Update BattFS in order to use the new kblock interface.
[bertos.git] / bertos / fs / battfs.c
index 3a5d90b0724479703dc5c94f5dc9d6b5ed9d3a1b..dbed578183670bd28721c9d75548dca536d968e0 100644 (file)
  *
  * \brief BattFS: a filesystem for embedded platforms (implementation).
  *
- * \version $Id:$
+ * \version $Id$
  *
  * \author Francesco Sacchi <batt@develer.com>
  *
  */
 
 #include "battfs.h"
-
-#warning TODO:Fix and complete this module.
-
-#if 0
+#include "cfg/cfg_battfs.h"
 #include <cfg/debug.h>
 #include <cfg/macros.h> /* MIN, MAX */
-#include <mware/byteorder.h> /* cpu_to_xx */
+#include <cfg/test.h>
+#include <cpu/byteorder.h> /* cpu_to_xx */
 
+#define LOG_LEVEL       BATTFS_LOG_LEVEL
+#define LOG_FORMAT      BATTFS_LOG_FORMAT
+#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.
@@ -67,25 +81,14 @@ INLINE void battfs_to_disk(struct BattFsPageHeader *hdr, uint8_t *buf)
        buf[4] = hdr->pgoff >> 8;
 
        /*
-        * Mark is at least 1 bit longer than page address.
-        * Needed to take care of wraparonds.
-        */
-       buf[5] = hdr->mark;
-       buf[6] = hdr->mark >> 8;
-
-       /*
-        * First bit used by mark, last 2 bits used by seq.
-        * Since only 2 pages with the same inode and pgoff
-        * can exist at the same time, 2 bit for seq are enough.
-        * Unused bits are set to 1.
+        * Sequence number is 40 bits long.
+        * No need to take care of wraparonds: the memory will die first!
         */
-       buf[7] = ((hdr->mark >> 16) & 0x01) | (hdr->seq << 6) | ~(BV(7) | BV(6) | BV(0));
-
-       /*
-        * This field must be the before the last one!
-        */
-       buf[8] = hdr->fcs_free;
-       buf[9] = hdr->fcs_free >> 8;
+       buf[5] = hdr->seq;
+       buf[6] = hdr->seq >> 8;
+       buf[7] = hdr->seq >> 16;
+       buf[8] = hdr->seq >> 24;
+       buf[9] = hdr->seq >> 32;
 
        /*
         * This field must be the last one!
@@ -106,9 +109,7 @@ INLINE void disk_to_battfs(uint8_t *buf, struct BattFsPageHeader *hdr)
        hdr->inode = buf[0];
        hdr->fill = buf[2] << 8 | buf[1];
        hdr->pgoff = buf[4] << 8 | buf[3];
-       hdr->mark = (mark_t)(buf[7] & 0x01) << 16 | buf[6] << 8 | buf[5];
-       hdr->seq = buf[7] >> 6;
-       hdr->fcs_free = 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];
 }
 
@@ -128,38 +129,22 @@ static fcs_t computeFcs(struct BattFsPageHeader *hdr)
 }
 
 /**
- * Compute the fcs of the header marked as free.
- */
-static fcs_t computeFcsFree(struct BattFsPageHeader *hdr)
-{
-       uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
-       fcs_t cks;
-
-       battfs_to_disk(hdr, buf);
-       rotating_init(&cks);
-       /* fcs_free is just before fcs of whole header */
-       rotating_update(buf, BATTFS_HEADER_LEN - 2 * sizeof(fcs_t), &cks);
-       return cks;
-}
-
-
-/**
- * Read header of page \a page.
+ * Read header of \a page in \a hdr.
  * \return true on success, false otherwise.
- * \note \a hdr is dirtyed even on errors.
  */
-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];
+
        /*
         * Read header from disk.
         * 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 (kblock_read(disk->dev, page, buf, disk->data_size, BATTFS_HEADER_LEN)
            != BATTFS_HEADER_LEN)
        {
-               TRACEMSG("Error: page[%d]\n", page);
+               LOG_ERR("page[%d]\n", page);
                return false;
        }
 
@@ -169,15 +154,12 @@ static bool battfs_readHeader(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, struct Bat
        return true;
 }
 
-/**
- * Write header of page \a page.
- * \return true on success, false otherwise.
- * \note \a hdr is dirtyed even on errors.
- */
-static bool battfs_writeHeader(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, struct BattFsPageHeader *hdr)
+static bool writeHdr(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, 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);
 
@@ -186,15 +168,16 @@ static bool battfs_writeHeader(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page, struct Ba
         * 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 (kblock_write(disk->dev, page, buf, disk->data_size, BATTFS_HEADER_LEN)
            != BATTFS_HEADER_LEN)
        {
-               TRACEMSG("Error: page[%d]\n", page);
+               LOG_ERR("writing to buffer\n");
                return false;
        }
        return true;
 }
 
+
 /**
  * Count the number of pages from
  * inode 0 to \a inode in \a filelen_table.
@@ -216,6 +199,7 @@ 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)
@@ -226,136 +210,6 @@ static void movePages(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t src, int offset)
        }
 }
 
-/**
- * Insert \a page into page allocation array of \a disk,
- * using  \a mark to compute position.
- */
-static void insertFreePage(struct BattFsSuper *disk, mark_t mark, pgcnt_t page)
-{
-       ASSERT(mark - disk->free_start < disk->free_next - disk->free_start);
-
-       pgcnt_t free_pos = disk->page_count - disk->free_next + mark;
-       ASSERT(free_pos < disk->page_count);
-
-       TRACEMSG("mark:%u, page:%u, free_start:%u, free_next:%u, free_pos:%u\n",
-               mark, page, disk->free_start, disk->free_next, free_pos);
-
-       ASSERT(disk->page_array[free_pos] == PAGE_UNSET_SENTINEL);
-       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);
-}
-
 /**
  * Count number of pages per file on \a disk.
  * This information is registered in \a filelen_table.
@@ -368,62 +222,32 @@ static void findFreeStartNext(struct BattFsSuper *disk, mark_t minl, mark_t maxl
 static bool countDiskFilePages(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table)
 {
        BattFsPageHeader hdr;
-       mark_t minl, maxl, minh, maxh;
-
-       /* Initialize min and max counters to keep trace od free blocks */
-       minl = MAX_PAGE_ADDR;
-       maxl = 0;
-       minh = MAX_PAGE_ADDR | MARK_HALF_SIZE;
-       maxh = 0 | MARK_HALF_SIZE;
-
+       disk->free_page_start = 0;
 
        /* 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->data_size;
+
                /* Check header FCS */
                if (hdr.fcs == computeFcs(&hdr))
                {
-                       ASSERT(hdr.mark == MARK_PAGE_VALID);
-                       ASSERT(hdr.fcs_free == FCS_FREE_VALID);
-                       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]++;
 
                        /* Keep trace of free space */
-                       disk->free_bytes += disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN - hdr.fill;
-               }
-               else
-               {
-                       /* Increase free space */
-                       disk->free_bytes += disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN;
-
-                       /* Check if page is marked free */
-                       if (hdr.fcs_free == computeFcsFree(&hdr))
-                       {
-                               /*
-                                * This page is a valid and marked free page.
-                                * Update min and max free page markers.
-                                */
-                               if (hdr.mark < MARK_HALF_SIZE)
-                               {
-                                       minl = MIN(minl, hdr.mark);
-                                       maxl = MAX(maxl, hdr.mark);
-                               }
-                               else
-                               {
-                                       minh = MIN(minh, hdr.mark);
-                                       maxh = MAX(maxh, hdr.mark);
-                               }
-                       }
-                       else
-                               TRACEMSG("page [%d] invalid, keeping as free\n", page);
+                       disk->free_bytes -= hdr.fill;
+                       disk->free_page_start++;
                }
        }
-       findFreeStartNext(disk, minl, maxl, minh, maxh);
+       LOG_INFO("free_bytes:%ld, free_page_start:%d\n", (long)disk->free_bytes, disk->free_page_start);
+
        return true;
 }
 
@@ -436,62 +260,64 @@ 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)
 {
        BattFsPageHeader hdr;
+       pgcnt_t curr_free_page = disk->free_page_start;
        /* 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))
                {
-                       /* Page is valid and is owned by a file */
-                       ASSERT(hdr.mark == MARK_PAGE_VALID);
-                       ASSERT(hdr.fcs_free == FCS_FREE_VALID);
-
                        /* Compute array position */
                        pgcnt_t array_pos = countPages(filelen_table, hdr.inode);
                        array_pos += hdr.pgoff;
 
+
                        /* Check if position is already used by another page of the same file */
-                       if (LIKELY(disk->page_array[array_pos] == PAGE_UNSET_SENTINEL))
+                       if (disk->page_array[array_pos] == PAGE_UNSET_SENTINEL)
                                disk->page_array[array_pos] = page;
                        else
                        {
-                               BattFsPageHeader hdr_old;
+                               BattFsPageHeader hdr_prv;
 
-                               if (!battfs_readHeader(disk, disk->page_array[array_pos], &hdr_old))
+                               if (!readHdr(disk, disk->page_array[array_pos], &hdr_prv))
                                        return false;
 
                                /* Check header FCS */
-                               ASSERT(hdr_old.fcs == computeFcs(&hdr_old));
+                               ASSERT(hdr_prv.fcs == computeFcs(&hdr_prv));
 
                                /* Only the very same page with a different seq number can be here */
-                               ASSERT(hdr.inode == hdr_old.inode);
-                               ASSERT(hdr.pgoff == hdr_old.pgoff);
-                               ASSERT(hdr.mark == hdr_old.mark);
-                               ASSERT(hdr.fcs_free == hdr_old.fcs_free);
-                               ASSERT(hdr.seq != hdr_old.seq);
+                               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;
 
-                               /* Fancy check to handle seq wraparound (2 bits only) */
-                               if (((hdr.seq - hdr_old.seq) & 0x03) < 2)
+                               /*
+                                * 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_old.fill;
+                                       old_fill = hdr_prv.fill;
                                }
                                else
                                {
@@ -503,76 +329,66 @@ static bool fillPageArray(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table)
 
                                /* 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);
-
-                               /* Decrease file page count */
+                               /* 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;
 
-                               /* Add old page to free pages pool */
-                               if (!battfs_markFree(disk, &hdr, old_page))
-                                       return false;
-
-                               insertFreePage(disk, hdr.mark, old_page);
                        }
                }
                else
                {
-                       /* Check if page is free */
-                       if (hdr.fcs_free != computeFcsFree(&hdr))
-                               /* Page is not a valid marked page, insert at list beginning */
-                               hdr.mark = --disk->free_start;
-
-                       insertFreePage(disk, hdr.mark, page);
+                       /* Invalid page, keep as free */
+                       ASSERT(disk->page_array[curr_free_page] == PAGE_UNSET_SENTINEL);
+                       //LOG_INFO("Page %d invalid, keeping as free\n", page);
+                       disk->page_array[curr_free_page++] = page;
                }
        }
        return true;
 }
 
+
 /**
  * Initialize and mount disk described by
  * \a disk.
  * \return false on errors, true otherwise.
  */
-bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
+bool battfs_mount(struct BattFsSuper *disk, struct KBlock *dev, pgcnt_t *page_array, size_t array_size)
 {
        pgoff_t filelen_table[BATTFS_MAX_FILES];
 
-       /* Sanity check */
-       ASSERT(disk->open);
+       ASSERT(dev);
+       disk->dev = dev;
+       disk->page_size = dev->blk_size;
+       disk->page_count = dev->blk_cnt;
 
-       /* Init disk device */
-       if (!disk->open(disk))
-       {
-               TRACEMSG("open error\n");
-               return false;
-       }
-
-       /* Disk open must set all of these */
-       ASSERT(disk->read);
-       ASSERT(disk->write);
-       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);
+       ASSERT(page_array);
+       disk->page_array = page_array;
+       ASSERT(array_size >= disk->page_count * sizeof(pgcnt_t));
 
        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;
 
        /* Count pages per file */
        if (!countDiskFilePages(disk, filelen_table))
        {
-               TRACEMSG("error counting file pages\n");
+               LOG_ERR("counting file pages\n");
                return false;
        }
 
@@ -585,24 +401,98 @@ 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
+       #if CONFIG_BATTFS_SHUFFLE_FREE_PAGES
+               SHUFFLE(&disk->page_array[disk->free_page_start], disk->page_count - disk->free_page_start);
+
+               LOG_INFO("Page array after shuffle:\n");
+               #if LOG_LEVEL >= LOG_LVL_INFO
+                       dumpPageArray(disk);
+               #endif
+       #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)
+
+       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;
+
+       /* Uneeded, the first time will be overwritten but useful to silence
+        * the warning for uninitialized value */
+       FSCHECK(readHdr(disk, 0, &prev_hdr));
+       for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
+       {
+               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;
+               }
+       }
+
+       FSCHECK(page_used == disk->free_page_start);
+       FSCHECK(free_bytes == disk->free_bytes);
+
+       return true;
+}
+
 /**
  * Flush file \a fd.
  * \return 0 if ok, EOF on errors.
  */
 static int battfs_flush(struct KFile *fd)
 {
-       (void)fd;
-       #warning TODO
-       return 0;
+       BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
+
+       if (kblock_flush(fdb->disk->dev) == 0)
+               return 0;
+       else
+       {
+               fdb->errors |= BATTFS_DISK_FLUSHBUF_ERR;
+               return EOF;
+       }
 }
 
 /**
@@ -611,20 +501,257 @@ static int battfs_flush(struct KFile *fd)
  */
 static int battfs_fileclose(struct KFile *fd)
 {
-       BattFsKFile *fdb = BattFsKFile(fd);
+       BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
+
+       if (battfs_flush(fd) == 0)
+       {
+               REMOVE(&fdb->link);
+               return 0;
+       }
+       else
+               return EOF;
+}
+
+#define NO_SPACE PAGE_UNSET_SENTINEL
+
+static pgcnt_t allocateNewPage(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t new_pos, inode_t inode)
+{
+       if (SPACE_OVER(disk))
+       {
+               LOG_ERR("No disk space available!\n");
+               return NO_SPACE;
+       }
+
+       LOG_INFO("Getting new page %d, pos %d\n", disk->page_array[disk->free_page_start], new_pos);
+       pgcnt_t new_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] = new_page;
+       return new_page;
+}
+
+static pgcnt_t renewPage(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t old_pos)
+{
+       if (SPACE_OVER(disk))
+       {
+               LOG_ERR("No disk space available!\n");
+               return PAGE_UNSET_SENTINEL;
+       }
+
+       /* Get a free page */
+       pgcnt_t new_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", old_pos);
+       disk->page_array[disk->page_count - 1] = old_pos;
+       return new_page;
+}
+
+/**
+ * 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;
+       pgcnt_t new_page;
+
+       if (fd->seek_pos < 0)
+       {
+               fdb->errors |= BATTFS_NEGATIVE_SEEK_ERR;
+               return total_write;
+       }
+
+       if (fd->seek_pos > fd->size)
+       {
+               if (!readHdr(disk, fdb->start[fdb->max_off], &curr_hdr))
+               {
+                       fdb->errors |= BATTFS_DISK_READ_ERR;
+                       return total_write;
+               }
+
+               new_page = renewPage(disk, fdb->start[fdb->max_off]);
+               if (new_page == NO_SPACE)
+               {
+                       fdb->errors |= BATTFS_DISK_SPACEOVER_ERR;
+                       return total_write;
+               }
+
+               kblock_copy(disk->dev, fdb->start[fdb->max_off], new_page);
+               fdb->start[fdb->max_off] = new_page;
+
+               /* Fill unused space of first page with 0s */
+               uint8_t dummy = 0;
+               pgaddr_t zero_bytes = MIN(fd->seek_pos - fd->size, (kfile_off_t)(disk->data_size - curr_hdr.fill));
+               while (zero_bytes--)
+               {
+                       if (kblock_write(disk->dev, new_page, &dummy, curr_hdr.fill, 1) != 1)
+                       {
+                               fdb->errors |= BATTFS_DISK_WRITE_ERR;
+                               return total_write;
+                       }
+                       curr_hdr.fill++;
+                       fd->size++;
+                       disk->free_bytes--;
+               }
+               curr_hdr.seq++;
+               if (!writeHdr(disk, new_page, &curr_hdr))
+               {
+                       fdb->errors |= BATTFS_DISK_WRITE_ERR;
+                       return total_write;
+               }
+
+               /* 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);
+
+                       while (missing_pages--)
+                       {
+                               zero_bytes = MIN((kfile_off_t)disk->data_size, fd->seek_pos - fd->size);
+
+                               new_page = allocateNewPage(disk, (fdb->start - disk->page_array) + fdb->max_off + 1, fdb->inode);
+                               if (new_page == NO_SPACE)
+                               {
+                                       fdb->errors |= BATTFS_DISK_SPACEOVER_ERR;
+                                       return total_write;
+                               }
+
+
+                               /* Fill page buffer with 0 to avoid filling unused pages with garbage */
+                               for (pgaddr_t off = 0; off < disk->data_size; off++)
+                               {
+                                       if (kblock_write(disk->dev, new_page, &dummy, off, 1) != 1)
+                                       {
+                                               fdb->errors |= BATTFS_DISK_WRITE_ERR;
+                                               return total_write;
+                                       }
+                               }
+                               curr_hdr.inode = fdb->inode;
+                               curr_hdr.pgoff = ++fdb->max_off;
+                               curr_hdr.fill = zero_bytes;
+                               curr_hdr.seq = 0;
+
+                               if (!writeHdr(disk, new_page, &curr_hdr))
+                               {
+                                       fdb->errors |= BATTFS_DISK_WRITE_ERR;
+                                       return total_write;
+                               }
+
+                               /* Update size and free space left */
+                               fd->size += zero_bytes;
+                               disk->free_bytes -= zero_bytes;
+                       }
+               }
+       }
+
+       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));
+
+                       new_page = allocateNewPage(disk, (fdb->start - disk->page_array) + pg_offset, fdb->inode);
+                       if (new_page == NO_SPACE)
+                       {
+                               fdb->errors |= BATTFS_DISK_SPACEOVER_ERR;
+                               return total_write;
+                       }
+
+                       curr_hdr.inode = fdb->inode;
+                       curr_hdr.pgoff = pg_offset;
+                       curr_hdr.fill = 0;
+                       curr_hdr.seq = 0;
+                       fdb->max_off = pg_offset;
+               }
+               else
+               {
+                       if (!readHdr(disk, fdb->start[pg_offset], &curr_hdr))
+                       {
+                               fdb->errors |= BATTFS_DISK_READ_ERR;
+                               return total_write;
+                       }
 
-       battfs_flush(fd);
-       REMOVE(&fdb->link);
-       return 0;
+                       new_page = renewPage(disk, fdb->start[pg_offset]);
+                       if (new_page == NO_SPACE)
+                       {
+                               fdb->errors |= BATTFS_DISK_SPACEOVER_ERR;
+                               return total_write;
+                       }
+
+                       LOG_INFO("Re-writing page %d to %d\n", fdb->start[pg_offset], new_page);
+                       if (kblock_copy(disk->dev, fdb->start[pg_offset], new_page) != 0)
+                       {
+                               fdb->errors |= BATTFS_DISK_WRITE_ERR;
+                               return total_write;
+                       }
+                       fdb->start[pg_offset] = new_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 (kblock_write(disk->dev, new_page, buf, addr_offset, wr_len) != wr_len)
+               {
+                       fdb->errors |= BATTFS_DISK_WRITE_ERR;
+                       return total_write;
+               }
+
+               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 (!writeHdr(disk, new_page, &curr_hdr))
+               {
+                       fdb->errors |= BATTFS_DISK_WRITE_ERR;
+                       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)
 {
-       BattFsKFile *fdb = BattFsKFile(fd);
+       BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
+       BattFsSuper *disk = fdb->disk;
        uint8_t *buf = (uint8_t *)_buf;
 
        size_t total_read = 0;
@@ -632,20 +759,34 @@ static size_t battfs_read(struct KFile *fd, void *_buf, size_t size)
        pgaddr_t addr_offset;
        pgaddr_t read_len;
 
-       size = MIN((kfile_size_t)size, fd->size - fd->seek_pos);
+       if (fd->seek_pos < 0)
+       {
+               fdb->errors |= BATTFS_NEGATIVE_SEEK_ERR;
+               return total_read;
+       }
+
+       size = MIN((kfile_off_t)size, MAX(fd->size - fd->seek_pos, (kfile_off_t)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 (kblock_read(disk->dev, fdb->start[pg_offset], buf, addr_offset, read_len) != read_len)
                {
-                       #warning TODO set error?
+                       fdb->errors |= BATTFS_DISK_READ_ERR;
+                       return total_read;
                }
 
+               #ifdef _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;
@@ -657,32 +798,40 @@ 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;
        }
-
-       return NULL;
+       LOG_INFO("Not found: last %d\n", *last);
+       return false;
 }
 
 /**
@@ -690,7 +839,8 @@ 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);
 }
 
 /**
@@ -698,20 +848,34 @@ 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;
+}
+
+static int battfs_error(struct KFile *fd)
+{
+       BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
+       return fdb->errors;
+}
+
+
+static void battfs_clearerr(struct KFile *fd)
+{
+       BattFs *fdb = BATTFS_CAST(fd);
+       fdb->errors = 0;
 }
 
 /**
@@ -719,34 +883,51 @@ 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, BattFsKFile *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))
+               {
+                       fd->errors |= BATTFS_FILE_NOT_FOUND_ERR;
                        return false;
-
-               /* File does not exist, create it */
+               }
+               /* Create the file */
                BattFsPageHeader hdr;
+
+               if (allocateNewPage(disk, start_pos, inode) == NO_SPACE)
+               {
+                       fd->errors |= BATTFS_DISK_SPACEOVER_ERR;
+                       return false;
+               }
+
                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!
+               hdr.fill = 0;
+               hdr.seq = 0;
+               if (!writeHdr(disk, disk->page_array[start_pos], &hdr))
+               {
+                       fd->errors |= BATTFS_DISK_WRITE_ERR;
+                       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)
+       {
+               fd->errors |= BATTFS_DISK_READ_ERR;
                return false;
+       }
+       fd->max_off = fd->fd.size / disk->data_size;
 
        /* Reset seek position */
        fd->fd.seek_pos = 0;
@@ -754,7 +935,7 @@ bool battfs_fileopen(BattFsSuper *disk, BattFsKFile *fd, inode_t inode, filemode
        /* Insert file handle in list, ordered by inode, ascending. */
        FOREACH_NODE(n, &disk->file_opened_list)
        {
-               BattFsKFile *file = containerof(n, BattFsKFile, link);
+               BattFs *file = containerof(n, BattFs, link);
                if (file->inode >= inode)
                        break;
        }
@@ -770,23 +951,21 @@ bool battfs_fileopen(BattFsSuper *disk, BattFsKFile *fd, inode_t inode, filemode
        fd->fd.read = battfs_read;
        fd->fd.reopen = kfile_genericReopen;
        fd->fd.seek = kfile_genericSeek;
-
-#warning TODO battfs_write, battfs_error, battfs_clearerr
-#if 0
        fd->fd.write = battfs_write;
+
        fd->fd.error = battfs_error;
        fd->fd.clearerr = battfs_clearerr;
-#endif
 
        DB(fd->fd._type = KFT_BATTFS);
 
        return true;
 }
 
+
 /**
- * Close \a disk.
+ * Umount \a disk.
  */
-bool battfs_close(struct BattFsSuper *disk)
+bool battfs_umount(struct BattFsSuper *disk)
 {
        Node *n;
        int res = 0;
@@ -794,39 +973,41 @@ bool battfs_close(struct BattFsSuper *disk)
        /* Close all open files */
        FOREACH_NODE(n, &disk->file_opened_list)
        {
-               BattFsKFile *file = containerof(n, BattFsKFile, link);
+               BattFs *file = containerof(n, BattFs, link);
                res += battfs_fileclose(&file->fd);
        }
 
        /* Close disk */
-       return disk->close(disk) && (res == 0);
+       return (kblock_flush(disk->dev) == 0) && (kblock_close(disk->dev) == 0) && (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)
+void battfs_writeTestBlock(KBlock *dev, pgcnt_t page, inode_t inode, seq_t seq, fill_t fill, pgoff_t pgoff)
 {
-       BattFsPageHeader hdr;
+       uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
+       battfs_eraseBlock(dev, page);
 
+       BattFsPageHeader hdr;
        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))
-       {
-               TRACEMSG("error writing hdr\n");
-               return false;
-       }
+       battfs_to_disk(&hdr, buf);
 
-       return true;
+       ASSERT(kblock_write(dev, page, buf, dev->blk_size - BATTFS_HEADER_LEN, BATTFS_HEADER_LEN) == BATTFS_HEADER_LEN);
+       ASSERT(kblock_flush(dev) == 0);
+}
+
+void battfs_eraseBlock(KBlock *dev, pgcnt_t page)
+{
+       /* Reset page to all 0xff */
+       uint8_t buf[dev->blk_size];
+       memset(buf, 0xFF, dev->blk_size);
+       ASSERT(kblock_write(dev, page, buf, 0, dev->blk_size) == dev->blk_size);
+       ASSERT(kblock_flush(dev) == 0);
 }
 
 #endif