bertos/fs/battfs.c

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