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Jun 18, 2017, 10:06:41 PM (7 years ago)
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alain
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  • trunk/kernel/vfs/fatfs.h

    r15 r23  
    22 * fatfs.h - FATFS file system API definition.
    33 *
    4  * Author    Mohamed Lamine Karaoui (2015)
    5  *           Alain Greiner (2016)
     4 * Author    Mohamed Lamine Karaoui (2014,2015)
     5 *           Alain Greiner (2016,2017)
    66 *
    77 * Copyright (c) UPMC Sorbonne Universites
    … …  
    2828#include <hal_types.h>
    2929#include <rwlock.h>
     30#include <vfs.h>
     31
     32
     33///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
     34// The FATFS File System implements a FAT32 read/write file system.
     35///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
     36
     37/*************** Partition Boot Sector Format **********************************/
     38//                                     offset |  length
     39#define BS_JMPBOOT                          0 ,  3
     40#define BS_OEMNAME                          3 ,  8
     41#define BPB_BYTSPERSEC                     11 ,  2
     42#define BPB_SECPERCLUS                     13 ,  1
     43#define BPB_RSVDSECCNT                     14 ,  2
     44#define BPB_NUMFATS                        16 ,  1
     45#define BPB_ROOTENTCNT                     17 ,  2
     46#define BPB_TOTSEC16                       19 ,  2
     47#define BPB_MEDIA                          21 ,  1
     48#define BPB_FATSZ16                        22 ,  2
     49#define BPB_SECPERTRK                      24 ,  2
     50#define BPB_NUMHEADS                       26 ,  2
     51#define BPB_HIDDSEC                        28 ,  4
     52#define BPB_TOTSEC32                       32 ,  4
     53#define BPB_PARTITION_TABLE               446 , 64
     54
     55// FAT 32
     56#define BPB_FAT32_FATSZ32                  36 ,  4
     57#define BPB_FAT32_EXTFLAGS                 40 ,  2
     58#define BPB_FAT32_FSVER                    42 ,  2
     59#define BPB_FAT32_ROOTCLUS                 44 ,  4
     60#define BPB_FAT32_FSINFO                   48 ,  2
     61#define BPB_FAT32_BKBOOTSEC                50 ,  2
     62#define BS_FAT32_DRVNUM                    64 ,  1
     63#define BS_FAT32_BOOTSIG                   66 ,  1
     64#define BS_FAT32_VOLID                     67 ,  4
     65#define BS_FAT32_VOLLAB                    71 , 11
     66#define BS_FAT32_FILSYSTYPE                82 ,  8
     67
     68// Partitions
     69#define FIRST_PARTITION_ACTIVE            446 ,  8
     70#define FIRST_PARTITION_BEGIN_LBA         454 ,  4
     71#define FIRST_PARTITION_SIZE              458 ,  4
     72#define SECOND_PARTITION_ACTIVE           462 ,  8
     73#define SECOND_PARTITION_BEGIN_LBA        470 ,  4
     74#define SECOND_PARTITION_SIZE             474 ,  4
     75#define THIRD_PARTITION_ACTIVE            478 ,  8
     76#define THIRD_PARTITION_BEGIN_LBA         486 ,  4
     77#define THIRD_PARTITION_SIZE              490 ,  4
     78#define FOURTH_PARTITION_ACTIVE           494 ,  8
     79#define FOURTH_PARTITION_BEGIN_LBA        502 ,  4
     80#define FOURTH_PARTITION_SIZE             506 ,  4   
     81/*******************************************************************************/
     82
     83#define MBR_SIGNATURE_POSITION            510 , 2
     84#define MBR_SIGNATURE_VALUE               0xAA55 
     85
     86/************** FAT_FS_INFO SECTOR  ********************************************/
     87#define FS_SIGNATURE_VALUE_1              0x52526141
     88#define FS_SIGNATURE_VALUE_2              0x72724161
     89#define FS_SIGNATURE_VALUE_3              0x000055AA 
     90#define FS_SIGNATURE_POSITION_1           0   , 4 
     91#define FS_SIGNATURE_POSITION_2           484 , 4
     92#define FS_SIGNATURE_POSITION_3           508 , 4 
     93#define FS_FREE_CLUSTERS                  488 , 4
     94#define FS_FREE_CLUSTER_HINT              492 , 4
     95/*******************************************************************************/
     96
     97#define DIR_ENTRY_SIZE          32
     98                   
     99#define NAME_MAX_SIZE           31
     100
     101/******* Directory Entry Structure (32 bytes) **********************************/
     102//                            offset | length
     103#define DIR_NAME                   0 , 11   // dir_entry name
     104#define DIR_ATTR                  11 ,  1   // attributes
     105#define DIR_NTRES                 12 ,  1   // reserved for the OS       
     106#define DIR_CRT_TIMES_TENTH       13 ,  1
     107#define DIR_FST_CLUS_HI           20 ,  2   // cluster index 16 MSB bits
     108#define DIR_WRT_TIME              22 ,  2   // time of last write
     109#define DIR_WRT_DATE              24 ,  2   // date of last write
     110#define DIR_FST_CLUS_LO           26 ,  2   // cluster index 16 LSB bit
     111#define DIR_FILE_SIZE             28 ,  4   // dir_entry size (up to 4 Gbytes)
     112/*******************************************************************************/
     113
     114/******* LFN Directory Entry Structure  (32 bytes) *****************************/
     115//                            offset | length
     116#define LDIR_ORD                   0 ,  1   // Sequence number (from 0x01 to 0x0f)   
     117#define LDIR_NAME_1                1 , 10   // name broken into 3 parts
     118#define LDIR_ATTR                 11 ,  1   // attributes (must be 0x0F)
     119#define LDIR_TYPE                 12 ,  1   // directory type (must be 0x00)
     120#define LDIR_CHKSUM               13 ,  1   // checksum of name in short dir 
     121#define LDIR_NAME_2               14 , 12
     122#define LDIR_RSVD                 26 ,  2   // artifact of previous fat (must be 0)
     123#define LDIR_NAME_3               28 ,  4   
     124/*******************************************************************************/
     125
     126/***********************  DIR_ATTR values  (attributes) ************************/
     127#define ATTR_READ_ONLY            0x01
     128#define ATTR_HIDDEN               0x02
     129#define ATTR_SYSTEM               0x04
     130#define ATTR_VOLUME_ID            0x08
     131#define ATTR_DIRECTORY            0x10
     132#define ATTR_ARCHIVE              0x20
     133#define ATTR_LONG_NAME_MASK       0x0f      // READ_ONLY|HIDDEN|SYSTEM|VOLUME_ID
     134/*******************************************************************************/
     135
     136/********************* DIR_ORD special values **********************************/
     137#define FREE_ENTRY                0xE5     // this entry is free in the directory
     138#define NO_MORE_ENTRY             0x00     // no more entry in the directory
     139/*******************************************************************************/
     140
     141/******************** CLuster Index Special Values *****************************/
     142#define FREE_CLUSTER              0x00000000
     143#define RESERVED_CLUSTER          0x00000001
     144#define BAD_CLUSTER               0x0FFFFFF7
     145#define END_OF_CHAIN_CLUSTER_MIN  0x0ffffff8
     146#define END_OF_CHAIN_CLUSTER_MAX  0x0fffffff
     147/*******************************************************************************/
    30148
    31149/****  Forward declarations  ****/
    32150
    33151struct mapper_s;
    34 struct device_s;
     152struct page_s;
     153struct vfs_ctx_s;
    35154struct vfs_inode_s;
    36 struct vfs_ctx_s;
    37 struct page_s;
    38 
    39 /*****************************************************************************************
    40  * This structure defines a FATFS specific context extension.
     155
     156/*****************************************************************************************
     157 * This structure defines a FATFS specific context (extension to VFS context).
    41158 ****************************************************************************************/
    42159
    43160typedef struct fatfs_ctx_s
    44161{
    45     rwlock_t          lock;                  /*! TODO protect what ???                  */
    46     uint32_t          fat_begin_lba;         /*! first lba of FAT region                */
     162    uint32_t          fat_begin_lba;         /*! lba of FAT region                      */
    47163    uint32_t          fat_sectors_count;     /*! number of sectors in FAT region        */
    48164    uint32_t          bytes_per_sector;      /*!                                        */
    49165    uint32_t          bytes_per_cluster;     /*!                                        */
    50     uint32_t          cluster_begin_lba;     /*! first lba of data region on device     */
    51     uint32_t          sectors_per_cluster;   /*!                                        */
    52     uint32_t          rootdir_first_cluster; /*                                         */
    53     uint32_t          last_allocated_sector; /*!                                        */
    54     uint32_t          last_allocated_index;  /*! TODO last allocated cluster ???        */
    55     xptr_t            fat_mapper_xp;         /*! FAT mapper (in IO cluster)             */ 
     166    uint32_t          cluster_begin_lba;     /*! lba of data region                     */
     167    uint32_t          sectors_per_cluster;   /*! cluster index for root directory       */
     168    uint32_t          root_dir_cluster;      /*!                                        */
     169    uint32_t          last_allocated_sector; /*! TODO ???                               */
     170    uint32_t          last_allocated_index;  /*! TODO ???                               */
     171    xptr_t            fat_mapper_xp;         /*! FAT mapper (in IO cluster)             */
    56172}
    57173fatfs_ctx_t;
    58174
    59175/*****************************************************************************************
    60  * This structure defines the FAT specific inode extension (versus the VFS inode).
     176 * This structure defines the FATFS specific inode (extension to VFS inode).
    61177 ****************************************************************************************/
    62178
    63179typedef struct fatfs_inode_s
    64180{
    65     struct fatfs_ctx_s * ctx;                /*! local pointer on the FATFS context     */
    66         uint32_t             first_cluster;      /*! first cluster for this file/dir        */
     181        uint32_t          first_cluster;         /*! first cluster for this file/dir        */
    67182}
    68183fatfs_inode_t;
    … …  
    70185
    71186
     187
     188//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
     189// These functions are specific to the FATFS, and cannot be called by the VFS.
     190//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
     191
    72192/*****************************************************************************************
    73193 * This function returns the LBA of the first sector of a FAT cluster.
    … …  
    76196 * @ ctx          :     pointer on FATFS context.
    77197 * @ cluster  : cluster index in FATFS.
    78  * # return the lba value.
     198 * @ return the lba value.
    79199 ****************************************************************************************/
    80200inline uint32_t fatfs_lba_from_cluster( fatfs_ctx_t * ctx,
    … …  
    105225                           uint32_t        * cluster );
    106226
     227
     228
     229
     230//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
     231// These functions are called by the VFS, and must be implemented by all File Systems.
     232//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
     233
     234/******************************************************************************************
     235 * This function initializes the FATFS file system as the root FS.
     236 * It is executed cooperatively during kernel init by all CP0s in all clusters.
     237 * The initilisation is made in three phases, separated by synchronisation barrier:     
     238 * - phase 1 : all CP0s in all clusters allocate memory for the local copy of
     239 *   the FATFS context.
     240 * - phase 2 : cluster_0 only creates the root inode descriptor, access the external
     241 *   device to get information stored on the boot record, and initialises both
     242 *   the VFS context, and the FATFS context.
     243 * - phase 3 : all other clusters initialize their local VFS context and FATFS context
     244 *   from values contained in cluster_0, using hal_remote_memcpy().
     245 ******************************************************************************************
     246 * @ return an extended pointer on the created root inode / return XPTR_NULL if failure.
     247 *****************************************************************************************/
     248xptr_t fatfs_init();
     249
     250/******************************************************************************************
     251 * This function mount the FATFS on the root FS.
     252 * TODO not implemented [AG]
     253 ******************************************************************************************
     254 * @ parent_inode_xp : extended pointer on the parent inode.
     255 *****************************************************************************************/
     256error_t fatfs_mount( xptr_t parent_inode_xp );
     257
     258
     259/*****************************************************************************************
     260 * This function  initializes both the VFS context and the FATFS context.
     261 * Both the VFS context and the FATFS context must have been previously allocated.
     262 * It access the device to read the boot record, and is supposed to be called only
     263 * in cluster_0 (in other clusters these contexts are replicated from values
     264 * contained in cluster_0).
     265 *****************************************************************************************
     266 * @ vfs_ctx        : local pointer on VFS context for FATFS.
     267 * @ fatfs_ctx      : local pointer on specific FATFS context.
     268 * @ root_inode_xp  : extended pointer on VFS root inode.
     269 ****************************************************************************************/
     270error_t fatfs_ctx_init( struct vfs_ctx_s   * vfs_ctx,
     271                        struct fatfs_ctx_s * fatfs_ctx,
     272                        xptr_t               root_inode_xp );
     273
     274/*****************************************************************************************
     275 * This function releases memory dynamically allocated for the FATFS context extension.
     276 *****************************************************************************************
     277 * @ vfs_ctx   : local pointer on VFS context.
     278 ****************************************************************************************/
     279void fatfs_ctx_destroy( struct vfs_ctx_s * vfs_ctx );
     280
     281
     282
    107283/*****************************************************************************************
    108284 * This function allocates memory for a FATFS inode, initializes it,
    109285 * and link it to the VFS inode.
    110286 *****************************************************************************************
     287 * @ inode         : local pointer on the VFS inode.
     288 * @ first_cluster : first cluster index in the FAT32.
     289 * @ return 0 if success / return ENOMEM if error.
     290 ****************************************************************************************/
     291error_t fatfs_inode_create( struct vfs_inode_s * inode,
     292                            uint32_t             first_cluster);
     293
     294/*****************************************************************************************
     295 * This function releases memory allocated for a FATFS inode.
     296 *****************************************************************************************
    111297 * @ inode   : local pointer on vfs_inode.
    112  * @ return 0 if success / return ENOMEM if error.
    113  ****************************************************************************************/
    114 error_t fatfs_inode_create( struct vfs_inode_s * inode );
    115 
    116 /*****************************************************************************************
    117  * This function releases memory allocated for a FATFS inode.
    118  *****************************************************************************************
    119  * @ inode   : local pointer on vfs_inode.
    120298 ****************************************************************************************/
    121299void fatfs_inode_destroy( struct vfs_inode_s * inode );
    122300
    123 /*****************************************************************************************
    124  * This function allocates memory for a FATFS context, initialises it,
    125  * and link it to the local VFS context.
    126  *****************************************************************************************
    127  * @ inode   : local pointer on VFS context.
    128  * @ return 0 if success / return ENOMEM if error.
    129  ****************************************************************************************/
    130 error_t fatfs_ctx_create( struct vfs_ctx_s * ctx );
    131 
    132 /*****************************************************************************************
    133  * This function releases memory allocated for a FATFS context.
    134  *****************************************************************************************
    135  * @ ctx   : local pointer on VFS context.
    136  ****************************************************************************************/
    137 void fatfs_ctx_destroy( struct vfs_ctx_s * ctx );
    138 
    139 /*****************************************************************************************
    140  * This function moves a page from the mapper to the FATFS file system.
     301
     302
     303/*****************************************************************************************
     304 * This function moves a page from the mapper to the FATFS file system on device.
    141305 * It must be called by a thread running in cluster containing the mapper.
    142  * The pointer on the mapper and the page index in file are supposed to be registered
     306 * The pointer on the mapper and the page index in file are registered
    143307 * in the page descriptor.
    144308 *****************************************************************************************
    … …  
    151315 * This function moves a page from the FATFS file system on device to the mapper.
    152316 * It must be called by a thread running in cluster containing the mapper.
    153  * The pointer on the mapper and the page index in file are supposed to be registered
     317 * The pointer on the mapper and the page index in file are registered
    154318 * in the page descriptor.
    155319 *****************************************************************************************
    … …  
    160324
    161325
     326
     327
    162328#endif  /* _FATFS_H_ */
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.