Merge from branch.
authorbatt <batt@38d2e660-2303-0410-9eaa-f027e97ec537>
Tue, 5 Feb 2008 09:05:50 +0000 (09:05 +0000)
committerbatt <batt@38d2e660-2303-0410-9eaa-f027e97ec537>
Tue, 5 Feb 2008 09:05:50 +0000 (09:05 +0000)
git-svn-id: https://src.develer.com/svnoss/bertos/trunk@1089 38d2e660-2303-0410-9eaa-f027e97ec537

fs/battfs.c
fs/battfs.h

index 9a4275d672628869a9344ed73ba7ca9d3c215688..55329677b56c9cf2812e1c66a62b8ec98ca29563 100644 (file)
 
 #include <string.h> /* memset, memmove */
 
+
 /**
- * Convert mark_t from cpu endianess to filesystem endianness.
+ * Convert from memory representation to disk structure.
  * \note filesystem is in little-endian format.
  */
-INLINE mark_t cpu_to_mark_t(mark_t mark)
+INLINE void battfs_to_disk(struct BattFsPageHeader *hdr, uint8_t *buf)
 {
-       STATIC_ASSERT(sizeof(mark_t) == 2);
-       return cpu_to_le16(mark);
+       STATIC_ASSERT(BATTFS_HEADER_LEN == 13);
+       buf[0] = hdr->inode;
+
+       buf[1] = hdr->seq;
+
+       buf[2] = hdr->fill;
+       buf[3] = hdr->fill >> 8;
+
+       buf[4] = hdr->pgoff;
+       buf[5] = hdr->pgoff >> 8;
+
+       /*
+        * Mark is at least 1 bit longer than page address.
+        * Needed to take care of wraparonds.
+        */
+       buf[6] = hdr->mark;
+       buf[7] = hdr->mark >> 8;
+       buf[8] = hdr->mark >> 16;
+
+       /*
+        * This field must be the before the last one!
+        */
+       buf[9] = hdr->fcs_free;
+       buf[10] = hdr->fcs_free >> 8;
+
+       /*
+        * 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[11] = hdr->fcs;
+       buf[12] = hdr->fcs >> 8;
 }
 
 /**
- * Convert mark_t from filesystem endianness to cpu endianess.
+ * Convert from disk structure to memory representation.
  * \note filesystem is in little-endian format.
  */
-INLINE mark_t mark_t_to_cpu(mark_t mark)
+INLINE void disk_to_battfs(uint8_t *buf, struct BattFsPageHeader *hdr)
 {
-       STATIC_ASSERT(sizeof(mark_t) == 2);
-       return le16_to_cpu(mark);
+       STATIC_ASSERT(BATTFS_HEADER_LEN == 13);
+       hdr->inode = buf[0];
+       hdr->seq = buf[1];
+       hdr->fill = buf[3] << 8 | buf[2];
+       hdr->pgoff = buf[5] << 8 | buf[4];
+       hdr->mark = (mark_t)buf[8] << 16 | buf[7] << 8 | buf[6];
+       hdr->fcs_free = buf[10] << 8 | buf[9];
+       hdr->fcs = buf[12] << 8 | buf[11];
 }
 
 /**
- * Convert from cpu endianess to filesystem endianness.
- * \note filesystem is in little-endian format.
+ * Compute the fcs of the header.
  */
-INLINE void cpu_to_battfs(struct BattFsPageHeader *hdr)
+static fcs_t computeFcs(struct BattFsPageHeader *hdr)
 {
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->inode) == 1);
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->seq) == 1);
-
-       hdr->mark = cpu_to_mark_t(hdr->mark);
-
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->fill) == 2);
-       hdr->fill = cpu_to_le16(hdr->fill);
-
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->pgoff) == 2);
-       hdr->pgoff = cpu_to_le16(hdr->pgoff);
-
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->fcs) == 2);
-       hdr->fcs = cpu_to_le16(hdr->fcs);
-
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->rfu) == 2);
-       hdr->rfu = cpu_to_le16(hdr->rfu);
+       uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
+       fcs_t cks;
+
+       battfs_to_disk(hdr, buf);
+       rotating_init(&cks);
+       /* fcs is at the end of whole header */
+       rotating_update(buf,BATTFS_HEADER_LEN - sizeof(fcs_t), &cks);
+       return cks;
 }
 
-
 /**
- * Convert from filesystem endianness to cpu endianess.
- * \note filesystem is in little-endian format.
+ * Compute the fcs of the header marked as free.
  */
-INLINE void battfs_to_cpu(struct BattFsPageHeader *hdr)
+static fcs_t computeFcsFree(struct BattFsPageHeader *hdr)
 {
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->inode) == 1);
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->seq) == 1);
-
-       hdr->mark = mark_t_to_cpu(hdr->mark);
-
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->fill) == 2);
-       hdr->fill = le16_to_cpu(hdr->fill);
-
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->pgoff) == 2);
-       hdr->pgoff = le16_to_cpu(hdr->pgoff);
-
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->fcs) == 2);
-       hdr->fcs = le16_to_cpu(hdr->fcs);
-
-       STATIC_ASSERT(sizeof(hdr->rfu) == 2);
-       hdr->rfu = le16_to_cpu(hdr->rfu);
+       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;
 }
 
 
@@ -123,20 +141,21 @@ INLINE void battfs_to_cpu(struct BattFsPageHeader *hdr)
  */
 static bool battfs_readHeader(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 - sizeof(BattFsPageHeader), hdr, sizeof(BattFsPageHeader))
-           != sizeof(BattFsPageHeader))
+       if (disk->read(disk, page, disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN - 1, buf, BATTFS_HEADER_LEN)
+           != BATTFS_HEADER_LEN)
        {
                TRACEMSG("Error: page[%d]\n", page);
                return false;
        }
 
-       /* Fix endianess */
-       battfs_to_cpu(hdr);
+       /* Fill header */
+       disk_to_battfs(buf, hdr);
 
        return true;
 }
@@ -176,27 +195,34 @@ static void movePages(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t src, int offset)
  * Insert \a page into page allocation array of \a disk, using \a filelen_table and
  * \a free_number to compute position.
  */
-static void insertFreePage(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table, mark_t free_number, pgcnt_t page)
+static void insertFreePage(struct BattFsSuper *disk, pgoff_t *filelen_table, mark_t mark, pgcnt_t page)
 {
-       ASSERT(free_number >= disk->min_free);
-       ASSERT(free_number <= disk->max_free);
+       ASSERT(mark >= disk->free_min);
+       ASSERT(mark <= disk->free_max);
 
        pgcnt_t free_pos = countPages(filelen_table, BATTFS_MAX_FILES - 1);
-       free_pos += free_number - disk->min_free;
+       free_pos += mark - disk->free_min;
+       TRACEMSG("mark:%d, page:%d, free_min:%d, free_max:%d, free_pos:%d\n",
+               mark, page, disk->free_min, disk->free_max, 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 max_free of \a disk is increased by 1 and is used as
+ * \note free_max of \a disk is increased by 1 and is used as
  *       \a page free marker.
  */
-static bool battfs_markFree(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page)
+static bool battfs_markFree(struct BattFsSuper *disk, struct BattFsPageHeader *hdr, pgcnt_t page)
 {
-       pgaddr_t addr = disk->page_size - sizeof(BattFsPageHeader) + offsetof(BattFsPageHeader, mark);
-       mark_t mark = cpu_to_mark_t(++disk->max_free);
-       if (!disk->write(disk, page, addr, &mark, sizeof(mark)))
+       uint8_t buf[BATTFS_HEADER_LEN];
+
+       hdr->mark = disk->free_max++;
+       hdr->fcs_free = computeFcsFree(hdr);
+       battfs_to_disk(hdr, buf);
+
+       if (!disk->write(disk, page, disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN - 1, buf, BATTFS_HEADER_LEN))
        {
                TRACEMSG("error marking page [%d]\n", page);
                return false;
@@ -214,8 +240,8 @@ static bool battfs_markFree(struct BattFsSuper *disk, pgcnt_t page)
 bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
 {
        BattFsPageHeader hdr;
-       rotating_t cks;
        pgoff_t filelen_table[BATTFS_MAX_FILES];
+       mark_t minl, maxl, minh, maxh;
 
        /* Sanity checks */
        ASSERT(disk->open);
@@ -237,51 +263,55 @@ bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
 
        memset(filelen_table, 0, BATTFS_MAX_FILES * sizeof(pgoff_t));
 
-       /* Initialize min free sequence number to max value */
-       disk->min_free = MARK_PAGE_VALID;
-       /* Initialize max free sequence number to min value */
-       disk->max_free = 0;
+       /* Initialize min and max counters to keep trace od fre blocks */
+       minl = MAX_PAGE_ADDR;
+       maxl = 0;
+       minh = MAX_PAGE_ADDR | MARK_HALF_SIZE;
+       maxh = 0 | MARK_HALF_SIZE;
 
-       disk->free_bytes = 0;
-       disk->disk_size = (disk_size_t)(disk->page_size - sizeof(BattFsPageHeader)) * disk->page_count;
+       disk->free_bytes =0;
+       disk->disk_size = (disk_size_t)(disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN) * disk->page_count;
 
-       /* Count the number of disk page per files */
+       /* Count the number of disk page per file */
        for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
        {
                if (!battfs_readHeader(disk, page, &hdr))
                        return false;
 
                /* Check header FCS */
-               rotating_init(&cks);
-               rotating_update(&hdr, sizeof(BattFsPageHeader) - sizeof(rotating_t), &cks);
-               if (cks == hdr.fcs)
+               if (hdr.fcs == computeFcs(&hdr))
                {
                        /* Page is valid and is owned by a file */
                        filelen_table[hdr.inode]++;
 
                        ASSERT(hdr.mark == MARK_PAGE_VALID);
-                       ASSERT(hdr.fill <= disk->page_size - sizeof(BattFsPageHeader));
+                       ASSERT(hdr.fcs_free == FCS_FREE_VALID);
+                       ASSERT(hdr.fill <= disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN);
                        /* Keep trace of free space */
-                       disk->free_bytes += disk->page_size - sizeof(BattFsPageHeader) - hdr.fill;
+                       disk->free_bytes += disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN - hdr.fill;
                }
                else
                {
                        /* Increase free space */
-                       disk->free_bytes += disk->page_size - sizeof(BattFsPageHeader);
+                       disk->free_bytes += disk->page_size - BATTFS_HEADER_LEN;
                        
-                       /* Check if setting mark to MARK_PAGE_VALID makes fcs correct */
-                       mark_t old_mark = hdr.mark;
-                       hdr.mark = MARK_PAGE_VALID;
-                       rotating_init(&cks);
-                       rotating_update(&hdr, sizeof(BattFsPageHeader) - sizeof(rotating_t), &cks);
-                       if (cks == hdr.fcs)
+                       /* Check if page is free */
+                       if (hdr.fcs_free == computeFcsFree(&hdr))
                        {
                                /*
                                 * This page is a valid and marked free page.
-                                * Update min and max free page sequence numbers.
+                                * Update min and max free page markers.
                                 */
-                               disk->min_free = MIN(disk->min_free, old_mark);
-                               disk->max_free = MAX(disk->max_free, old_mark);
+                               if (hdr.mark < MARK_HALF_SIZE)
+                               {
+                                       minl = MIN(minl, hdr.mark);
+                                       maxl = MAX(maxl, hdr.mark);
+                               }
+                               else
+                               {
+                                       minh = MIN(minh, hdr.mark);
+                                       maxl = MAX(maxl, hdr.mark);
+                               }
                        }
                        else
                                TRACEMSG("page [%d] invalid, keeping as free\n", page);
@@ -294,6 +324,47 @@ bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
        for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
                disk->page_array[page] = PAGE_UNSET_SENTINEL;
 
+       /* Determine free_min & free_max */
+       if (maxl >= minl)
+       {
+               if (maxh >= minh)
+               {
+                       if (maxl == minh - 1)
+                       {
+                               disk->free_min = minl;
+                               disk->free_max = maxh;
+                       }
+                       else
+                       {
+                               ASSERT(minl == 0);
+                               ASSERT(maxh == (MAX_PAGE_ADDR | MARK_HALF_SIZE));
+
+                               disk->free_min = minh;
+                               disk->free_max = maxl;
+                       }
+               }
+               else
+               {
+                       disk->free_min = minl;
+                       disk->free_max = maxl;
+               }
+       }
+       else if (maxh >= minh)
+       {
+               disk->free_min = minh;
+               disk->free_max = maxh;
+       }
+       else
+       {
+               TRACEMSG("No valid marked free block found\n");
+               disk->free_min = 0;
+               #warning Check this!
+               disk->free_max = -1;
+       }
+       TRACEMSG("Free markers:\n minl %u\n maxl %u\n minh %u\n maxh %u\n free_min %u\n free_max %u\n",
+               minl, maxl, minh, maxh, disk->free_min, disk->free_max);
+
+
        /* Fill page allocation array */
        for (pgcnt_t page = 0; page < disk->page_count; page++)
        {
@@ -301,19 +372,18 @@ bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
                        return false;
 
                /* Check header FCS */
-               rotating_init(&cks);
-               rotating_update(&hdr, sizeof(BattFsPageHeader) - sizeof(rotating_t), &cks);
-               if (cks == hdr.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 (disk->page_array[array_pos] == PAGE_UNSET_SENTINEL)
+                       if (LIKELY(disk->page_array[array_pos] == PAGE_UNSET_SENTINEL))
                                disk->page_array[array_pos] = page;
                        else
                        {
@@ -322,18 +392,14 @@ bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
                                if (!battfs_readHeader(disk, disk->page_array[array_pos], &hdr_old))
                                        return false;
 
-                               #ifdef _DEBUG
                                /* Check header FCS */
-                               rotating_t cks_old;
-                               rotating_init(&cks_old);
-                               rotating_update(&hdr_old, sizeof(BattFsPageHeader) - sizeof(rotating_t), &cks_old);
-                               ASSERT(cks_old == hdr_old.fcs);
-                               #endif
+                               ASSERT(hdr_old.fcs == computeFcs(&hdr_old));
 
                                /* 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);
 
                                pgcnt_t new_page, old_page;
@@ -343,7 +409,7 @@ bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
                                #define HALF_SEQ (1 << ((sizeof(seq_t) * CPU_BITS_PER_CHAR) - 1))
                                if ((hdr.seq - hdr_old.seq) < HALF_SEQ)
                                {
-                                       /* Actual header is newer than the previuos one */
+                                       /* Current header is newer than the previuos one */
                                        old_page = disk->page_array[array_pos];
                                        new_page = page;
                                        old_fill = hdr_old.fill;
@@ -371,24 +437,20 @@ bool battfs_init(struct BattFsSuper *disk)
                                filelen_table[hdr.inode]--;
 
                                /* Add old page to free pages pool */
-                               if (!battfs_markFree(disk, old_page))
+                               if (!battfs_markFree(disk, &hdr, old_page))
                                        return false;
 
-                               insertFreePage(disk, filelen_table, disk->max_free, old_page);
+                               insertFreePage(disk, filelen_table, disk->free_max, old_page);
                        }
                }
                else
                {
-                       /* Check if setting mark to MARK_PAGE_VALID makes fcs correct */
-                       mark_t mark = hdr.mark;
-                       hdr.mark = MARK_PAGE_VALID;
-                       rotating_init(&cks);
-                       rotating_update(&hdr, sizeof(BattFsPageHeader) - sizeof(rotating_t), &cks);
-                       if (cks != hdr.fcs)
+                       /* Check if page is free */
+                       if (hdr.fcs_free != computeFcsFree(&hdr))
                                /* Page is not a valid marked page, insert at the end of list */
-                               mark = ++disk->max_free;
+                               hdr.mark = ++disk->free_max;
 
-                       insertFreePage(disk, filelen_table, mark, page);
+                       insertFreePage(disk, filelen_table, hdr.mark, page);
                }
        }
 
index 14728a8d2b199f82c36054fa9237bbdb1bc5904a..6f20839135a33fadea975858a7d9b884dc8b9a36 100644 (file)
 typedef uint16_t fill_t;
 typedef fill_t   pgaddr_t;
 typedef uint16_t pgoff_t;
-typedef pgoff_t  mark_t;
+typedef uint32_t mark_t;
+typedef uint8_t  mark_roll_t;
 typedef uint8_t  inode_t;
 typedef uint8_t  seq_t;
 typedef rotating_t fcs_t;
 
 /**
- * BattFS page header.
- * \note fields order is chosen to comply
- * with CPU alignment.
+ * Size required for free block allocation is at least 1 bit more
+ * than page addressing.
+ */
+STATIC_ASSERT(sizeof(mark_t) > sizeof(pgaddr_t));
+
+/**
+ * BattFS page header, used to represent a page
+ * header in memory.
+ * To see how this is stored on disk:
+ * \see battfs_to_disk
+ * \see disk_to_battfs
  */
 typedef struct BattFsPageHeader
 {
        inode_t  inode; ///< File inode (file identifier).
        seq_t    seq;   ///< Page sequence number.
-       mark_t   mark;  ///< Marker used to keep trace of free/used pages.
-       pgoff_t  pgoff; ///< Page offset inside file.
        fill_t   fill;  ///< Filled bytes in page.
-       uint16_t rfu;   ///< Reserved for future use, 0xFFFF for now.
+       pgoff_t  pgoff; ///< Page offset inside file.
+       mark_t   mark;  ///< Marker used to keep trace of free/used pages.
+
+       /**
+        * FCS (Frame Check Sequence) of the page header once the page
+        * as been marked as free.
+        */
+       fcs_t fcs_free;
 
        /**
         * FCS (Frame Check Sequence) of the page header.
-        * \note 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.
         */
        fcs_t fcs;
 } BattFsPageHeader;
-/* Ensure structure has no padding added */
-STATIC_ASSERT(sizeof(BattFsPageHeader) == 12);
 
+/**
+ * Size of the header once saved on disk.
+ * \see battfs_to_disk
+ * \see disk_to_battfs
+ */
+#define BATTFS_HEADER_LEN 13
 
 /**
- * Mark for valid pages.
+ * Marks for valid pages.
  * Simply set to 1 all field bits.
+ * \{
+ */
+#define MARK_PAGE_VALID ((1LL << (CPU_BITS_PER_CHAR * sizeof(mark_t))) - 1)
+#define FCS_FREE_VALID  ((1 << (CPU_BITS_PER_CHAR * sizeof(fcs_t))) - 1)
+/* \} */
+
+
+/**
+ * Half-size of free page marker.
+ * Used to keep trace of free marker wrap-arounds.
+ */
+#define MARK_HALF_SIZE (1 << (CPU_BITS_PER_CHAR * sizeof(pgaddr_t) + 1))
+
+/**
+ * Maximum page address.
  */
-#define MARK_PAGE_VALID ((1 << (CPU_BITS_PER_CHAR * sizeof(mark_t))) - 1)
+#define MAX_PAGE_ADDR ((1 << (CPU_BITS_PER_CHAR * sizeof(pgaddr_t))) - 1)
 
 /**
  * Max number of files.
@@ -99,7 +129,7 @@ struct BattFsSuper;
 typedef uint16_t pgcnt_t;
 
 /**
- * Sentinel used to keep trace of unset pages in disk->pag_array.
+ * Sentinel used to keep trace of unset pages in disk->page_array.
  */
 #define PAGE_UNSET_SENTINEL ((1 << (CPU_BITS_PER_CHAR * sizeof(pgcnt_t))) - 1)
 
@@ -166,8 +196,8 @@ typedef struct BattFsSuper
         */
        pgcnt_t *page_array;
 
-       mark_t min_free; ///< Lowest sequence number of free page
-       mark_t max_free; ///< Highest sequence number of free page
+       mark_t free_min;      ///< Lowest free page counter.
+       mark_t free_max;      ///< Highest free page counter.
 
        disk_size_t disk_size;   ///< Size of the disk, in bytes (page_count * page_size).
        disk_size_t free_bytes;  ///< Free space on the disk.