages\n");
 484                 return false;
 485         }
 486
 487         /* Once here, we have filelen_table filled with file lengths */
 488
 489         /* Fill page array with sentinel */
 490         for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
 491                 disk->page_array[page] = PAGE_UNSET_SENTINEL;
 492
 493         /* Fill page allocation array using filelen_table */
 494         if (!fillPageArray(disk, filelen_table))
 495         {
 496                 LOG_ERR("filling page array\n");
 497                 return false;
 498         }
 499         #if LOG_LEVEL >= LOG_LVL_INFO
 500                 dumpPageArray(disk);
 501         #endif
 502         #warning TODO: shuffle free blocks
 503         //#if LOG_LEVEL > LOG_LVL_INFO
 504         //      dumpPageArray(disk);
 505         //#endif
 506         /* Init list for opened files. */
 507         LIST_INIT(&disk->file_opened_list);
 508         return true;
 509 }
 510
 511 /**
 512  * Check the filesystem.
 513  * \return true if ok, false on errors.
 514  */
 515 bool battfs_fsck(struct BattFsSuper *disk)
 516 {
 517         #define FSCHECK(cond) do { if(!(cond)) { LOG_ERR("\"" #cond "\"\n"); return false; } } while (0)
 518
 519         FSCHECK(disk->free_page_start <= disk->page_count);
 520         FSCHECK(disk->data_size < disk->page_size);
 521         FSCHECK(disk->free_bytes <= disk->disk_size);
 522
 523         disk_size_t free_bytes = 0;
 524         BattFsPageHeader hdr, prev_hdr;
 525         inode_t files = 0;
 526         pgcnt_t page_used = 0;
 527
 528         bool start = true;
 529
 530         for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
 531         {
 532                 FSCHECK(readHdr(disk, disk->page_array[page], &hdr));
 533                 free_bytes += disk->data_size;
 534
 535                 if (page < disk->free_page_start)
 536                 {
 537                         FSCHECK(computeFcs(&hdr) == hdr.fcs);
 538                         page_used++;
 539                         free_bytes -= hdr.fill;
 540                         if (hdr.inode != prev_hdr.inode || start)
 541                         {
 542                                 if (LIKELY(!start))
 543                                         FSCHECK(hdr.inode > prev_hdr.inode);
 544                                 else
 545                                         start = false;
 546
 547                                 FSCHECK(hdr.pgoff == 0);
 548                                 files++;
 549                         }
 550                         else
 551                         {
 552                                 FSCHECK(hdr.fill != 0);
 553                                 FSCHECK(prev_hdr.fill == disk->data_size);
 554                                 FSCHECK(hdr.pgoff == prev_hdr.pgoff + 1);
 555                         }
 556                         prev_hdr = hdr;
 557                 }
 558         }
 559
 560         FSCHECK(page_used == disk->free_page_start);
 561         FSCHECK(free_bytes == disk->free_bytes);
 562
 563         return true;
 564 }
 565
 566 /**
 567  * Flush file \a fd.
 568  * \return 0 if ok, EOF on errors.
 569  */
 570 static int battfs_flush(struct KFile *fd)
 571 {
 572         BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
 573
 574         if (flushBuffer(fdb->disk))
 575                 return 0;
 576         else
 577         {
 578                 fdb->errors |= BATTFS_DISK_FLUSHBUF_ERR;
 579                 return EOF;
 580         }
 581 }
 582
 583 /**
 584  * Close file \a fd.
 585  * \return 0 if ok, EOF on errors.
 586  */
 587 static int battfs_fileclose(struct KFile *fd)
 588 {
 589         BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
 590
 591         if (battfs_flush(fd) == 0)
 592         {
 593                 REMOVE(&fdb->link);
 594                 return 0;
 595         }
 596         else
 597                 return EOF;
 598 }
 599
 600
 601 static bool getNewPage(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t new_pos, inode_t inode, pgoff_t pgoff, BattFsPageHeader *new_hdr)
 602 {
 603         if (SPACE_OVER(disk))
 604         {
 605                 LOG_ERR("No disk space available!\n");
 606                 return false;
 607         }
 608         flushBuffer(disk);
 609         LOG_INFO("Getting new page %d, pos %d\n", disk->page_array[disk->free_page_start], new_pos);
 610         disk->curr_page = disk->page_array[disk->free_page_start++];
 611         memmove(&disk->page_array[new_pos + 1], &disk->page_array[new_pos], (disk->free_page_start - new_pos - 1) * sizeof(pgcnt_t));
 612
 613         Node *n;
 614         /* Move following file start point one position ahead. */
 615         FOREACH_NODE(n, &disk->file_opened_list)
 616         {
 617                 BattFs *file = containerof(n, BattFs, link);
 618                 if (file->inode > inode)
 619                 {
 620                         LOG_INFO("Move file %d start pos\n", file->inode);
 621                         file->start++;
 622                 }
 623         }
 624
 625         disk->page_array[new_pos] = disk->curr_page;
 626         disk->cache_dirty = true;
 627
 628         new_hdr->inode = inode;
 629         new_hdr->pgoff = pgoff;
 630         new_hdr->fill = 0;
 631         new_hdr->seq = 0;
 632         return setBufferHdr(disk, new_hdr);
 633 }
 634
 635 /**
 636  * Write to file \a fd \a size bytes from \a buf.
 637  * \return The number of bytes written.
 638  */
 639 static size_t battfs_write(struct KFile *fd, const void *_buf, size_t size)
 640 {
 641         BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
 642         BattFsSuper *disk = fdb->disk;
 643         const uint8_t *buf = (const uint8_t *)_buf;
 644
 645         size_t total_write = 0;
 646         pgoff_t pg_offset;
 647         pgaddr_t addr_offset;
 648         pgaddr_t wr_len;
 649         BattFsPageHeader curr_hdr;
 650
 651         if (fd->seek_pos < 0)
 652         {
 653                 fdb->errors |= BATTFS_NEGATIVE_SEEK_ERR;
 654                 return total_write;
 655         }
 656
 657         if (fd->seek_pos > fd->size)
 658         {
 659                 /* Handle writing when seek pos if far over EOF */
 660                 if (!loadPage(disk, fdb->start[fdb->max_off], &curr_hdr))
 661                 {
 662                         fdb->errors |= BATTFS_DISK_LOADPAGE_ERR;
 663                         return total_write;
 664                 }
 665
 666                 /* Fill unused space of first page with 0s */
 667                 uint8_t dummy = 0;
 668                 pgaddr_t zero_bytes = MIN(fd->seek_pos - fd->size, disk->data_size - curr_hdr.fill);
 669                 while (zero_bytes--)
 670                 {
 671                         if (disk->bufferWrite(disk, curr_hdr.fill, &dummy, 1) != 1)
 672                         {
 673                                 fdb->errors |= BATTFS_DISK_BUFFERWR_ERR;
 674                                 return total_write;
 675                         }
 676                         curr_hdr.fill++;
 677                         fd->size++;
 678                         disk->free_bytes--;
 679                         disk->cache_dirty = true;
 680                 }
 681                 setBufferHdr(disk, &curr_hdr);
 682
 683                 /* Allocate the missing pages first. */
 684                 pgoff_t missing_pages = fd->seek_pos / disk->data_size - fdb->max_off;
 685
 686                 if (missing_pages)
 687                 {
 688                         LOG_INFO("missing pages: %d\n", missing_pages);
 689                         flushBuffer(disk);
 690
 691                         /* Fill page buffer with 0 to avoid filling unused pages with garbage */
 692                         for (pgaddr_t off = 0; off < disk->data_size; off++)
 693                         {
 694                                 if (disk->bufferWrite(disk, off, &dummy, 1) != 1)
 695                                 {
 696                                         fdb->errors |= BATTFS_DISK_BUFFERWR_ERR;
 697                                         return total_write;
 698                                 }
 699                         }
 700
 701                         while (missing_pages--)
 702                         {
 703                                 zero_bytes = MIN((kfile_off_t)disk->data_size, fd->seek_pos - fd->size);
 704                                 /* Get the new page needed */
 705                                 if (!getNewPage(disk, (fdb->start - disk->page_array) + fdb->max_off + 1, fdb->inode, fdb->max_off + 1, &curr_hdr))
 706                                 {
 707                                         fdb->errors |= BATTFS_DISK_GETNEWPAGE_ERR;
 708                                         return total_write;
 709                                 }
 710
 711                                 /* Update size and free space left */
 712                                 fd->size += zero_bytes;
 713                                 disk->free_bytes -= zero_bytes;
 714
 715                                 curr_hdr.fill = zero_bytes;
 716                                 setBufferHdr(disk, &curr_hdr);
 717
 718                                 fdb->max_off++;
 719                         }
 720                 }
 721         }
 722         else if (!getBufferHdr(disk, &curr_hdr))
 723         {
 724                 fdb->errors |=  BATTFS_DISK_BUFFERRD_ERR;
 725                 return total_write;
 726         }
 727
 728         while (size)
 729         {
 730                 pg_offset = fd->seek_pos / disk->data_size;
 731                 addr_offset = fd->seek_pos % disk->data_size;
 732                 wr_len = MIN(size, (size_t)(disk->data_size - addr_offset));
 733
 734                 /* Handle write outside EOF */
 735                 if (pg_offset > fdb->max_off)
 736                 {
 737                         LOG_INFO("New page needed, pg_offset %d, pos %d\n", pg_offset, (int)((fdb->start - disk->page_array) + pg_offset));
 738                         if (!getNewPage(disk, (fdb->start - disk->page_array) + pg_offset, fdb->inode, pg_offset, &curr_hdr))
 739                         {
 740                                 fdb->errors |= BATTFS_DISK_GETNEWPAGE_ERR;
 741                                 return total_write;
 742                         }
 743
 744                         fdb->max_off = pg_offset;
 745                 }
 746                 /* Handle cache load of a new page*/
 747                 else if (fdb->start[pg_offset] != disk->curr_page)
 748                 {
 749                         if (SPACE_OVER(disk))
 750                         {
 751                                 LOG_ERR("No disk space available!\n");
 752                                 fdb->errors |= BATTFS_DISK_SPACEOVER_ERR;
 753                                 return total_write;
 754                         }
 755                         LOG_INFO("Re-writing page %d to %d\n", fdb->start[pg_offset], disk->page_array[disk->free_page_start]);
 756                         if (!loadPage(disk, fdb->start[pg_offset], &curr_hdr))
 757                         {
 758                                 fdb->errors |= BATTFS_DISK_LOADPAGE_ERR;
 759                                 return total_write;
 760                         }
 761
 762                         /* Get a free page */
 763                         disk->curr_page = disk->page_array[disk->free_page_start];
 764                         movePages(disk, disk->free_page_start + 1, -1);
 765
 766                         /* Insert previous page in free blocks list */
 767                         LOG_INFO("Setting page %d as free\n", fdb->start[pg_offset]);
 768                         disk->page_array[disk->page_count - 1] = fdb->start[pg_offset];
 769                         /* Assign new page */
 770                         fdb->start[pg_offset] = disk->curr_page;
 771                         curr_hdr.seq++;
 772                 }
 773
 774                 //LOG_INFO("writing to buffer for page %d, offset %d, size %d\n", disk->curr_page, addr_offset, wr_len);
 775                 if (disk->bufferWrite(disk, addr_offset, buf, wr_len) != wr_len)
 776                 {
 777                         fdb->errors |= BATTFS_DISK_BUFFERWR_ERR;
 778                         return total_write;
 779                 }
 780                 disk->cache_dirty = true;
 781
 782                 size -= wr_len;
 783                 fd->seek_pos += wr_len;
 784                 total_write += wr_len;
 785                 buf += wr_len;
 786                 fill_t fill_delta = MAX((int32_t)(addr_offset + wr_len) - curr_hdr.fill, (int32_t)0);
 787                 disk->free_bytes -= fill_delta;
 788                 fd->size += fill_delta;
 789                 curr_hdr.fill += fill_delta;
 790
 791                 if (!setBufferHdr(disk, &curr_hdr))
 792                 {
 793                         fdb->errors |= BATTFS_DISK_BUFFERWR_ERR;
 794                         return total_write;
 795                 }
 796
 797                 //LOG_INFO("free_bytes %d, seek_pos %d, size %d, curr_hdr.fill %d\n", disk->free_bytes, fd->seek_pos, fd->size, curr_hdr.fill);
 798         }
 799         return total_write;
 800 }
 801
 802
 803 /**
 804  * Read from file \a fd \a size bytes in \a buf.
 805  * \return The number of bytes read.
 806  */
 807 static size_t battfs_read(struct KFile *fd, void *_buf, size_t size)
 808 {
 809         BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
 810         BattFsSuper *disk = fdb->disk;
 811         uint8_t *buf = (uint8_t *)_buf;
 812
 813         size_t total_read = 0;
 814         pgoff_t pg_offset;
 815         pgaddr_t addr_offset;
 816         pgaddr_t read_len;
 817
 818         if (fd->seek_pos < 0)
 819         {
 820                 fdb->errors |= BATTFS_NEGATIVE_SEEK_ERR;
 821                 return total_read;
 822         }
 823
 824         size = MIN((kfile_off_t)size, MAX(fd->size - fd->seek_pos, 0));
 825
 826         while (size)
 827         {
 828                 pg_offset = fd->seek_pos / disk->data_size;
 829                 addr_offset = fd->seek_pos % disk->data_size;
 830                 read_len = MIN(size, (size_t)(disk->data_size - addr_offset));
 831
 832                 //LOG_INFO("reading from page %d, offset %d, size %d\n", fdb->start[pg_offset], addr_offset, read_len);
 833                 /* Read from disk */
 834                 if (diskRead(disk, fdb->start[pg_offset], addr_offset, buf, read_len) != read_len)
 835                 {
 836                         fdb->errors |= BATTFS_DISK_READ_ERR;
 837                         return total_read;
 838                 }
 839
 840                 #if _DEBUG
 841                         BattFsPageHeader hdr;
 842                         readHdr(disk, fdb->start[pg_offset], &hdr);
 843                         ASSERT(hdr.inode == fdb->inode);
 844                 #endif
 845
 846                 size -= read_len;
 847                 fd->seek_pos += read_len;
 848                 total_read += read_len;
 849                 buf += read_len;
 850         }
 851         return total_read;
 852 }
 853
 854
 855 /**
 856  * Search file \a inode in \a disk using a binary search.
 857  * \a last is filled with array offset of file start
 858  * in disk->page_array if file is found, otherwise
 859  * \a last is filled with the correct insert position
 860  * for creating a file with the given \a inode.
 861  * \return true if file is found, false otherwisr.
 862  */
 863 static bool findFile(BattFsSuper *disk, inode_t inode, pgcnt_t *last)
 864 {
 865         BattFsPageHeader hdr;
 866         pgcnt_t first = 0, page;
 867         *last = disk->free_page_start;
 868         fcs_t fcs;
 869
 870         while (first < *last)
 871         {
 872                 page = (first + *last) / 2;
 873                 LOG_INFO("first %d, last %d, page %d\n", first, *last, page);
 874                 if (!readHdr(disk, disk->page_array[page], &hdr))
 875                         return false;
 876                 LOG_INFO("inode read: %d\n", hdr.inode);
 877                 fcs = computeFcs(&hdr);
 878                 if (hdr.fcs == fcs && hdr.inode == inode)
 879                 {
 880                         *last = page - hdr.pgoff;
 881                         LOG_INFO("Found: %d\n", *last);
 882                         return true;
 883                 }
 884                 else if (hdr.fcs == fcs && hdr.inode < inode)
 885                         first = page + 1;
 886                 else
 887                         *last = page - 1;
 888         }
 889         LOG_INFO("Not found: last %d\n", *last);
 890         return false;
 891 }
 892
 893 /**
 894  * \return true if file \a inode exists on \a disk, false otherwise.
 895  */
 896 bool battfs_fileExists(BattFsSuper *disk, inode_t inode)
 897 {
 898         pgcnt_t dummy;
 899         return findFile(disk, inode, &dummy);
 900 }
 901
 902 /**
 903  * Count size of file \a inode on \a disk, starting at pointer \a start
 904  * in disk->page_array. Size is written in \a size.
 905  * \return true if all s ok, false on disk read errors.
 906  */
 907 static file_size_t countFileSize(BattFsSuper *disk, pgcnt_t *start, inode_t inode)
 908 {
 909         file_size_t size = 0;
 910         BattFsPageHeader hdr;
 911
 912         while (start < &disk->page_array[disk->free_page_start])
 913         {
 914                 if (!readHdr(disk, *start++, &hdr))
 915                         return EOF;
 916                 if (hdr.fcs == computeFcs(&hdr) && hdr.inode == inode)
 917                         size += hdr.fill;
 918                 else
 919                         break;
 920         }
 921         return size;
 922 }
 923
 924 static int battfs_error(struct KFile *fd)
 925 {
 926         BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
 927         return fdb->errors;
 928 }
 929
 930
 931 static void battfs_clearerr(struct KFile *fd)
 932 {
 933         BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
 934         fdb->errors = 0;
 935 }
 936
 937 /**
 938  * Open file \a inode from \a disk in \a mode.
 939  * File context is stored in \a fd.
 940  * \return true if ok, false otherwise.
 941  */
 942 bool battfs_fileopen(BattFsSuper *disk, BattFs *fd, inode_t inode, filemode_t mode)
 943 {
 944         Node *n;
 945
 946         memset(fd, 0, sizeof(*fd));
 947
 948         /* Search file start point in disk page array */
 949         pgcnt_t start_pos;
 950         if (!findFile(disk, inode, &start_pos))
 951         {
 952                 LOG_INFO("file %d not found\n", inode);
 953                 if (!(mode & BATTFS_CREATE))
 954                 {
 955                         fd->errors |= BATTFS_FILE_NOT_FOUND_ERR;
 956                         return false;
 957                 }
 958                 /* Create the file */
 959                 BattFsPageHeader hdr;
 960                 if (!(getNewPage(disk, start_pos, inode, 0, &hdr)))
 961                 {
 962                         fd->errors |= BATTFS_DISK_GETNEWPAGE_ERR;
 963                         return false;
 964                 }
 965         }
 966         fd->start = &disk->page_array[start_pos];
 967         LOG_INFO("Start pos %d\n", start_pos);
 968
 969         /* Fill file size */
 970         if ((fd->fd.size = countFileSize(disk, fd->start, inode)) == EOF)
 971         {
 972                 fd->errors |= BATTFS_DISK_READ_ERR;
 973                 return false;
 974         }
 975         fd->max_off = fd->fd.size / disk->data_size;
 976
 977         /* Reset seek position */
 978         fd->fd.seek_pos = 0;
 979
 980         /* Insert file handle in list, ordered by inode, ascending. */
 981         FOREACH_NODE(n, &disk->file_opened_list)
 982         {
 983                 BattFs *file = containerof(n, BattFs, link);
 984                 if (file->inode >= inode)
 985                         break;
 986         }
 987         INSERT_BEFORE(&fd->link, n);
 988
 989         /* Fill in data */
 990         fd->inode = inode;
 991         fd->mode = mode;
 992         fd->disk = disk;
 993
 994         fd->fd.close = battfs_fileclose;
 995         fd->fd.flush = battfs_flush;
 996         fd->fd.read = battfs_read;
 997         fd->fd.reopen = kfile_genericReopen;
 998         fd->fd.seek = kfile_genericSeek;
 999         fd->fd.write = battfs_write;
1000
1001         fd->fd.error = battfs_error;
1002         fd->fd.clearerr = battfs_clearerr;
1003
1004         DB(fd->fd._type = KFT_BATTFS);
1005
1006         return true;
1007 }
1008
1009
1010 /**
1011  * Umount \a disk.
1012  */
1013 bool battfs_umount(struct BattFsSuper *disk)
1014 {
1015         Node *n;
1016         int res = 0;
1017
1018         /* Close all open files */
1019         FOREACH_NODE(n, &disk->file_opened_list)
1020         {
1021                 BattFs *file = containerof(n, BattFs, link);
1022                 res += battfs_fileclose(&file->fd);
1023         }
1024
1025         /* Close disk */
1026         return disk->close(disk) && (res == 0);
1027 }
1028
1029 #if UNIT_TEST
1030
1031 bool battfs_writeTestBlock(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, inode_t inode, seq_t seq, fill_t fill, pgoff_t pgoff)
1032 {
1033         BattFsPageHeader hdr;
1034
1035         /* Reset page to all 0xff */
1036         uint8_t buf[disk->page_size];
1037         memset(buf, 0xFF, disk->page_size);
1038         disk->bufferWrite(disk, 0, buf, disk->page_size);
1039
1040         hdr.inode = inode;
1041         hdr.fill = fill;
1042         hdr.pgoff = pgoff;
1043         hdr.seq = seq;
1044         hdr.fcs = computeFcs(&hdr);
1045
1046         if (!(setBufferHdr(disk, &hdr) && disk->save(disk, page)))
1047         {
1048                 LOG_ERR("error writing hdr\n");
1049                 return false;
1050         }
1051
1052         return true;
1053 }
1054 #endif