Rename battfs_init to battfs_mount and battfs_close to battfs_umount.
[bertos.git] / bertos / fs / battfs.c
index eb2523ea6d94eea818a539e4eb49e4d5f58e2cb7..ae3cde9ed7940e361a4942bd53548852225e2b66 100644 (file)
 #include <cfg/macros.h> /* MIN, MAX */
 #include <cpu/byteorder.h> /* cpu_to_xx */
 
+#define LOG_LEVEL       LOG_LVL_INFO
+#define LOG_FORMAT      LOG_FMT_VERBOSE
+#include <cfg/log.h>
 
 #include <string.h> /* memset, memmove */
 
+#if LOG_LEVEL >= LOG_LVL_INFO
+static void dumpPageArray(struct BattFsSuper *disk)
+{
+       kprintf("Page array dump, free_page_start %d:", disk->free_page_start);
+       for (pgcnt_t i = 0; i < disk->page_count; i++)
+       {
+               if (!(i % 16))
+                       kputchar('\n');
+               kprintf("%04d ", disk->page_array[i]);
+       }
+       kputchar('\n');
+}
+#endif
 
 /**
  * Convert from memory representation to disk structure.
@@ -54,7 +70,7 @@
  */
 INLINE void battfs_to_disk(struct BattFsPageHeader *hdr, uint8_t *buf)
 {
-       STATIC_ASSERT(BATTFS_HEADER_LEN == 10);
+       STATIC_ASSERT(BATTFS_HEADER_LEN == 12);
        buf[0] = hdr->inode;
 
        buf[1] = hdr->fill;
@@ -64,25 +80,22 @@ INLINE void battfs_to_disk(struct BattFsPageHeader *hdr, uint8_t *buf)
        buf[4] = hdr->pgoff >> 8;
 
        /*
-        * Sequence number is at least 1 bit longer than page address.
-        * Needed to take care of wraparonds.
+        * Sequence number is 40 bits long.
+        * No need to take care of wraparonds: the memory will die first!
         */
        buf[5] = hdr->seq;
        buf[6] = hdr->seq >> 8;
-
-       /*
-        * First bit used by seq.
-        * Unused bits are set to 1.
-        */
-       buf[7] = (hdr->seq >> 16) ? 0xFF : 0xFE;
+       buf[7] = hdr->seq >> 16;
+       buf[8] = hdr->seq >> 24;
+       buf[9] = hdr->seq >> 32;
 
        /*
         * This field must be the last one!
         * This is needed because if the page is only partially
         * written, we can use this to detect it.
         */
-       buf[8] = hdr->fcs;
-       buf[9] = hdr->fcs >> 8;
+       buf[10] = hdr->fcs;
+       buf[11] = hdr->fcs >> 8;
 }
 
 /**
@@ -91,12 +104,12 @@ INLINE void battfs_to_disk(struct BattFsPageHeader *hdr, uint8_t *buf)
  */
 INLINE void disk_to_battfs(uint8_t *buf, struct BattFsPageHeader *hdr)
 {
-       STATIC_ASSERT(BATTFS_HEADER_LEN == 10);
+       STATIC_ASSERT(BATTFS_HEADER_LEN == 12);
        hdr->inode = buf[0];
        hdr->fill = buf[2] << 8 | buf[1];
        hdr->pgoff = buf[4] << 8 | buf[3];
-       hdr->seq = (seq_t)(buf[7] & 0x01) << 16 | buf[6] << 8 | buf[5];
-       hdr->fcs = buf[9] << 8 | buf[8];
+       hdr->seq = (seq_t)buf[9] << 32 | (seq_t)buf[8] << 24 | (seq_t)buf[7] << 16 | buf[6] << 8 | buf[5];
+       hdr->fcs = buf[11] << 8 | buf[10];
 }
 
 /**
@@ -114,12 +127,27 @@ static fcs_t computeFcs(struct BattFsPageHeader *hdr)
        return cks;
 }
 
+/**
+ * Read from disk.
+ * If available, the cache will be used.
+ * \return the number of bytes read.
+ */
+static size_t diskRead(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, pgaddr_t addr, void *buf, size_t size)
+{
+       /* Try to read from cache */
+       if (page == disk->curr_page)
+               return disk->bufferRead(disk, addr, buf, size);
+       /* Read from disk */
+       else
+               return disk->read(disk, page, addr, buf, size);
+}
+
 
 /**
- * Read header of page \a page.
+ * Read header of \a page in \a hdr.
  * \return true on success, false otherwise.
  */
-static bool battfs_readHeader(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, struct BattFsPageHeader *hdr)
+static bool readHdr(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, struct BattFsPageHeader *hdr)
 {
        uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
        /*
@@ -127,10 +155,10 @@ static bool battfs_readHeader(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, struct Bat
         * Header is actually a footer, and so
         * resides at page end.
         */
-       if (disk->read(disk, page, disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN, buf, BATTFS_HEADER_LEN)
+       if (diskRead(disk, page, disk->data_size, buf, BATTFS_HEADER_LEN)
            != BATTFS_HEADER_LEN)
        {
-               TRACEMSG("Error: page[%d]\n", page);
+               LOG_ERR("page[%d]\n", page);
                return false;
        }
 
@@ -141,30 +169,48 @@ static bool battfs_readHeader(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, struct Bat
 }
 
 /**
- * Write header of page \a page.
+ * Set header on current \a disk page buffer.
  * \return true on success, false otherwise.
  */
-static bool battfs_writeHeader(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, struct BattFsPageHeader *hdr)
+static bool setBufferHdr(struct BattFsSuper *disk, struct BattFsPageHeader *hdr)
 {
        uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
 
+       #warning FIXME:refactor computeFcs to save time and stack
+       hdr->fcs = computeFcs(hdr);
        /* Fill buffer */
        battfs_to_disk(hdr, buf);
 
        /*
-        * write header to disk.
+        * write header to buffer.
         * Header is actually a footer, and so
         * resides at page end.
         */
-       if (disk->write(disk, page, disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN, buf, BATTFS_HEADER_LEN)
+       if (disk->bufferWrite(disk, disk->data_size, buf, BATTFS_HEADER_LEN)
            != BATTFS_HEADER_LEN)
        {
-               TRACEMSG("Error: page[%d]\n", page);
+               LOG_ERR("writing to buffer\n");
                return false;
        }
        return true;
 }
 
+static bool getBufferHdr(struct BattFsSuper *disk, struct BattFsPageHeader *hdr)
+{
+       uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
+
+       if (disk->bufferRead(disk, disk->data_size, buf, BATTFS_HEADER_LEN)
+           != BATTFS_HEADER_LEN)
+       {
+               LOG_ERR("reading from buffer\n");
+               return false;
+       }
+
+       disk_to_battfs(buf, hdr);
+
+       return true;
+}
+
 /**
  * Count the number of pages from
  * inode 0 to \a inode in \a filelen_table.
@@ -186,6 +232,7 @@ static pgcnt_t countPages(pgoff_t *filelen_table, inode_t inode)
 static void movePages(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t src, int offset)
 {
        pgcnt_t dst = src + offset;
+       LOG_INFO("src %d, offset %d, size %d\n", src, offset, (unsigned int)((disk->page_count - MAX(dst, src)) * sizeof(pgcnt_t)));
        memmove(&disk->page_array[dst], &disk->page_array[src], (disk->page_count - MAX(dst, src)) * sizeof(pgcnt_t));
 
        if (offset < 0)
@@ -196,133 +243,6 @@ static void movePages(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t src, int offset)
        }
 }
 
-#if 0
-
-/**
- * Insert \a page at the bottom of page allocation array of \a disk.
- */
-static void insertFreePage(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page)
-{
-       pgcnt_t free_pos = disk->page_count - 1;
-       ASSERT(disk->page_array[free_pos] == PAGE_UNSET_SENTINEL);
-       ASSERT(page <= free_pos);
-
-       disk->page_array[free_pos] = page;
-}
-
-/**
- * Mark \a page of \a disk as free.
- * \note free_next of \a disk is used as \a page free marker
- * and is increased by 1.
- */
-static bool battfs_markFree(struct BattFsSuper *disk, struct BattFsPageHeader *hdr, pgcnt_t page)
-{
-       uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
-
-       hdr->mark = disk->free_next;
-       hdr->fcs_free = computeFcsFree(hdr);
-       battfs_to_disk(hdr, buf);
-
-       if (!disk->write(disk, page, disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN, buf, BATTFS_HEADER_LEN))
-       {
-               TRACEMSG("error marking page [%d]\n", page);
-               return false;
-       }
-       else
-       {
-               disk->free_next++;
-               return true;
-       }
-}
-
-/**
- * Determine free_start and free_next blocks for \a disk
- * using \a minl, \a maxl, \a minh, \a maxh.
- *
- * Mark_t is a type that has at least 1 bit more than
- * pgaddr_t. So all free blocks can be numbered using
- * at most half numbers of a mark_t type.
- * The free blocks algorithm increments by 1 the disk->free_next
- * every time a page becomes free. So the free block sequence is
- * guaranteed to be countiguous.
- * Only wrap arounds may happen, but due to half size sequence limitation,
- * there are only 4 possible situations:
- *
- * \verbatim
- *    |------lower half------|-------upper half-------|
- *
- * 1) |------minl*****maxl---|------------------------|
- * 2) |------minl********maxl|minh******maxh----------|
- * 3) |----------------------|----minh*******maxh-----|
- * 4) |minl******maxl--------|------------minh****maxh|
- * \endverbatim
- *
- * Situations 1 and 3 are easy to detect, while 2 and 4 require more care.
- */
-static void findFreeStartNext(struct BattFsSuper *disk, mark_t minl, mark_t maxl, mark_t minh, mark_t maxh)
-{
-       /* Determine free_start & free_next */
-       if (maxl >= minl)
-       {
-               /* Valid interval found in lower half */
-               if (maxh >= minh)
-               {
-                       /* Valid interval also found in upper half */
-                       if (maxl == minh - 1)
-                       {
-                               /* Interval starts in lower half and ends in upper */
-                               disk->free_start = minl;
-                               disk->free_next = maxh;
-                       }
-                       else
-                       {
-                               /* Interval starts in upper half and ends in lower */
-                               ASSERT(minl == 0);
-                               ASSERT(maxh == (MAX_PAGE_ADDR | MARK_HALF_SIZE));
-
-                               disk->free_start = minh;
-                               disk->free_next = maxl;
-                       }
-               }
-               else
-               {
-                       /*
-                        * Upper interval is invalid.
-                        * Use lower values.
-                        */
-
-                       disk->free_start = minl;
-                       disk->free_next = maxl;
-               }
-       }
-       else if (maxh >= minh)
-       {
-               /*
-                * Lower interval is invalid.
-                * Use upper values.
-                */
-               disk->free_start = minh;
-               disk->free_next = maxh;
-       }
-       else
-       {
-               /*
-                * No valid interval found.
-                * Hopefully the disk is brand new (or full).
-                */
-               TRACEMSG("No valid marked free block found, new disk or disk full\n");
-               disk->free_start = 0;
-               disk->free_next = -1; //to be increased later
-       }
-
-       /* free_next should contain the first usable address */
-       disk->free_next++;
-
-       TRACEMSG("Free markers:\n minl %u\n maxl %u\n minh %u\n maxh %u\n free_start %u\n free_next %u\n",
-               minl, maxl, minh, maxh, disk->free_start, disk->free_next);
-}
-#endif
-
 /**
  * Count number of pages per file on \a disk.
  * This information is registered in \a filelen_table.
@@ -340,16 +260,16 @@ static bool countDiskFilePages(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table)
        /* Count the number of disk page per file */
        for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
        {
-               if (!battfs_readHeader(disk, page, &hdr))
+               if (!readHdr(disk, page, &hdr))
                        return false;
 
                /* Increase free space */
-               disk->free_bytes += disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN;
+               disk->free_bytes += disk->data_size;
 
                /* Check header FCS */
                if (hdr.fcs == computeFcs(&hdr))
                {
-                       ASSERT(hdr.fill <= disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN);
+                       ASSERT(hdr.fill <= disk->data_size);
 
                        /* Page is valid and is owned by a file */
                        filelen_table[hdr.inode]++;
@@ -359,6 +279,7 @@ static bool countDiskFilePages(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table)
                        disk->free_page_start++;
                }
        }
+       LOG_INFO("free_bytes:%d, free_page_start:%d\n", disk->free_bytes, disk->free_page_start);
 
        return true;
 }
@@ -372,11 +293,10 @@ static bool countDiskFilePages(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table)
  * inside file.
  * e.g. : at page array[0] you will find page address of the first page
  * of the first file (if present).
- * Free blocks are allocated after the last file, starting from invalid ones
- * and continuing with the marked free ones.
+ * Free blocks are allocated after the last file.
  *
  * \return true if ok, false on disk read errors.
- * \note The whole disk is scanned once.
+ * \note The whole disk is scanned at max twice.
  */
 static bool fillPageArray(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table)
 {
@@ -385,24 +305,78 @@ static bool fillPageArray(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table)
        /* Fill page allocation array */
        for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
        {
-               if (!battfs_readHeader(disk, page, &hdr))
+               if (!readHdr(disk, page, &hdr))
                        return false;
 
                /* Check header FCS */
                if (hdr.fcs == computeFcs(&hdr))
                {
                        /* Compute array position */
-                       pgcnt_t array_pos_start = countPages(filelen_table, hdr.inode);
-                       pgcnt_t array_pos = array_pos_start + hdr.pgoff;
+                       pgcnt_t array_pos = countPages(filelen_table, hdr.inode);
+                       array_pos += hdr.pgoff;
 
-                       /* Find the first free position */
-                       while (disk->page_array[array_pos] != PAGE_UNSET_SENTINEL)
+
+                       /* Check if position is already used by another page of the same file */
+                       if (disk->page_array[array_pos] == PAGE_UNSET_SENTINEL)
+                               disk->page_array[array_pos] = page;
+                       else
                        {
-                               ASSERT(array_pos < array_pos_start + filelen_table[hdr.inode + 1]);
-                               array_pos++;
-                       }
+                               BattFsPageHeader hdr_prv;
+
+                               if (!readHdr(disk, disk->page_array[array_pos], &hdr_prv))
+                                       return false;
+
+                               /* Check header FCS */
+                               ASSERT(hdr_prv.fcs == computeFcs(&hdr_prv));
+
+                               /* Only the very same page with a different seq number can be here */
+                               ASSERT(hdr.inode == hdr_prv.inode);
+                               ASSERT(hdr.pgoff == hdr_prv.pgoff);
+                               ASSERT(hdr.seq != hdr_prv.seq);
+
+                               pgcnt_t new_page, old_page;
+                               fill_t old_fill;
+
+                               /*
+                                * Sequence number comparison: since
+                                * seq is 40 bits wide, it wraps once
+                                * every 1.1E12 times.
+                                * The memory will not live enough to
+                                * see a wraparound, so we can use a simple
+                                * compare here.
+                                */
+                               if (hdr.seq > hdr_prv.seq)
+                               {
+                                       /* Current header is newer than the previuos one */
+                                       old_page = disk->page_array[array_pos];
+                                       new_page = page;
+                                       old_fill = hdr_prv.fill;
+                               }
+                               else
+                               {
+                                       /* Previous header is newer than the current one */
+                                       old_page = page;
+                                       new_page = disk->page_array[array_pos];
+                                       old_fill = hdr.fill;
+                               }
+
+                               /* Set new page */
+                               disk->page_array[array_pos] = new_page;
+                               /* Add free space */
+                               disk->free_bytes += old_fill;
+                               /* Shift all array one position to the left, overwriting duplicate page */
+                               array_pos -= hdr.pgoff;
+                               array_pos += filelen_table[hdr.inode];
+                               movePages(disk, array_pos, -1);
+                               /* Move back all indexes */
+                               filelen_table[hdr.inode]--;
+                               disk->free_page_start--;
+                               curr_free_page--;
+                               /* Set old page as free */
+                               ASSERT(disk->page_array[curr_free_page] == PAGE_UNSET_SENTINEL);
+                               disk->page_array[curr_free_page++] = old_page;
 
-                       disk->page_array[array_pos] = page;
+                       }
                }
                else
                {
@@ -415,217 +389,45 @@ static bool fillPageArray(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table)
        return true;
 }
 
+
 /**
- * Find the latest version of a page, starting from the
- * page supplied by \a page_array.
- * The pages are read from the disk until a different
- * inode or page offset is found.
- * The lastest version of the page is moved in the first
- * position of \a page_array.
- * \return the number of old versions of the page or PAGE_ERROR
- *         on disk read errors.
+ * Flush the current \a disk buffer.
+ * \return true if ok, false on errors.
  */
-static pgcnt_t findLastVersion(pgcnt_t *page_array)
+static bool flushBuffer(struct BattFsSuper *disk)
 {
-       pgcnt_t *array_start = page_array;
-       BattFsPageHeader hdr;
-       if (!battfs_readHeader(disk, *page_array++, &hdr))
-               return PAGE_ERROR;
-
-       /* Free space: early bailout */
-       if (hdr.fcs != computeFcs(&hdr))
-               return 0;
-
-       /*
-        * If the first page is valid,
-        * inode and pg_off in the array are taken
-        * as the current page markers.
-        */
-       inode_t curr_inode = hdr.inode;
-       pgoff_t curr_pgoff = hdr.pgoff;
-
-       /* Temps used to find the sequence number range */
-       seq_t minl = HALF_SEQ - 1;
-       seq_t maxl = 0;
-       seq_t minh = FULL_SEQ;
-       seq_t maxh = HALF_SEQ;
-       pgcnt_t lpos = 0, hpos = 0, dup_cnt = 0;
-
-       /*
-        * Find min and max values for the two
-        * half of seq_num range.
-        * With this we can find seqnum wraparounds.
-        * seq_t is a type that has at least 1 bit more than
-        * pgaddr_t. So all version of a page blocks can be numbered using
-        * at most half numbers of a seq_t type.
-        * The sequence number algorithm increments by 1 the previous seq_num
-        * every time a page is rewritten. So the sequence is
-        * guaranteed to be countiguous.
-        * Only wrap arounds may happen, but due to half size sequence limitation,
-        * there are only 4 possible situations:
-        *
-        * \verbatim
-        *    |------lower half------|-------upper half-------|
-        *
-        * 1) |------minl*****maxl---|------------------------|
-        * 2) |------minl********maxl|minh******maxh----------|
-        * 3) |----------------------|----minh*******maxh-----|
-        * 4) |minl******maxl--------|------------minh****maxh|
-        * \endverbatim
-        *
-        * Situations 1 and 3 are easy to detect, while 2 and 4 require more care.
-        */
-       do
+       if (disk->cache_dirty)
        {
-               if (hdr.seq < SEQ_HALF_SIZE)
-               {
-                       minl = MIN(minl, hdr.seq);
-                       if (hdr.seq > maxl)
-                       {
-                               maxl = hdr.seq;
-                               lpos = dup_cnt;
-                       }
-               }
-               else
-               {
-                       minh = MIN(minh, hdr.seq);
-                       if (hdr.seq > maxh)
-                       {
-                               maxh = hdr.seq;
-                               hpos = dup_cnt;
-                       }
-               }
-
-               if (!battfs_readHeader(disk, *page_array++, &hdr))
-                       return PAGE_ERROR;
-               dup_cnt++;
-       }
-       while (curr_inode == hdr.inode && curr_pgoff == hdr.pgoff && hdr.fcs == computeFcs(&hdr))
-
-
-       /* Return early if there is only one version of the current page */
-       if (dup_cnt == 1)
-               return 0;
-
-       /* Find the position in the array of the last version of the page */
-       pgcnt_t last_ver = hpos;
-       if (maxl >= minl)
-       {
-               /* Valid interval found in lower half */
-               if (maxh >= minh)
-               {
-                       /* Valid interval also found in upper half */
-                       if (maxl != minh - 1)
-                       {
-                               /* Interval starts in upper half and ends in lower */
-                               ASSERT(minl == 0);
-                               ASSERT(maxh == FULL_SEQ);
-
-                               last_ver = lpos;
-                       }
-               }
-               else
-                       /*
-                        * Upper interval is invalid.
-                        * Use lower values.
-                        */
-                       last_ver = lpos;
-       }
-
-       /* Put last page version at array start position */
-       SWAP(array_start[0], array_start[last_ver]);
-
-       return dup_cnt - 1;
-}
+               LOG_INFO("Flushing to disk page %d\n", disk->curr_page);
 
-/**
- * Collect old pages, removing empty spaces from \a pg_array, for a maximum len of \a pg_len.
- * Once the collect task is completed, copy \a old_cnt pages from \a old_pages at the
- * end of free space in pg_array.
- */
-void collectOldPages(pgcnt_t *pg_array, pgcnt_t pg_len, pgcnt_t *old_pages, pgcnt_t old_cnt)
-{
-       bool copy = false;
-       pgcnt_t gap = 0;
+               if (!(disk->erase(disk, disk->curr_page)
+                       && disk->save(disk, disk->curr_page)))
+                       return false;
 
-       for (pgcnt_t curr_page = 0; curr_page < pg_len; pg_len++)
-       {
-               if (!copy)
-               {
-                       if (pg_array[curr_page] == PAGE_UNSET_SENTINEL)
-                               gap++;
-                       else
-                       {
-                               pg_array[curr_page - gap] = pg_array[curr_page];
-                               copy = true;
-                       }
-               }
-               else
-               {
-                       if (pg_array[curr_page] != PAGE_UNSET_SENTINEL)
-                               pg_array[curr_page - gap] = pg_array[curr_page];
-                       else
-                       {
-                               gap++;
-                               copy = false;
-                       }
-               }
+               disk->cache_dirty = false;
        }
-       ASSERT(gap == old_cnt);
-       pg_array += pg_len - old_cnt;
-
-       memcpy(pg_array, old_pages, old_cnt * sizeof(pgcnt_t));
+       return true;
 }
 
 /**
- * This function scan the page array of \a disk looking for
- * old versions of the same page.
- *
- * Only the last version is kept as valid, the old ones are inserted
- * in the free blocks heap.
- * \return true if ok, false on disk read errors.
- * \note The whole disk is scanned once.
+ * Load \a new_page from \a disk in disk page buffer.
+ * If a previuos page is still dirty in the buffer, will be
+ * flushed first. The new page header loaded will be put in \a new_hdr.
+ * \return true if ok, false on errors.
  */
-static bool dropOldPages(struct BattFsSuper *disk)
+static bool loadPage(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t new_page, BattFsPageHeader *new_hdr)
 {
-       #define OLD_PAGE_BUFLEN 64
-       pgcnt_t old_pages[OLD_PAGE_BUFLEN];
-       pgcnt_t old_cnt = 0;
+       if (disk->curr_page == new_page)
+               return getBufferHdr(disk, new_hdr);
 
-       pgcnt_t *curr_page = disk->page_array;
-       pgcnt_t *collect_start = disk->page_array;
-       pgcnt_t collect_len = disk->page_count;
-       pgcnt_t dup_pages;
-
-       do
-       {
-               dup_pages = findLastVersion(curr_page);
-               if (dup_pages == PAGE_ERROR)
-                       return false;
-               /* The first page is the last version */
-               curr_page++;
-               while (dup_pages--)
-               {
-                       if (old_cnt >= OLD_PAGE_BUFLEN)
-                       {
-                               collectOldPages(collect_start, collect_len, old_pages, old_cnt);
-                               collect_len -= old_cnt;
-                               disk->free_bytes += old_cnt * (disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN);
-                               disk->free_page_start -= old_cnt;
-                               curr_page -= old_cnt;
-                               collect_start = curr_page;
-                               old_cnt = 0;
-                       }
+       LOG_INFO("Loading page %d\n", new_page);
 
-                       old_pages[old_cnt++] = *curr_page;
-                       *curr_page++ = PAGE_UNSET_SENTINEL;
-               }
-       }
-       while (curr_page < disk->page_array + disk->free_page_start);
+       if (!(flushBuffer(disk)
+               && disk->load(disk, new_page)
+               && getBufferHdr(disk, new_hdr)))
+               return false;
 
-       collectOldPages(collect_start, collect_len, old_pages, old_cnt);
-       disk->free_bytes += old_cnt * (disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN);
-       disk->free_page_start -= old_cnt;
+       disk->curr_page = new_page;
 
        return true;
 }
@@ -636,7 +438,7 @@ static bool dropOldPages(struct BattFsSuper *disk)
  * \a disk.
  * \return false on errors, true otherwise.
  */
-bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
+bool battfs_mount(struct BattFsSuper *disk)
 {
        pgoff_t filelen_table[BATTFS_MAX_FILES];
 
@@ -646,16 +448,21 @@ bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
        /* Init disk device */
        if (!disk->open(disk))
        {
-               TRACEMSG("open error\n");
+               LOG_ERR("open error\n");
                return false;
        }
 
        /* Disk open must set all of these */
        ASSERT(disk->read);
-       ASSERT(disk->write);
+       ASSERT(disk->load);
+       ASSERT(disk->bufferWrite);
+       ASSERT(disk->bufferRead);
+       ASSERT(disk->save);
        ASSERT(disk->erase);
        ASSERT(disk->close);
-       ASSERT(disk->page_size);
+       ASSERT(disk->page_size > BATTFS_HEADER_LEN);
+       /* Fill page_size with the usable space */
+       disk->data_size = disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN;
        ASSERT(disk->page_count);
        ASSERT(disk->page_count < PAGE_UNSET_SENTINEL - 1);
        ASSERT(disk->page_array);
@@ -663,12 +470,17 @@ bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
        memset(filelen_table, 0, BATTFS_MAX_FILES * sizeof(pgoff_t));
 
        disk->free_bytes = 0;
-       disk->disk_size = (disk_size_t)(disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN) * disk->page_count;
+       disk->disk_size = (disk_size_t)disk->data_size * disk->page_count;
+
+       /* Initialize page buffer cache */
+       disk->cache_dirty = false;
+       disk->curr_page = 0;
+       disk->load(disk, disk->curr_page);
 
        /* Count pages per file */
        if (!countDiskFilePages(disk, filelen_table))
        {
-               TRACEMSG("error counting file pages\n");
+               LOG_ERR("counting file pages\n");
                return false;
        }
 
@@ -681,18 +493,73 @@ bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
        /* Fill page allocation array using filelen_table */
        if (!fillPageArray(disk, filelen_table))
        {
-               TRACEMSG("error filling page array\n");
+               LOG_ERR("filling page array\n");
                return false;
        }
+       #if LOG_LEVEL >= LOG_LVL_INFO
+               dumpPageArray(disk);
+       #endif
+       #warning TODO: shuffle free blocks
+       //#if LOG_LEVEL > LOG_LVL_INFO
+       //      dumpPageArray(disk);
+       //#endif
+       /* Init list for opened files. */
+       LIST_INIT(&disk->file_opened_list);
+       return true;
+}
+
+/**
+ * Check the filesystem.
+ * \return true if ok, false on errors.
+ */
+bool battfs_fsck(struct BattFsSuper *disk)
+{
+       #define FSCHECK(cond) do { if(!(cond)) { LOG_ERR("\"" #cond "\"\n"); return false; } } while (0)
 
-       if (!dropOldPages(disk))
+       FSCHECK(disk->free_page_start <= disk->page_count);
+       FSCHECK(disk->data_size < disk->page_size);
+       FSCHECK(disk->free_bytes <= disk->disk_size);
+
+       disk_size_t free_bytes = 0;
+       BattFsPageHeader hdr, prev_hdr;
+       inode_t files = 0;
+       pgcnt_t page_used = 0;
+
+       bool start = true;
+
+       for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
        {
-               LOG_ERR("error dropping old pages\n");
-               return false;
+               FSCHECK(readHdr(disk, disk->page_array[page], &hdr));
+               free_bytes += disk->data_size;
+
+               if (page < disk->free_page_start)
+               {
+                       FSCHECK(computeFcs(&hdr) == hdr.fcs);
+                       page_used++;
+                       free_bytes -= hdr.fill;
+                       if (hdr.inode != prev_hdr.inode || start)
+                       {
+                               if (LIKELY(!start))
+                                       FSCHECK(hdr.inode > prev_hdr.inode);
+                               else
+                                       start = false;
+
+                               FSCHECK(hdr.pgoff == 0);
+                               files++;
+                       }
+                       else
+                       {
+                               FSCHECK(hdr.fill != 0);
+                               FSCHECK(prev_hdr.fill == disk->data_size);
+                               FSCHECK(hdr.pgoff == prev_hdr.pgoff + 1);
+                       }
+                       prev_hdr = hdr;
+               }
        }
 
-       /* Init list for opened files. */
-       LIST_INIT(&disk->file_opened_list);
+       FSCHECK(page_used == disk->free_page_start);
+       FSCHECK(free_bytes == disk->free_bytes);
+
        return true;
 }
 
@@ -702,9 +569,12 @@ bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
  */
 static int battfs_flush(struct KFile *fd)
 {
-       (void)fd;
-       #warning TODO
-       return 0;
+       BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
+
+       if (flushBuffer(fdb->disk))
+               return 0;
+       else
+               return EOF;
 }
 
 /**
@@ -713,20 +583,205 @@ static int battfs_flush(struct KFile *fd)
  */
 static int battfs_fileclose(struct KFile *fd)
 {
-       BattFS *fdb = BATTFSKFILE(fd);
+       BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
 
        battfs_flush(fd);
        REMOVE(&fdb->link);
        return 0;
 }
 
+
+static bool getNewPage(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t new_pos, inode_t inode, pgoff_t pgoff, BattFsPageHeader *new_hdr)
+{
+       if (SPACE_OVER(disk))
+       {
+               #warning TODO space over!
+               LOG_ERR("No disk space available!\n");
+               return false;
+       }
+       flushBuffer(disk);
+       LOG_INFO("Getting new page %d, pos %d\n", disk->page_array[disk->free_page_start], new_pos);
+       disk->curr_page = disk->page_array[disk->free_page_start++];
+       memmove(&disk->page_array[new_pos + 1], &disk->page_array[new_pos], (disk->free_page_start - new_pos - 1) * sizeof(pgcnt_t));
+
+       Node *n;
+       /* Move following file start point one position ahead. */
+       FOREACH_NODE(n, &disk->file_opened_list)
+       {
+               BattFs *file = containerof(n, BattFs, link);
+               if (file->inode > inode)
+               {
+                       LOG_INFO("Move file %d start pos\n", file->inode);
+                       file->start++;
+               }
+       }
+
+       disk->page_array[new_pos] = disk->curr_page;
+       disk->cache_dirty = true;
+
+       new_hdr->inode = inode;
+       new_hdr->pgoff = pgoff;
+       new_hdr->fill = 0;
+       new_hdr->seq = 0;
+       return setBufferHdr(disk, new_hdr);
+}
+
+/**
+ * Write to file \a fd \a size bytes from \a buf.
+ * \return The number of bytes written.
+ */
+static size_t battfs_write(struct KFile *fd, const void *_buf, size_t size)
+{
+       BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
+       BattFsSuper *disk = fdb->disk;
+       const uint8_t *buf = (const uint8_t *)_buf;
+
+       size_t total_write = 0;
+       pgoff_t pg_offset;
+       pgaddr_t addr_offset;
+       pgaddr_t wr_len;
+       BattFsPageHeader curr_hdr;
+
+       if (fd->seek_pos < 0)
+               return total_write;
+
+       if (fd->seek_pos > fd->size)
+       {
+               /* Handle writing when seek pos if far over EOF */
+               if (!loadPage(disk, fdb->start[fdb->max_off], &curr_hdr))
+               {
+                       #warning TODO set error?
+                       return total_write;
+               }
+
+               /* Fill unused space of first page with 0s */
+               uint8_t dummy = 0;
+               pgaddr_t zero_bytes = MIN(fd->seek_pos - fd->size, disk->data_size - curr_hdr.fill);
+               while (zero_bytes--)
+               {
+                       if (disk->bufferWrite(disk, curr_hdr.fill, &dummy, 1) != 1)
+                       {
+                               #warning TODO set error?
+                       }
+                       curr_hdr.fill++;
+                       fd->size++;
+                       disk->free_bytes--;
+                       disk->cache_dirty = true;
+               }
+               setBufferHdr(disk, &curr_hdr);
+
+               /* Allocate the missing pages first. */
+               pgoff_t missing_pages = fd->seek_pos / disk->data_size - fdb->max_off;
+
+               if (missing_pages)
+               {
+                       LOG_INFO("missing pages: %d\n", missing_pages);
+                       flushBuffer(disk);
+
+                       /* Fill page buffer with 0 to avoid filling unused pages with garbage */
+                       for (pgaddr_t off = 0; off < disk->data_size; off++)
+                       {
+                               if (disk->bufferWrite(disk, off, &dummy, 1) != 1)
+                               {
+                                       #warning TODO set error?
+                               }
+                       }
+
+                       while (missing_pages--)
+                       {
+                               zero_bytes = MIN((kfile_off_t)disk->data_size, fd->seek_pos - fd->size);
+                               /* Get the new page needed */
+                               if (!getNewPage(disk, (fdb->start - disk->page_array) + fdb->max_off + 1, fdb->inode, fdb->max_off + 1, &curr_hdr))
+                                       return total_write;
+
+                               /* Update size and free space left */
+                               fd->size += zero_bytes;
+                               disk->free_bytes -= zero_bytes;
+
+                               curr_hdr.fill = zero_bytes;
+                               setBufferHdr(disk, &curr_hdr);
+
+                               fdb->max_off++;
+                       }
+               }
+       }
+       else if (!getBufferHdr(disk, &curr_hdr))
+               return total_write;
+
+       while (size)
+       {
+               pg_offset = fd->seek_pos / disk->data_size;
+               addr_offset = fd->seek_pos % disk->data_size;
+               wr_len = MIN(size, (size_t)(disk->data_size - addr_offset));
+
+               /* Handle write outside EOF */
+               if (pg_offset > fdb->max_off)
+               {
+                       LOG_INFO("New page needed, pg_offset %d, pos %d\n", pg_offset, (int)((fdb->start - disk->page_array) + pg_offset));
+                       if (!getNewPage(disk, (fdb->start - disk->page_array) + pg_offset, fdb->inode, pg_offset, &curr_hdr))
+                               return total_write;
+                       fdb->max_off = pg_offset;
+               }
+               /* Handle cache load of a new page*/
+               else if (fdb->start[pg_offset] != disk->curr_page)
+               {
+                       if (SPACE_OVER(disk))
+                       {
+                               LOG_ERR("No disk space available!\n");
+                               return total_write;
+                       }
+                       LOG_INFO("Re-writing page %d to %d\n", fdb->start[pg_offset], disk->page_array[disk->free_page_start]);
+                       if (!loadPage(disk, fdb->start[pg_offset], &curr_hdr))
+                       {
+                               #warning TODO set error?
+                               return total_write;
+                       }
+
+                       /* Get a free page */
+                       disk->curr_page = disk->page_array[disk->free_page_start];
+                       movePages(disk, disk->free_page_start + 1, -1);
+
+                       /* Insert previous page in free blocks list */
+                       LOG_INFO("Setting page %d as free\n", fdb->start[pg_offset]);
+                       disk->page_array[disk->page_count - 1] = fdb->start[pg_offset];
+                       /* Assign new page */
+                       fdb->start[pg_offset] = disk->curr_page;
+                       curr_hdr.seq++;
+               }
+
+               //LOG_INFO("writing to buffer for page %d, offset %d, size %d\n", disk->curr_page, addr_offset, wr_len);
+               if (disk->bufferWrite(disk, addr_offset, buf, wr_len) != wr_len)
+               {
+                       #warning TODO set error?
+               }
+               disk->cache_dirty = true;
+
+               size -= wr_len;
+               fd->seek_pos += wr_len;
+               total_write += wr_len;
+               buf += wr_len;
+               fill_t fill_delta = MAX((int32_t)(addr_offset + wr_len) - curr_hdr.fill, (int32_t)0);
+               disk->free_bytes -= fill_delta;
+               fd->size += fill_delta;
+               curr_hdr.fill += fill_delta;
+
+               if (!setBufferHdr(disk, &curr_hdr))
+                       return total_write;
+
+               //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);
+       }
+       return total_write;
+}
+
+
 /**
  * Read from file \a fd \a size bytes in \a buf.
  * \return The number of bytes read.
  */
 static size_t battfs_read(struct KFile *fd, void *_buf, size_t size)
 {
-       BattFS *fdb = BATTFSKFILE(fd);
+       BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
+       BattFsSuper *disk = fdb->disk;
        uint8_t *buf = (uint8_t *)_buf;
 
        size_t total_read = 0;
@@ -734,20 +789,30 @@ static size_t battfs_read(struct KFile *fd, void *_buf, size_t size)
        pgaddr_t addr_offset;
        pgaddr_t read_len;
 
-       size = MIN((kfile_off_t)size, fd->size - fd->seek_pos);
+       if (fd->seek_pos < 0)
+               return total_read;
+
+       size = MIN((kfile_off_t)size, MAX(fd->size - fd->seek_pos, 0));
 
        while (size)
        {
-               pg_offset = fd->seek_pos / (fdb->disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN);
-               addr_offset = fd->seek_pos % (fdb->disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN);
-               read_len = MIN(size, (size_t)(fdb->disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN - addr_offset));
+               pg_offset = fd->seek_pos / disk->data_size;
+               addr_offset = fd->seek_pos % disk->data_size;
+               read_len = MIN(size, (size_t)(disk->data_size - addr_offset));
 
+               //LOG_INFO("reading from page %d, offset %d, size %d\n", fdb->start[pg_offset], addr_offset, read_len);
                /* Read from disk */
-               if (fdb->disk->read(fdb->disk, fdb->start[pg_offset], addr_offset, buf, read_len) != read_len)
+               if (diskRead(disk, fdb->start[pg_offset], addr_offset, buf, read_len) != read_len)
                {
                        #warning TODO set error?
                }
 
+               #if _DEBUG
+                       BattFsPageHeader hdr;
+                       readHdr(disk, fdb->start[pg_offset], &hdr);
+                       ASSERT(hdr.inode == fdb->inode);
+               #endif
+
                size -= read_len;
                fd->seek_pos += read_len;
                total_read += read_len;
@@ -759,32 +824,40 @@ static size_t battfs_read(struct KFile *fd, void *_buf, size_t size)
 
 /**
  * Search file \a inode in \a disk using a binary search.
- * \return pointer to file start in disk->page_array
- * if file exists, NULL otherwise.
+ * \a last is filled with array offset of file start
+ * in disk->page_array if file is found, otherwise
+ * \a last is filled with the correct insert position
+ * for creating a file with the given \a inode.
+ * \return true if file is found, false otherwisr.
  */
-static pgcnt_t *findFile(BattFsSuper *disk, inode_t inode)
+static bool findFile(BattFsSuper *disk, inode_t inode, pgcnt_t *last)
 {
        BattFsPageHeader hdr;
-       pgcnt_t first = 0, page, last = disk->page_count -1;
+       pgcnt_t first = 0, page;
+       *last = disk->free_page_start;
        fcs_t fcs;
 
-       while (first <last)
+       while (first < *last)
        {
-               page = (first + last) / 2;
-
-               if (!battfs_readHeader(disk, disk->page_array[page], &hdr))
-                       return NULL;
-
+               page = (first + *last) / 2;
+               LOG_INFO("first %d, last %d, page %d\n", first, *last, page);
+               if (!readHdr(disk, disk->page_array[page], &hdr))
+                       return false;
+               LOG_INFO("inode read: %d\n", hdr.inode);
                fcs = computeFcs(&hdr);
                if (hdr.fcs == fcs && hdr.inode == inode)
-                       return (&disk->page_array[page]) - hdr.pgoff;
+               {
+                       *last = page - hdr.pgoff;
+                       LOG_INFO("Found: %d\n", *last);
+                       return true;
+               }
                else if (hdr.fcs == fcs && hdr.inode < inode)
                        first = page + 1;
                else
-                       last = page - 1;
+                       *last = page - 1;
        }
-
-       return NULL;
+       LOG_INFO("Not found: last %d\n", *last);
+       return false;
 }
 
 /**
@@ -792,7 +865,8 @@ static pgcnt_t *findFile(BattFsSuper *disk, inode_t inode)
  */
 bool battfs_fileExists(BattFsSuper *disk, inode_t inode)
 {
-       return findFile(disk, inode) != NULL;
+       pgcnt_t dummy;
+       return findFile(disk, inode, &dummy);
 }
 
 /**
@@ -800,20 +874,21 @@ bool battfs_fileExists(BattFsSuper *disk, inode_t inode)
  * in disk->page_array. Size is written in \a size.
  * \return true if all s ok, false on disk read errors.
  */
-static bool countFileSize(BattFsSuper *disk, pgcnt_t *start, inode_t inode, file_size_t *size)
+static file_size_t countFileSize(BattFsSuper *disk, pgcnt_t *start, inode_t inode)
 {
-       *size = 0;
+       file_size_t size = 0;
        BattFsPageHeader hdr;
 
-       for (;;)
+       while (start < &disk->page_array[disk->free_page_start])
        {
-               if (!battfs_readHeader(disk, *start++, &hdr))
-                       return false;
+               if (!readHdr(disk, *start++, &hdr))
+                       return EOF;
                if (hdr.fcs == computeFcs(&hdr) && hdr.inode == inode)
-                       *size += hdr.fill;
+                       size += hdr.fill;
                else
-                       return true;
+                       break;
        }
+       return size;
 }
 
 /**
@@ -821,34 +896,31 @@ static bool countFileSize(BattFsSuper *disk, pgcnt_t *start, inode_t inode, file
  * File context is stored in \a fd.
  * \return true if ok, false otherwise.
  */
-bool battfs_fileopen(BattFsSuper *disk, BattFS *fd, inode_t inode, filemode_t mode)
+bool battfs_fileopen(BattFsSuper *disk, BattFs *fd, inode_t inode, filemode_t mode)
 {
        Node *n;
 
        memset(fd, 0, sizeof(*fd));
 
        /* Search file start point in disk page array */
-       fd->start = findFile(disk, inode);
-       if (fd->start == NULL)
+       pgcnt_t start_pos;
+       if (!findFile(disk, inode, &start_pos))
        {
+               LOG_INFO("file %d not found\n", inode);
                if (!(mode & BATTFS_CREATE))
                        return false;
-
-               /* File does not exist, create it */
+               /* Create the file */
                BattFsPageHeader hdr;
-               hdr.inode = inode;
-               hdr.seq = 0;
-               hdr.fill = 0;
-               hdr.pgoff = 0;
-               hdr.mark = MARK_PAGE_VALID;
-               hdr.fcs_free = FCS_FREE_VALID;
-               hdr.fcs = computeFcs(&hdr);
-               #warning TODO: get a free block and write on disk!
+               if (!(getNewPage(disk, start_pos, inode, 0, &hdr)))
+                       return false;
        }
+       fd->start = &disk->page_array[start_pos];
+       LOG_INFO("Start pos %d\n", start_pos);
 
        /* Fill file size */
-       if (!countFileSize(disk, fd->start, inode, &fd->fd.size))
+       if ((fd->fd.size = countFileSize(disk, fd->start, inode)) == EOF)
                return false;
+       fd->max_off = fd->fd.size / disk->data_size;
 
        /* Reset seek position */
        fd->fd.seek_pos = 0;
@@ -856,7 +928,7 @@ bool battfs_fileopen(BattFsSuper *disk, BattFS *fd, inode_t inode, filemode_t mo
        /* Insert file handle in list, ordered by inode, ascending. */
        FOREACH_NODE(n, &disk->file_opened_list)
        {
-               BattFS *file = containerof(n, BattFS, link);
+               BattFs *file = containerof(n, BattFs, link);
                if (file->inode >= inode)
                        break;
        }
@@ -872,10 +944,10 @@ bool battfs_fileopen(BattFsSuper *disk, BattFS *fd, inode_t inode, filemode_t mo
        fd->fd.read = battfs_read;
        fd->fd.reopen = kfile_genericReopen;
        fd->fd.seek = kfile_genericSeek;
+       fd->fd.write = battfs_write;
 
-#warning TODO battfs_write, battfs_error, battfs_clearerr
+#warning TODO battfs_error, battfs_clearerr
 #if 0
-       fd->fd.write = battfs_write;
        fd->fd.error = battfs_error;
        fd->fd.clearerr = battfs_clearerr;
 #endif
@@ -886,9 +958,9 @@ bool battfs_fileopen(BattFsSuper *disk, BattFS *fd, inode_t inode, filemode_t mo
 }
 
 /**
- * Close \a disk.
+ * Umount \a disk.
  */
-bool battfs_close(struct BattFsSuper *disk)
+bool battfs_umount(struct BattFsSuper *disk)
 {
        Node *n;
        int res = 0;
@@ -896,7 +968,7 @@ bool battfs_close(struct BattFsSuper *disk)
        /* Close all open files */
        FOREACH_NODE(n, &disk->file_opened_list)
        {
-               BattFS *file = containerof(n, BattFS, link);
+               BattFs *file = containerof(n, BattFs, link);
                res += battfs_fileclose(&file->fd);
        }
 
@@ -904,29 +976,29 @@ bool battfs_close(struct BattFsSuper *disk)
        return disk->close(disk) && (res == 0);
 }
 
+#if UNIT_TEST
 
-bool battfs_writeTestBlock(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, inode_t inode, seq_t seq, fill_t fill, pgoff_t pgoff, mark_t mark)
+bool battfs_writeTestBlock(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, inode_t inode, seq_t seq, fill_t fill, pgoff_t pgoff)
 {
        BattFsPageHeader hdr;
 
+       /* Reset page to all 0xff */
+       uint8_t buf[disk->page_size];
+       memset(buf, 0xFF, disk->page_size);
+       disk->bufferWrite(disk, 0, buf, disk->page_size);
+
        hdr.inode = inode;
-       hdr.seq = seq;
        hdr.fill = fill;
        hdr.pgoff = pgoff;
-       hdr.mark = MARK_PAGE_VALID;
-       hdr.fcs_free = FCS_FREE_VALID;
+       hdr.seq = seq;
        hdr.fcs = computeFcs(&hdr);
-       if (mark != MARK_PAGE_VALID)
-       {
-               hdr.mark = mark;
-               hdr.fcs_free = computeFcsFree(&hdr);
-       }
 
-       if (!battfs_writeHeader(disk, page, &hdr))
+       if (!(setBufferHdr(disk, &hdr) && disk->save(disk, page)))
        {
-               TRACEMSG("error writing hdr\n");
+               LOG_ERR("error writing hdr\n");
                return false;
        }
 
        return true;
 }
+#endif