xref: /DragonOS/kernel/src/filesystem/fat/fs.rs (revision 04babc3faba81997149ed11fda2ed03b4bbf4700) !
1004e86ffSlogin #![allow(dead_code)]
22dbef785SGnoCiYeH use core::intrinsics::unlikely;
3004e86ffSlogin use core::{any::Any, fmt::Debug};
4004e86ffSlogin 
5004e86ffSlogin use alloc::{
6004e86ffSlogin     collections::BTreeMap,
7004e86ffSlogin     string::String,
8004e86ffSlogin     sync::{Arc, Weak},
9004e86ffSlogin     vec::Vec,
10004e86ffSlogin };
11004e86ffSlogin 
122dbef785SGnoCiYeH use crate::filesystem::vfs::SpecialNodeData;
132dbef785SGnoCiYeH use crate::ipc::pipe::LockedPipeInode;
14004e86ffSlogin use crate::{
15b087521eSChiichen     driver::base::block::{block_device::LBA_SIZE, disk_info::Partition, SeekFrom},
16004e86ffSlogin     filesystem::vfs::{
1773c607aaSYJwu2023         core::generate_inode_id,
1873c607aaSYJwu2023         file::{FileMode, FilePrivateData},
196b4e7a29SLoGin         syscall::ModeType,
2073c607aaSYJwu2023         FileSystem, FileType, IndexNode, InodeId, Metadata, PollStatus,
21004e86ffSlogin     },
2273c607aaSYJwu2023     kerror,
23004e86ffSlogin     libs::{
24004e86ffSlogin         spinlock::{SpinLock, SpinLockGuard},
25004e86ffSlogin         vec_cursor::VecCursor,
26004e86ffSlogin     },
27676b8ef6SMork     syscall::SystemError,
2878bf93f0SYJwu2023     time::TimeSpec,
29004e86ffSlogin };
30004e86ffSlogin 
312dbef785SGnoCiYeH use super::entry::FATFile;
32004e86ffSlogin use super::{
33004e86ffSlogin     bpb::{BiosParameterBlock, FATType},
34004e86ffSlogin     entry::{FATDir, FATDirEntry, FATDirIter, FATEntry},
35004e86ffSlogin     utils::RESERVED_CLUSTERS,
36004e86ffSlogin };
37004e86ffSlogin 
38004e86ffSlogin /// FAT32文件系统的最大的文件大小
39004e86ffSlogin pub const MAX_FILE_SIZE: u64 = 0xffff_ffff;
40004e86ffSlogin 
41004e86ffSlogin /// @brief 表示当前簇和上一个簇的关系的结构体
42004e86ffSlogin /// 定义这样一个结构体的原因是,FAT文件系统的文件中,前后两个簇具有关联关系。
43004e86ffSlogin #[derive(Debug, Clone, Copy, Default)]
44004e86ffSlogin pub struct Cluster {
45004e86ffSlogin     pub cluster_num: u64,
46004e86ffSlogin     pub parent_cluster: u64,
47004e86ffSlogin }
48004e86ffSlogin 
49004e86ffSlogin impl PartialOrd for Cluster {
50004e86ffSlogin     /// @brief 根据当前簇号比较大小
51004e86ffSlogin     fn partial_cmp(&self, other: &Self) -> Option<core::cmp::Ordering> {
52004e86ffSlogin         return self.cluster_num.partial_cmp(&other.cluster_num);
53004e86ffSlogin     }
54004e86ffSlogin }
55004e86ffSlogin 
56004e86ffSlogin impl PartialEq for Cluster {
57004e86ffSlogin     /// @brief 根据当前簇号比较是否相等
58004e86ffSlogin     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
59004e86ffSlogin         self.cluster_num == other.cluster_num
60004e86ffSlogin     }
61004e86ffSlogin }
62004e86ffSlogin 
63004e86ffSlogin impl Eq for Cluster {}
64004e86ffSlogin 
65004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
66004e86ffSlogin pub struct FATFileSystem {
67004e86ffSlogin     /// 当前文件系统所在的分区
68004e86ffSlogin     pub partition: Arc<Partition>,
69004e86ffSlogin     /// 当前文件系统的BOPB
70004e86ffSlogin     pub bpb: BiosParameterBlock,
71004e86ffSlogin     /// 当前文件系统的第一个数据扇区(相对分区开始位置)
72004e86ffSlogin     pub first_data_sector: u64,
73004e86ffSlogin     /// 文件系统信息结构体
74004e86ffSlogin     pub fs_info: Arc<LockedFATFsInfo>,
75004e86ffSlogin     /// 文件系统的根inode
76004e86ffSlogin     root_inode: Arc<LockedFATInode>,
77004e86ffSlogin }
78004e86ffSlogin 
79004e86ffSlogin /// FAT文件系统的Inode
80004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
81004e86ffSlogin pub struct LockedFATInode(SpinLock<FATInode>);
82004e86ffSlogin 
83004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
84004e86ffSlogin pub struct LockedFATFsInfo(SpinLock<FATFsInfo>);
85004e86ffSlogin 
86004e86ffSlogin impl LockedFATFsInfo {
87004e86ffSlogin     #[inline]
88004e86ffSlogin     pub fn new(fs_info: FATFsInfo) -> Self {
89004e86ffSlogin         return Self(SpinLock::new(fs_info));
90004e86ffSlogin     }
91004e86ffSlogin }
92004e86ffSlogin 
93004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
94004e86ffSlogin pub struct FATInode {
95004e86ffSlogin     /// 指向父Inode的弱引用
96004e86ffSlogin     parent: Weak<LockedFATInode>,
97004e86ffSlogin     /// 指向自身的弱引用
98004e86ffSlogin     self_ref: Weak<LockedFATInode>,
99004e86ffSlogin     /// 子Inode的B树. 该数据结构用作缓存区。其中,它的key表示inode的名称。
100004e86ffSlogin     /// 请注意,由于FAT的查询过程对大小写不敏感,因此我们选择让key全部是大写的,方便统一操作。
101004e86ffSlogin     children: BTreeMap<String, Arc<LockedFATInode>>,
102004e86ffSlogin     /// 当前inode的元数据
103004e86ffSlogin     metadata: Metadata,
104004e86ffSlogin     /// 指向inode所在的文件系统对象的指针
105004e86ffSlogin     fs: Weak<FATFileSystem>,
106004e86ffSlogin 
107004e86ffSlogin     /// 根据不同的Inode类型,创建不同的私有字段
108004e86ffSlogin     inode_type: FATDirEntry,
1092dbef785SGnoCiYeH 
1102dbef785SGnoCiYeH     /// 若该节点是特殊文件节点,该字段则为真正的文件节点
1112dbef785SGnoCiYeH     special_node: Option<SpecialNodeData>,
112004e86ffSlogin }
113004e86ffSlogin 
114004e86ffSlogin impl FATInode {
115004e86ffSlogin     /// @brief 更新当前inode的元数据
116004e86ffSlogin     pub fn update_metadata(&mut self) {
117004e86ffSlogin         // todo: 更新文件的访问时间等信息
118004e86ffSlogin         match &self.inode_type {
119004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(f) | FATDirEntry::VolId(f) => {
120004e86ffSlogin                 self.metadata.size = f.size() as i64;
121004e86ffSlogin             }
122004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => {
123004e86ffSlogin                 self.metadata.size = d.size(&self.fs.upgrade().unwrap().clone()) as i64;
124004e86ffSlogin             }
125004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
126004e86ffSlogin                 kerror!("update_metadata: Uninitialized FATDirEntry: {:?}", self);
127004e86ffSlogin                 return;
128004e86ffSlogin             }
129004e86ffSlogin         };
130004e86ffSlogin     }
131004e86ffSlogin 
132676b8ef6SMork     fn find(&mut self, name: &str) -> Result<Arc<LockedFATInode>, SystemError> {
133004e86ffSlogin         match &self.inode_type {
134004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => {
135004e86ffSlogin                 // 尝试在缓存区查找
136004e86ffSlogin                 if let Some(entry) = self.children.get(&name.to_uppercase()) {
137004e86ffSlogin                     return Ok(entry.clone());
138004e86ffSlogin                 }
139004e86ffSlogin                 // 在缓存区找不到
140004e86ffSlogin                 // 在磁盘查找
141004e86ffSlogin                 let fat_entry: FATDirEntry =
142004e86ffSlogin                     d.find_entry(name, None, None, self.fs.upgrade().unwrap())?;
143004e86ffSlogin                 // kdebug!("find entry from disk ok, entry={fat_entry:?}");
144004e86ffSlogin                 // 创建新的inode
145004e86ffSlogin                 let entry_inode: Arc<LockedFATInode> = LockedFATInode::new(
146004e86ffSlogin                     self.fs.upgrade().unwrap(),
147004e86ffSlogin                     self.self_ref.clone(),
148004e86ffSlogin                     fat_entry,
149004e86ffSlogin                 );
150004e86ffSlogin                 // 加入缓存区, 由于FAT文件系统的大小写不敏感问题,因此存入缓存区的key应当是全大写的
151004e86ffSlogin                 self.children
152004e86ffSlogin                     .insert(name.to_uppercase(), entry_inode.clone());
153004e86ffSlogin                 return Ok(entry_inode);
154004e86ffSlogin             }
155004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
156004e86ffSlogin                 panic!(
157004e86ffSlogin                     "Uninitialized FAT Inode, fs = {:?}, inode={self:?}",
158004e86ffSlogin                     self.fs
159004e86ffSlogin                 )
160004e86ffSlogin             }
161004e86ffSlogin             _ => {
162676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
163004e86ffSlogin             }
164004e86ffSlogin         }
165004e86ffSlogin     }
166004e86ffSlogin }
167004e86ffSlogin 
168004e86ffSlogin impl LockedFATInode {
169004e86ffSlogin     pub fn new(
170004e86ffSlogin         fs: Arc<FATFileSystem>,
171004e86ffSlogin         parent: Weak<LockedFATInode>,
172004e86ffSlogin         inode_type: FATDirEntry,
173004e86ffSlogin     ) -> Arc<LockedFATInode> {
174004e86ffSlogin         let file_type = if let FATDirEntry::Dir(_) = inode_type {
175004e86ffSlogin             FileType::Dir
176004e86ffSlogin         } else {
177004e86ffSlogin             FileType::File
178004e86ffSlogin         };
179004e86ffSlogin 
180004e86ffSlogin         let inode: Arc<LockedFATInode> = Arc::new(LockedFATInode(SpinLock::new(FATInode {
181004e86ffSlogin             parent: parent,
182004e86ffSlogin             self_ref: Weak::default(),
183004e86ffSlogin             children: BTreeMap::new(),
184004e86ffSlogin             fs: Arc::downgrade(&fs),
185004e86ffSlogin             inode_type: inode_type,
186004e86ffSlogin             metadata: Metadata {
187004e86ffSlogin                 dev_id: 0,
188004e86ffSlogin                 inode_id: generate_inode_id(),
189004e86ffSlogin                 size: 0,
190004e86ffSlogin                 blk_size: fs.bpb.bytes_per_sector as usize,
191004e86ffSlogin                 blocks: if let FATType::FAT32(_) = fs.bpb.fat_type {
192004e86ffSlogin                     fs.bpb.total_sectors_32 as usize
193004e86ffSlogin                 } else {
194004e86ffSlogin                     fs.bpb.total_sectors_16 as usize
195004e86ffSlogin                 },
196004e86ffSlogin                 atime: TimeSpec::default(),
197004e86ffSlogin                 mtime: TimeSpec::default(),
198004e86ffSlogin                 ctime: TimeSpec::default(),
199004e86ffSlogin                 file_type: file_type,
2006b4e7a29SLoGin                 mode: ModeType::from_bits_truncate(0o777),
201004e86ffSlogin                 nlinks: 1,
202004e86ffSlogin                 uid: 0,
203004e86ffSlogin                 gid: 0,
204004e86ffSlogin                 raw_dev: 0,
205004e86ffSlogin             },
2062dbef785SGnoCiYeH             special_node: None,
207004e86ffSlogin         })));
208004e86ffSlogin 
209004e86ffSlogin         inode.0.lock().self_ref = Arc::downgrade(&inode);
210004e86ffSlogin 
211004e86ffSlogin         inode.0.lock().update_metadata();
212004e86ffSlogin 
213004e86ffSlogin         return inode;
214004e86ffSlogin     }
215004e86ffSlogin }
216004e86ffSlogin 
217004e86ffSlogin /// FsInfo结构体(内存中的一份拷贝,当卸载卷或者sync的时候,把它写入磁盘)
218004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
219004e86ffSlogin pub struct FATFsInfo {
220004e86ffSlogin     /// Lead Signature - must equal 0x41615252
221004e86ffSlogin     lead_sig: u32,
222004e86ffSlogin     /// Value must equal 0x61417272
223004e86ffSlogin     struc_sig: u32,
224004e86ffSlogin     /// 空闲簇数目
225004e86ffSlogin     free_count: u32,
226004e86ffSlogin     /// 第一个空闲簇的位置(不一定准确,仅供加速查找)
227004e86ffSlogin     next_free: u32,
228004e86ffSlogin     /// 0xAA550000
229004e86ffSlogin     trail_sig: u32,
230004e86ffSlogin     /// Dirty flag to flush to disk
231004e86ffSlogin     dirty: bool,
232004e86ffSlogin     /// FsInfo Structure 在磁盘上的字节偏移量
233004e86ffSlogin     /// Not present for FAT12 and FAT16
234004e86ffSlogin     offset: Option<u64>,
235004e86ffSlogin }
236004e86ffSlogin 
237004e86ffSlogin impl FileSystem for FATFileSystem {
238004e86ffSlogin     fn root_inode(&self) -> Arc<dyn crate::filesystem::vfs::IndexNode> {
239004e86ffSlogin         return self.root_inode.clone();
240004e86ffSlogin     }
241004e86ffSlogin 
242004e86ffSlogin     fn info(&self) -> crate::filesystem::vfs::FsInfo {
243004e86ffSlogin         todo!()
244004e86ffSlogin     }
245004e86ffSlogin 
246004e86ffSlogin     /// @brief 本函数用于实现动态转换。
247004e86ffSlogin     /// 具体的文件系统在实现本函数时,最简单的方式就是:直接返回self
248004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn Any {
249004e86ffSlogin         self
250004e86ffSlogin     }
251004e86ffSlogin }
252004e86ffSlogin 
253004e86ffSlogin impl FATFileSystem {
2542286eda6SWaferJay     /// FAT12允许的最大簇号
2552286eda6SWaferJay     pub const FAT12_MAX_CLUSTER: u32 = 0xFF5;
2562286eda6SWaferJay     /// FAT16允许的最大簇号
2572286eda6SWaferJay     pub const FAT16_MAX_CLUSTER: u32 = 0xFFF5;
2582286eda6SWaferJay     /// FAT32允许的最大簇号
2592286eda6SWaferJay     pub const FAT32_MAX_CLUSTER: u32 = 0x0FFFFFF7;
2602286eda6SWaferJay 
261676b8ef6SMork     pub fn new(partition: Arc<Partition>) -> Result<Arc<FATFileSystem>, SystemError> {
262004e86ffSlogin         let bpb = BiosParameterBlock::new(partition.clone())?;
263004e86ffSlogin 
264004e86ffSlogin         // 从磁盘上读取FAT32文件系统的FsInfo结构体
265004e86ffSlogin         let fs_info: FATFsInfo = match bpb.fat_type {
266004e86ffSlogin             FATType::FAT32(bpb32) => {
267004e86ffSlogin                 let fs_info_in_disk_bytes_offset = partition.lba_start * LBA_SIZE as u64
268004e86ffSlogin                     + bpb32.fs_info as u64 * bpb.bytes_per_sector as u64;
269004e86ffSlogin                 FATFsInfo::new(
270004e86ffSlogin                     partition.clone(),
271004e86ffSlogin                     fs_info_in_disk_bytes_offset,
272004e86ffSlogin                     bpb.bytes_per_sector as usize,
273004e86ffSlogin                 )?
274004e86ffSlogin             }
275004e86ffSlogin             _ => FATFsInfo::default(),
276004e86ffSlogin         };
277004e86ffSlogin 
278004e86ffSlogin         // 根目录项占用的扇区数(向上取整)
279004e86ffSlogin         let root_dir_sectors: u64 = ((bpb.root_entries_cnt as u64 * 32)
280004e86ffSlogin             + (bpb.bytes_per_sector as u64 - 1))
281004e86ffSlogin             / (bpb.bytes_per_sector as u64);
282004e86ffSlogin 
283004e86ffSlogin         // FAT表大小(单位:扇区)
284004e86ffSlogin         let fat_size = if bpb.fat_size_16 != 0 {
285004e86ffSlogin             bpb.fat_size_16 as u64
286004e86ffSlogin         } else {
287004e86ffSlogin             match bpb.fat_type {
288004e86ffSlogin                 FATType::FAT32(x) => x.fat_size_32 as u64,
289004e86ffSlogin                 _ => {
290004e86ffSlogin                     kerror!("FAT12 and FAT16 volumes should have non-zero BPB_FATSz16");
291676b8ef6SMork                     return Err(SystemError::EINVAL);
292004e86ffSlogin                 }
293004e86ffSlogin             }
294004e86ffSlogin         };
295004e86ffSlogin 
296004e86ffSlogin         let first_data_sector =
297004e86ffSlogin             bpb.rsvd_sec_cnt as u64 + (bpb.num_fats as u64 * fat_size) + root_dir_sectors;
298004e86ffSlogin 
299004e86ffSlogin         // 创建文件系统的根节点
300004e86ffSlogin         let root_inode: Arc<LockedFATInode> = Arc::new(LockedFATInode(SpinLock::new(FATInode {
301004e86ffSlogin             parent: Weak::default(),
302004e86ffSlogin             self_ref: Weak::default(),
303004e86ffSlogin             children: BTreeMap::new(),
304004e86ffSlogin             fs: Weak::default(),
305004e86ffSlogin             inode_type: FATDirEntry::UnInit,
306004e86ffSlogin             metadata: Metadata {
307004e86ffSlogin                 dev_id: 0,
308004e86ffSlogin                 inode_id: generate_inode_id(),
309004e86ffSlogin                 size: 0,
310004e86ffSlogin                 blk_size: bpb.bytes_per_sector as usize,
311004e86ffSlogin                 blocks: if let FATType::FAT32(_) = bpb.fat_type {
312004e86ffSlogin                     bpb.total_sectors_32 as usize
313004e86ffSlogin                 } else {
314004e86ffSlogin                     bpb.total_sectors_16 as usize
315004e86ffSlogin                 },
316004e86ffSlogin                 atime: TimeSpec::default(),
317004e86ffSlogin                 mtime: TimeSpec::default(),
318004e86ffSlogin                 ctime: TimeSpec::default(),
319004e86ffSlogin                 file_type: FileType::Dir,
3206b4e7a29SLoGin                 mode: ModeType::from_bits_truncate(0o777),
321004e86ffSlogin                 nlinks: 1,
322004e86ffSlogin                 uid: 0,
323004e86ffSlogin                 gid: 0,
324004e86ffSlogin                 raw_dev: 0,
325004e86ffSlogin             },
3262dbef785SGnoCiYeH             special_node: None,
327004e86ffSlogin         })));
328004e86ffSlogin 
329004e86ffSlogin         let result: Arc<FATFileSystem> = Arc::new(FATFileSystem {
330004e86ffSlogin             partition: partition,
331004e86ffSlogin             bpb,
332004e86ffSlogin             first_data_sector,
333004e86ffSlogin             fs_info: Arc::new(LockedFATFsInfo::new(fs_info)),
334004e86ffSlogin             root_inode: root_inode,
335004e86ffSlogin         });
336004e86ffSlogin 
337004e86ffSlogin         // 对root inode加锁,并继续完成初始化工作
338004e86ffSlogin         let mut root_guard: SpinLockGuard<FATInode> = result.root_inode.0.lock();
339004e86ffSlogin         root_guard.inode_type = FATDirEntry::Dir(result.root_dir());
340004e86ffSlogin         root_guard.parent = Arc::downgrade(&result.root_inode);
341004e86ffSlogin         root_guard.self_ref = Arc::downgrade(&result.root_inode);
342004e86ffSlogin         root_guard.fs = Arc::downgrade(&result);
343004e86ffSlogin         // 释放锁
344004e86ffSlogin         drop(root_guard);
345004e86ffSlogin 
346004e86ffSlogin         return Ok(result);
347004e86ffSlogin     }
348004e86ffSlogin 
349004e86ffSlogin     /// @brief 计算每个簇有多少个字节
350004e86ffSlogin     #[inline]
351004e86ffSlogin     pub fn bytes_per_cluster(&self) -> u64 {
352004e86ffSlogin         return (self.bpb.bytes_per_sector as u64) * (self.bpb.sector_per_cluster as u64);
353004e86ffSlogin     }
354004e86ffSlogin 
355004e86ffSlogin     /// @brief 读取当前簇在FAT表中存储的信息
356004e86ffSlogin     ///
357004e86ffSlogin     /// @param cluster 当前簇
358004e86ffSlogin     ///
359004e86ffSlogin     /// @return Ok(FATEntry) 当前簇在FAT表中,存储的信息。(详情见FATEntry的注释)
360676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 错误码
361676b8ef6SMork     pub fn get_fat_entry(&self, cluster: Cluster) -> Result<FATEntry, SystemError> {
362004e86ffSlogin         let current_cluster = cluster.cluster_num;
3636d81180bSLoGin         if current_cluster < 2 {
3646d81180bSLoGin             // 0号簇和1号簇是保留簇,不允许用户使用
3656d81180bSLoGin             return Err(SystemError::EINVAL);
3666d81180bSLoGin         }
367004e86ffSlogin 
368004e86ffSlogin         let fat_type: FATType = self.bpb.fat_type;
369004e86ffSlogin         // 获取FAT表的起始扇区(相对分区起始扇区的偏移量)
370004e86ffSlogin         let fat_start_sector = self.fat_start_sector();
371004e86ffSlogin         let bytes_per_sec = self.bpb.bytes_per_sector as u64;
372004e86ffSlogin 
373004e86ffSlogin         // cluster对应的FAT表项在分区内的字节偏移量
374004e86ffSlogin         let fat_bytes_offset =
375004e86ffSlogin             fat_type.get_fat_bytes_offset(cluster, fat_start_sector, bytes_per_sec);
376004e86ffSlogin 
377004e86ffSlogin         // FAT表项所在的LBA地址
378004e86ffSlogin         // let fat_ent_lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_bytes_offset));
379004e86ffSlogin         let fat_ent_lba = self.partition.lba_start + fat_bytes_offset / LBA_SIZE as u64;
380004e86ffSlogin 
381004e86ffSlogin         // FAT表项在逻辑块内的字节偏移量
382004e86ffSlogin         let blk_offset = self.get_in_block_offset(fat_bytes_offset);
383004e86ffSlogin 
384004e86ffSlogin         let mut v = Vec::<u8>::new();
385004e86ffSlogin         v.resize(self.bpb.bytes_per_sector as usize, 0);
386004e86ffSlogin         self.partition
387004e86ffSlogin             .disk()
388004e86ffSlogin             .read_at(fat_ent_lba as usize, 1 * self.lba_per_sector(), &mut v)?;
389004e86ffSlogin 
390004e86ffSlogin         let mut cursor = VecCursor::new(v);
391004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(blk_offset as i64))?;
392004e86ffSlogin 
393004e86ffSlogin         let res: FATEntry = match self.bpb.fat_type {
394004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
395004e86ffSlogin                 let mut entry = cursor.read_u16()?;
396004e86ffSlogin                 // 由于FAT12文件系统的FAT表,每个entry占用1.5字节,因此奇数的簇需要取高12位的值。
397004e86ffSlogin                 if (current_cluster & 1) > 0 {
398004e86ffSlogin                     entry >>= 4;
399004e86ffSlogin                 } else {
400004e86ffSlogin                     entry &= 0x0fff;
401004e86ffSlogin                 }
402004e86ffSlogin 
403004e86ffSlogin                 if entry == 0 {
404004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused
405004e86ffSlogin                 } else if entry == 0x0ff7 {
406004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad
407004e86ffSlogin                 } else if entry >= 0x0ff8 {
408004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain
409004e86ffSlogin                 } else {
410004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(Cluster {
411004e86ffSlogin                         cluster_num: entry as u64,
412004e86ffSlogin                         parent_cluster: current_cluster,
413004e86ffSlogin                     })
414004e86ffSlogin                 }
415004e86ffSlogin             }
416004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
417004e86ffSlogin                 let entry = cursor.read_u16()?;
418004e86ffSlogin 
419004e86ffSlogin                 if entry == 0 {
420004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused
421004e86ffSlogin                 } else if entry == 0xfff7 {
422004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad
423004e86ffSlogin                 } else if entry >= 0xfff8 {
424004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain
425004e86ffSlogin                 } else {
426004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(Cluster {
427004e86ffSlogin                         cluster_num: entry as u64,
428004e86ffSlogin                         parent_cluster: current_cluster,
429004e86ffSlogin                     })
430004e86ffSlogin                 }
431004e86ffSlogin             }
432004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
433004e86ffSlogin                 let entry = cursor.read_u32()? & 0x0fffffff;
434004e86ffSlogin 
435004e86ffSlogin                 match entry {
436004e86ffSlogin                     _n if (current_cluster >= 0x0ffffff7 && current_cluster <= 0x0fffffff) => {
437004e86ffSlogin                         // 当前簇号不是一个能被获得的簇(可能是文件系统出错了)
438004e86ffSlogin                         kerror!("FAT32 get fat entry: current cluster number [{}] is not an allocatable cluster number.", current_cluster);
439004e86ffSlogin                         FATEntry::Bad
440004e86ffSlogin                     }
441004e86ffSlogin                     0 => FATEntry::Unused,
442004e86ffSlogin                     0x0ffffff7 => FATEntry::Bad,
443004e86ffSlogin                     0x0ffffff8..=0x0fffffff => FATEntry::EndOfChain,
444004e86ffSlogin                     _n => FATEntry::Next(Cluster {
445004e86ffSlogin                         cluster_num: entry as u64,
446004e86ffSlogin                         parent_cluster: current_cluster,
447004e86ffSlogin                     }),
448004e86ffSlogin                 }
449004e86ffSlogin             }
450004e86ffSlogin         };
451004e86ffSlogin         return Ok(res);
452004e86ffSlogin     }
453004e86ffSlogin 
454004e86ffSlogin     /// @brief 读取当前簇在FAT表中存储的信息(直接返回读取到的值,而不加处理)
455004e86ffSlogin     ///
456004e86ffSlogin     /// @param cluster 当前簇
457004e86ffSlogin     ///
458004e86ffSlogin     /// @return Ok(u64) 当前簇在FAT表中,存储的信息。
459676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 错误码
460676b8ef6SMork     pub fn get_fat_entry_raw(&self, cluster: Cluster) -> Result<u64, SystemError> {
461004e86ffSlogin         let current_cluster = cluster.cluster_num;
462004e86ffSlogin 
463004e86ffSlogin         let fat_type: FATType = self.bpb.fat_type;
464004e86ffSlogin         // 获取FAT表的起始扇区(相对分区起始扇区的偏移量)
465004e86ffSlogin         let fat_start_sector = self.fat_start_sector();
466004e86ffSlogin         let bytes_per_sec = self.bpb.bytes_per_sector as u64;
467004e86ffSlogin 
468004e86ffSlogin         // cluster对应的FAT表项在分区内的字节偏移量
469004e86ffSlogin         let fat_bytes_offset =
470004e86ffSlogin             fat_type.get_fat_bytes_offset(cluster, fat_start_sector, bytes_per_sec);
471004e86ffSlogin 
472004e86ffSlogin         // FAT表项所在的LBA地址
473004e86ffSlogin         let fat_ent_lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_bytes_offset));
474004e86ffSlogin 
475004e86ffSlogin         // FAT表项在逻辑块内的字节偏移量
476004e86ffSlogin         let blk_offset = self.get_in_block_offset(fat_bytes_offset);
477004e86ffSlogin 
478004e86ffSlogin         let mut v = Vec::<u8>::new();
479004e86ffSlogin         v.resize(self.bpb.bytes_per_sector as usize, 0);
480004e86ffSlogin         self.partition
481004e86ffSlogin             .disk()
482004e86ffSlogin             .read_at(fat_ent_lba, 1 * self.lba_per_sector(), &mut v)?;
483004e86ffSlogin 
484004e86ffSlogin         let mut cursor = VecCursor::new(v);
485004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(blk_offset as i64))?;
486004e86ffSlogin 
487004e86ffSlogin         let res = match self.bpb.fat_type {
488004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
489004e86ffSlogin                 let mut entry = cursor.read_u16()?;
490004e86ffSlogin                 entry = if (current_cluster & 0x0001) > 0 {
491004e86ffSlogin                     entry >> 4
492004e86ffSlogin                 } else {
493004e86ffSlogin                     entry & 0x0fff
494004e86ffSlogin                 };
495004e86ffSlogin                 entry as u64
496004e86ffSlogin             }
497004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
498004e86ffSlogin                 let entry = (cursor.read_u16()?) as u64;
499004e86ffSlogin                 entry
500004e86ffSlogin             }
501004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
502004e86ffSlogin                 let entry = cursor.read_u32()? & 0x0fff_ffff;
503004e86ffSlogin                 entry as u64
504004e86ffSlogin             }
505004e86ffSlogin         };
506004e86ffSlogin 
507004e86ffSlogin         return Ok(res);
508004e86ffSlogin     }
509004e86ffSlogin 
510004e86ffSlogin     /// @brief 获取当前文件系统的root inode,在磁盘上的字节偏移量
511004e86ffSlogin     pub fn root_dir_bytes_offset(&self) -> u64 {
512004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
513004e86ffSlogin             FATType::FAT32(s) => {
514004e86ffSlogin                 let first_sec_cluster: u64 = (s.root_cluster as u64 - 2)
515004e86ffSlogin                     * (self.bpb.sector_per_cluster as u64)
516004e86ffSlogin                     + self.first_data_sector;
517004e86ffSlogin                 return (self.get_lba_from_offset(first_sec_cluster) * LBA_SIZE) as u64;
518004e86ffSlogin             }
519004e86ffSlogin             _ => {
520004e86ffSlogin                 let root_sec = (self.bpb.rsvd_sec_cnt as u64)
521004e86ffSlogin                     + (self.bpb.num_fats as u64) * (self.bpb.fat_size_16 as u64);
522004e86ffSlogin                 return (self.get_lba_from_offset(root_sec) * LBA_SIZE) as u64;
523004e86ffSlogin             }
524004e86ffSlogin         }
525004e86ffSlogin     }
526004e86ffSlogin 
527004e86ffSlogin     /// @brief 获取当前文件系统的根目录项区域的结束位置,在磁盘上的字节偏移量。
528004e86ffSlogin     /// 请注意,当前函数只对FAT12/FAT16生效。对于FAT32,返回None
529004e86ffSlogin     pub fn root_dir_end_bytes_offset(&self) -> Option<u64> {
530004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
531004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) | FATType::FAT16(_) => {
532004e86ffSlogin                 return Some(
533004e86ffSlogin                     self.root_dir_bytes_offset() + (self.bpb.root_entries_cnt as u64) * 32,
534004e86ffSlogin                 );
535004e86ffSlogin             }
536004e86ffSlogin             _ => {
537004e86ffSlogin                 return None;
538004e86ffSlogin             }
539004e86ffSlogin         }
540004e86ffSlogin     }
541004e86ffSlogin 
542004e86ffSlogin     /// @brief 获取簇在磁盘内的字节偏移量(相对磁盘起始位置。注意,不是分区内偏移量)
543004e86ffSlogin     pub fn cluster_bytes_offset(&self, cluster: Cluster) -> u64 {
544004e86ffSlogin         if cluster.cluster_num >= 2 {
545004e86ffSlogin             // 指定簇的第一个扇区号
546004e86ffSlogin             let first_sec_of_cluster = (cluster.cluster_num - 2)
547004e86ffSlogin                 * (self.bpb.sector_per_cluster as u64)
548004e86ffSlogin                 + self.first_data_sector;
549004e86ffSlogin             return (self.get_lba_from_offset(first_sec_of_cluster) * LBA_SIZE) as u64;
550004e86ffSlogin         } else {
551004e86ffSlogin             return 0;
552004e86ffSlogin         }
553004e86ffSlogin     }
554004e86ffSlogin 
555004e86ffSlogin     /// @brief 获取一个空闲簇
556004e86ffSlogin     ///
557004e86ffSlogin     /// @param prev_cluster 簇链的前一个簇。本函数将会把新获取的簇,连接到它的后面。
558004e86ffSlogin     ///
559004e86ffSlogin     /// @return Ok(Cluster) 新获取的空闲簇
560676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 错误码
561676b8ef6SMork     pub fn allocate_cluster(&self, prev_cluster: Option<Cluster>) -> Result<Cluster, SystemError> {
562004e86ffSlogin         let end_cluster: Cluster = self.max_cluster_number();
563004e86ffSlogin         let start_cluster: Cluster = match self.bpb.fat_type {
564004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
565004e86ffSlogin                 let next_free: u64 = match self.fs_info.0.lock().next_free() {
566004e86ffSlogin                     Some(x) => x,
567004e86ffSlogin                     None => 0xffffffff,
568004e86ffSlogin                 };
569004e86ffSlogin                 if next_free < end_cluster.cluster_num {
570004e86ffSlogin                     Cluster::new(next_free)
571004e86ffSlogin                 } else {
572004e86ffSlogin                     Cluster::new(RESERVED_CLUSTERS as u64)
573004e86ffSlogin                 }
574004e86ffSlogin             }
575004e86ffSlogin             _ => Cluster::new(RESERVED_CLUSTERS as u64),
576004e86ffSlogin         };
577004e86ffSlogin 
578004e86ffSlogin         // 寻找一个空的簇
579004e86ffSlogin         let free_cluster: Cluster = match self.get_free_cluster(start_cluster, end_cluster) {
580004e86ffSlogin             Ok(c) => c,
581004e86ffSlogin             Err(_) if start_cluster.cluster_num > RESERVED_CLUSTERS as u64 => {
582004e86ffSlogin                 self.get_free_cluster(Cluster::new(RESERVED_CLUSTERS as u64), end_cluster)?
583004e86ffSlogin             }
584004e86ffSlogin             Err(e) => return Err(e),
585004e86ffSlogin         };
586004e86ffSlogin 
587004e86ffSlogin         self.set_entry(free_cluster, FATEntry::EndOfChain)?;
588004e86ffSlogin         // 减少空闲簇计数
589004e86ffSlogin         self.fs_info.0.lock().update_free_count_delta(-1);
590004e86ffSlogin         // 更新搜索空闲簇的参考量
591004e86ffSlogin         self.fs_info
592004e86ffSlogin             .0
593004e86ffSlogin             .lock()
594004e86ffSlogin             .update_next_free((free_cluster.cluster_num + 1) as u32);
595004e86ffSlogin 
596004e86ffSlogin         // 如果这个空闲簇不是簇链的第一个簇,那么把当前簇跟前一个簇连上。
597004e86ffSlogin         if let Some(prev_cluster) = prev_cluster {
598004e86ffSlogin             // kdebug!("set entry, prev ={prev_cluster:?}, next = {free_cluster:?}");
599004e86ffSlogin             self.set_entry(prev_cluster, FATEntry::Next(free_cluster))?;
600004e86ffSlogin         }
601004e86ffSlogin         // 清空新获取的这个簇
602004e86ffSlogin         self.zero_cluster(free_cluster)?;
603004e86ffSlogin         return Ok(free_cluster);
604004e86ffSlogin     }
605004e86ffSlogin 
606004e86ffSlogin     /// @brief 释放簇链上的所有簇
607004e86ffSlogin     ///
608004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 簇链的第一个簇
609676b8ef6SMork     pub fn deallocate_cluster_chain(&self, start_cluster: Cluster) -> Result<(), SystemError> {
610004e86ffSlogin         let clusters: Vec<Cluster> = self.clusters(start_cluster);
611004e86ffSlogin         for c in clusters {
612004e86ffSlogin             self.deallocate_cluster(c)?;
613004e86ffSlogin         }
614004e86ffSlogin         return Ok(());
615004e86ffSlogin     }
616004e86ffSlogin 
617004e86ffSlogin     /// @brief 释放簇
618004e86ffSlogin     ///
619004e86ffSlogin     /// @param 要释放的簇
620676b8ef6SMork     pub fn deallocate_cluster(&self, cluster: Cluster) -> Result<(), SystemError> {
621004e86ffSlogin         let entry: FATEntry = self.get_fat_entry(cluster)?;
622004e86ffSlogin         // 如果不是坏簇
623004e86ffSlogin         if entry != FATEntry::Bad {
624004e86ffSlogin             self.set_entry(cluster, FATEntry::Unused)?;
625004e86ffSlogin             self.fs_info.0.lock().update_free_count_delta(1);
626004e86ffSlogin             // 安全选项:清空被释放的簇
627004e86ffSlogin             #[cfg(feature = "secure")]
628004e86ffSlogin             self.zero_cluster(cluster)?;
629004e86ffSlogin             return Ok(());
630004e86ffSlogin         } else {
631004e86ffSlogin             // 不能释放坏簇
632004e86ffSlogin             kerror!("Bad clusters cannot be freed.");
633676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EFAULT);
634004e86ffSlogin         }
635004e86ffSlogin     }
636004e86ffSlogin 
637004e86ffSlogin     /// @brief 获取文件系统的根目录项
638004e86ffSlogin     pub fn root_dir(&self) -> FATDir {
639004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
640004e86ffSlogin             FATType::FAT32(s) => {
641004e86ffSlogin                 return FATDir {
642004e86ffSlogin                     first_cluster: Cluster::new(s.root_cluster as u64),
643004e86ffSlogin                     dir_name: String::from("/"),
644004e86ffSlogin                     root_offset: None,
645004e86ffSlogin                     short_dir_entry: None,
646004e86ffSlogin                     loc: None,
647004e86ffSlogin                 };
648004e86ffSlogin             }
649004e86ffSlogin             _ => FATDir {
650004e86ffSlogin                 first_cluster: Cluster::new(0),
651004e86ffSlogin                 dir_name: String::from("/"),
652004e86ffSlogin                 root_offset: Some(self.root_dir_bytes_offset()),
653004e86ffSlogin                 short_dir_entry: None,
654004e86ffSlogin                 loc: None,
655004e86ffSlogin             },
656004e86ffSlogin         }
657004e86ffSlogin     }
658004e86ffSlogin 
659004e86ffSlogin     /// @brief 获取FAT表的起始扇区(相对分区起始扇区的偏移量)
660004e86ffSlogin     pub fn fat_start_sector(&self) -> u64 {
661004e86ffSlogin         let active_fat = self.active_fat();
662004e86ffSlogin         let fat_size = self.fat_size();
663004e86ffSlogin         return self.bpb.rsvd_sec_cnt as u64 + active_fat * fat_size;
664004e86ffSlogin     }
665004e86ffSlogin 
666004e86ffSlogin     /// @brief 获取当前活动的FAT表
667004e86ffSlogin     pub fn active_fat(&self) -> u64 {
668004e86ffSlogin         if self.mirroring_enabled() {
669004e86ffSlogin             return 0;
670004e86ffSlogin         } else {
671004e86ffSlogin             match self.bpb.fat_type {
672004e86ffSlogin                 FATType::FAT32(bpb32) => {
673004e86ffSlogin                     return (bpb32.ext_flags & 0x0f) as u64;
674004e86ffSlogin                 }
675004e86ffSlogin                 _ => {
676004e86ffSlogin                     return 0;
677004e86ffSlogin                 }
678004e86ffSlogin             }
679004e86ffSlogin         }
680004e86ffSlogin     }
681004e86ffSlogin 
682004e86ffSlogin     /// @brief 获取当前文件系统的每个FAT表的大小
683004e86ffSlogin     pub fn fat_size(&self) -> u64 {
684004e86ffSlogin         if self.bpb.fat_size_16 != 0 {
685004e86ffSlogin             return self.bpb.fat_size_16 as u64;
686004e86ffSlogin         } else {
687004e86ffSlogin             match self.bpb.fat_type {
688004e86ffSlogin                 FATType::FAT32(bpb32) => {
689004e86ffSlogin                     return bpb32.fat_size_32 as u64;
690004e86ffSlogin                 }
691004e86ffSlogin 
692004e86ffSlogin                 _ => {
693004e86ffSlogin                     panic!("FAT12 and FAT16 volumes should have non-zero BPB_FATSz16");
694004e86ffSlogin                 }
695004e86ffSlogin             }
696004e86ffSlogin         }
697004e86ffSlogin     }
698004e86ffSlogin 
699004e86ffSlogin     /// @brief 判断当前文件系统是否启用了FAT表镜像
700004e86ffSlogin     pub fn mirroring_enabled(&self) -> bool {
701004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
702004e86ffSlogin             FATType::FAT32(bpb32) => {
703004e86ffSlogin                 return (bpb32.ext_flags & 0x80) == 0;
704004e86ffSlogin             }
705004e86ffSlogin             _ => {
706004e86ffSlogin                 return false;
707004e86ffSlogin             }
708004e86ffSlogin         }
709004e86ffSlogin     }
710004e86ffSlogin 
711004e86ffSlogin     /// @brief 根据分区内的扇区偏移量,获得在磁盘上的LBA地址
712004e86ffSlogin     #[inline]
713004e86ffSlogin     pub fn get_lba_from_offset(&self, in_partition_sec_offset: u64) -> usize {
714004e86ffSlogin         return (self.partition.lba_start
715004e86ffSlogin             + in_partition_sec_offset * (self.bpb.bytes_per_sector as u64 / LBA_SIZE as u64))
716004e86ffSlogin             as usize;
717004e86ffSlogin     }
718004e86ffSlogin 
719004e86ffSlogin     /// @brief 获取每个扇区占用多少个LBA
720004e86ffSlogin     #[inline]
721004e86ffSlogin     pub fn lba_per_sector(&self) -> usize {
722004e86ffSlogin         return self.bpb.bytes_per_sector as usize / LBA_SIZE;
723004e86ffSlogin     }
724004e86ffSlogin 
725004e86ffSlogin     /// @brief 将分区内字节偏移量转换为扇区偏移量
726004e86ffSlogin     #[inline]
727004e86ffSlogin     pub fn bytes_to_sector(&self, in_partition_bytes_offset: u64) -> u64 {
728004e86ffSlogin         return in_partition_bytes_offset / (self.bpb.bytes_per_sector as u64);
729004e86ffSlogin     }
730004e86ffSlogin 
731004e86ffSlogin     /// @brief 根据磁盘上的字节偏移量,获取对应位置在分区内的字节偏移量
732004e86ffSlogin     #[inline]
733004e86ffSlogin     pub fn get_in_partition_bytes_offset(&self, disk_bytes_offset: u64) -> u64 {
734004e86ffSlogin         return disk_bytes_offset - (self.partition.lba_start * LBA_SIZE as u64);
735004e86ffSlogin     }
736004e86ffSlogin 
737004e86ffSlogin     /// @brief 根据字节偏移量计算在逻辑块内的字节偏移量
738004e86ffSlogin     #[inline]
739004e86ffSlogin     pub fn get_in_block_offset(&self, bytes_offset: u64) -> u64 {
740004e86ffSlogin         return bytes_offset % LBA_SIZE as u64;
741004e86ffSlogin     }
742004e86ffSlogin 
743004e86ffSlogin     /// @brief 获取在FAT表中,以start_cluster开头的FAT链的所有簇的信息
744004e86ffSlogin     ///
745004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 整个FAT链的起始簇号
746004e86ffSlogin     pub fn clusters(&self, start_cluster: Cluster) -> Vec<Cluster> {
747004e86ffSlogin         return self.cluster_iter(start_cluster).collect();
748004e86ffSlogin     }
749004e86ffSlogin 
750004e86ffSlogin     /// @brief 获取在FAT表中,以start_cluster开头的FAT链的长度(总计经过多少个簇)
751004e86ffSlogin     ///
752004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 整个FAT链的起始簇号
753004e86ffSlogin     pub fn num_clusters_chain(&self, start_cluster: Cluster) -> u64 {
754004e86ffSlogin         return self
755004e86ffSlogin             .cluster_iter(start_cluster)
756004e86ffSlogin             .fold(0, |size, _cluster| size + 1);
757004e86ffSlogin     }
758004e86ffSlogin     /// @brief 获取一个簇迭代器对象
759004e86ffSlogin     ///
760004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 整个FAT链的起始簇号
761004e86ffSlogin     fn cluster_iter(&self, start_cluster: Cluster) -> ClusterIter {
762004e86ffSlogin         return ClusterIter {
763004e86ffSlogin             current_cluster: Some(start_cluster),
764004e86ffSlogin             fs: self,
765004e86ffSlogin         };
766004e86ffSlogin     }
767004e86ffSlogin 
768004e86ffSlogin     /// @brief 获取从start_cluster开始的簇链中,第n个簇的信息。(请注意,下标从0开始)
769004e86ffSlogin     #[inline]
770004e86ffSlogin     pub fn get_cluster_by_relative(&self, start_cluster: Cluster, n: usize) -> Option<Cluster> {
771004e86ffSlogin         return self.cluster_iter(start_cluster).skip(n).next();
772004e86ffSlogin     }
773004e86ffSlogin 
774004e86ffSlogin     /// @brief 获取整个簇链的最后一个簇
775004e86ffSlogin     #[inline]
776004e86ffSlogin     pub fn get_last_cluster(&self, start_cluster: Cluster) -> Option<Cluster> {
777004e86ffSlogin         return self.cluster_iter(start_cluster).last();
778004e86ffSlogin     }
779004e86ffSlogin 
780004e86ffSlogin     /// @brief 判断FAT文件系统的shut bit是否正常。
781004e86ffSlogin     /// shut bit 表示文件系统是否正常卸载。如果这一位是1,则表示这个卷是“干净的”
782004e86ffSlogin     /// 参考资料:https://thestarman.pcministry.com/DOS/DirtyShutdownFlag.html
783004e86ffSlogin     ///
784004e86ffSlogin     /// @return Ok(true) 正常
785004e86ffSlogin     /// @return Ok(false) 不正常
786676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 在判断时发生错误
787676b8ef6SMork     pub fn is_shut_bit_ok(&mut self) -> Result<bool, SystemError> {
788004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
789004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
790004e86ffSlogin                 // 对于FAT32, error bit位于第一个扇区的第8字节。
791004e86ffSlogin                 let bit = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? & 0x0800_0000;
792004e86ffSlogin                 return Ok(bit > 0);
793004e86ffSlogin             }
794004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
795004e86ffSlogin                 let bit = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? & 0x8000;
796004e86ffSlogin                 return Ok(bit > 0);
797004e86ffSlogin             }
798004e86ffSlogin             _ => return Ok(true),
799004e86ffSlogin         }
800004e86ffSlogin     }
801004e86ffSlogin 
802004e86ffSlogin     /// @brief 判断FAT文件系统的hard error bit是否正常。
803004e86ffSlogin     /// 如果此位为0,则文件系统驱动程序在上次安装卷时遇到磁盘 I/O 错误,这表明
804004e86ffSlogin     /// 卷上的某些扇区可能已损坏。
805004e86ffSlogin     /// 参考资料:https://thestarman.pcministry.com/DOS/DirtyShutdownFlag.html
806004e86ffSlogin     ///
807004e86ffSlogin     /// @return Ok(true) 正常
808004e86ffSlogin     /// @return Ok(false) 不正常
809676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 在判断时发生错误
810676b8ef6SMork     pub fn is_hard_error_bit_ok(&mut self) -> Result<bool, SystemError> {
811004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
812004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
813004e86ffSlogin                 let bit = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? & 0x0400_0000;
814004e86ffSlogin                 return Ok(bit > 0);
815004e86ffSlogin             }
816004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
817004e86ffSlogin                 let bit = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? & 0x4000;
818004e86ffSlogin                 return Ok(bit > 0);
819004e86ffSlogin             }
820004e86ffSlogin             _ => return Ok(true),
821004e86ffSlogin         }
822004e86ffSlogin     }
823004e86ffSlogin 
824004e86ffSlogin     /// @brief 设置文件系统的shut bit为正常状态
825004e86ffSlogin     /// 参考资料:https://thestarman.pcministry.com/DOS/DirtyShutdownFlag.html
826004e86ffSlogin     ///
827004e86ffSlogin     /// @return Ok(()) 设置成功
828676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 在设置过程中,出现错误
829676b8ef6SMork     pub fn set_shut_bit_ok(&mut self) -> Result<(), SystemError> {
830004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
831004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
832004e86ffSlogin                 let raw_entry = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? | 0x0800_0000;
833004e86ffSlogin                 self.set_entry(Cluster::new(1), FATEntry::Next(Cluster::new(raw_entry)))?;
834004e86ffSlogin 
835004e86ffSlogin                 return Ok(());
836004e86ffSlogin             }
837004e86ffSlogin 
838004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
839004e86ffSlogin                 let raw_entry = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? | 0x8000;
840004e86ffSlogin                 self.set_entry(Cluster::new(1), FATEntry::Next(Cluster::new(raw_entry)))?;
841004e86ffSlogin                 return Ok(());
842004e86ffSlogin             }
843004e86ffSlogin             _ => return Ok(()),
844004e86ffSlogin         }
845004e86ffSlogin     }
846004e86ffSlogin 
847004e86ffSlogin     /// @brief 设置文件系统的hard error bit为正常状态
848004e86ffSlogin     /// 参考资料:https://thestarman.pcministry.com/DOS/DirtyShutdownFlag.html
849004e86ffSlogin     ///
850004e86ffSlogin     /// @return Ok(()) 设置成功
851676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 在设置过程中,出现错误
852676b8ef6SMork     pub fn set_hard_error_bit_ok(&mut self) -> Result<(), SystemError> {
853004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
854004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
855004e86ffSlogin                 let raw_entry = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? | 0x0400_0000;
856004e86ffSlogin                 self.set_entry(Cluster::new(1), FATEntry::Next(Cluster::new(raw_entry)))?;
857004e86ffSlogin                 return Ok(());
858004e86ffSlogin             }
859004e86ffSlogin 
860004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
861004e86ffSlogin                 let raw_entry = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? | 0x4000;
862004e86ffSlogin                 self.set_entry(Cluster::new(1), FATEntry::Next(Cluster::new(raw_entry)))?;
863004e86ffSlogin                 return Ok(());
864004e86ffSlogin             }
865004e86ffSlogin             _ => return Ok(()),
866004e86ffSlogin         }
867004e86ffSlogin     }
868004e86ffSlogin 
869004e86ffSlogin     /// @brief 执行文件系统卸载前的一些准备工作:设置好对应的标志位,并把缓存中的数据刷入磁盘
870676b8ef6SMork     pub fn umount(&mut self) -> Result<(), SystemError> {
871004e86ffSlogin         self.fs_info.0.lock().flush(&self.partition)?;
872004e86ffSlogin 
873004e86ffSlogin         self.set_shut_bit_ok()?;
874004e86ffSlogin 
875004e86ffSlogin         self.set_hard_error_bit_ok()?;
876004e86ffSlogin 
877004e86ffSlogin         self.partition.disk().sync()?;
878004e86ffSlogin 
879004e86ffSlogin         return Ok(());
880004e86ffSlogin     }
881004e86ffSlogin 
882004e86ffSlogin     /// @brief 获取文件系统的最大簇号
883004e86ffSlogin     pub fn max_cluster_number(&self) -> Cluster {
884004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
885004e86ffSlogin             FATType::FAT32(s) => {
886004e86ffSlogin                 // FAT32
887004e86ffSlogin 
888004e86ffSlogin                 // 数据扇区数量(总扇区数-保留扇区-FAT占用的扇区)
889004e86ffSlogin                 let data_sec: u64 = self.bpb.total_sectors_32 as u64
890004e86ffSlogin                     - (self.bpb.rsvd_sec_cnt as u64
891004e86ffSlogin                         + self.bpb.num_fats as u64 * s.fat_size_32 as u64);
892004e86ffSlogin 
893004e86ffSlogin                 // 数据区的簇数量
894004e86ffSlogin                 let total_clusters: u64 = data_sec / self.bpb.sector_per_cluster as u64;
895004e86ffSlogin 
896004e86ffSlogin                 // 返回最大的簇号
897004e86ffSlogin                 return Cluster::new(total_clusters + RESERVED_CLUSTERS as u64 - 1);
898004e86ffSlogin             }
899004e86ffSlogin 
900004e86ffSlogin             _ => {
901004e86ffSlogin                 // FAT12 / FAT16
902004e86ffSlogin                 let root_dir_sectors: u64 = (((self.bpb.root_entries_cnt as u64) * 32)
903004e86ffSlogin                     + self.bpb.bytes_per_sector as u64
904004e86ffSlogin                     - 1)
905004e86ffSlogin                     / self.bpb.bytes_per_sector as u64;
906004e86ffSlogin                 // 数据区扇区数
907004e86ffSlogin                 let data_sec: u64 = self.bpb.total_sectors_16 as u64
908004e86ffSlogin                     - (self.bpb.rsvd_sec_cnt as u64
909004e86ffSlogin                         + (self.bpb.num_fats as u64 * self.bpb.fat_size_16 as u64)
910004e86ffSlogin                         + root_dir_sectors);
911004e86ffSlogin                 let total_clusters = data_sec / self.bpb.sector_per_cluster as u64;
912004e86ffSlogin                 return Cluster::new(total_clusters + RESERVED_CLUSTERS as u64 - 1);
913004e86ffSlogin             }
914004e86ffSlogin         }
915004e86ffSlogin     }
916004e86ffSlogin 
917004e86ffSlogin     /// @brief 在文件系统中寻找一个簇号在给定的范围(左闭右开区间)内的空闲簇
918004e86ffSlogin     ///
919004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 起始簇号
920004e86ffSlogin     /// @param end_cluster 终止簇号(不包含)
921004e86ffSlogin     ///
922004e86ffSlogin     /// @return Ok(Cluster) 寻找到的空闲簇
923676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 错误码。如果磁盘无剩余空间,或者簇号达到给定的最大值,则返回-ENOSPC.
924004e86ffSlogin     pub fn get_free_cluster(
925004e86ffSlogin         &self,
926004e86ffSlogin         start_cluster: Cluster,
927004e86ffSlogin         end_cluster: Cluster,
928676b8ef6SMork     ) -> Result<Cluster, SystemError> {
929004e86ffSlogin         let max_cluster: Cluster = self.max_cluster_number();
930004e86ffSlogin         let mut cluster: u64 = start_cluster.cluster_num;
931004e86ffSlogin 
932004e86ffSlogin         let fat_type: FATType = self.bpb.fat_type;
933004e86ffSlogin         let fat_start_sector: u64 = self.fat_start_sector();
934004e86ffSlogin         let bytes_per_sec: u64 = self.bpb.bytes_per_sector as u64;
935004e86ffSlogin 
936004e86ffSlogin         match fat_type {
937004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
938004e86ffSlogin                 let part_bytes_offset: u64 =
939004e86ffSlogin                     fat_type.get_fat_bytes_offset(start_cluster, fat_start_sector, bytes_per_sec);
940004e86ffSlogin                 let in_block_offset = self.get_in_block_offset(part_bytes_offset);
941004e86ffSlogin 
942004e86ffSlogin                 let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(part_bytes_offset));
943004e86ffSlogin 
944004e86ffSlogin                 // 由于FAT12的FAT表不大于6K,因此直接读取6K
945004e86ffSlogin                 let num_lba = (6 * 1024) / LBA_SIZE;
946004e86ffSlogin                 let mut v: Vec<u8> = Vec::new();
947004e86ffSlogin                 v.resize(num_lba * LBA_SIZE, 0);
948004e86ffSlogin                 self.partition.disk().read_at(lba, num_lba, &mut v)?;
949004e86ffSlogin 
950004e86ffSlogin                 let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
951004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
952004e86ffSlogin 
953004e86ffSlogin                 let mut packed_val: u16 = cursor.read_u16()?;
954004e86ffSlogin                 loop {
955004e86ffSlogin                     let val = if (cluster & 0x1) > 0 {
956004e86ffSlogin                         packed_val >> 4
957004e86ffSlogin                     } else {
958004e86ffSlogin                         packed_val & 0x0fff
959004e86ffSlogin                     };
960004e86ffSlogin                     if val == 0 {
961004e86ffSlogin                         return Ok(Cluster::new(cluster as u64));
962004e86ffSlogin                     }
963004e86ffSlogin 
964004e86ffSlogin                     cluster += 1;
965004e86ffSlogin 
966004e86ffSlogin                     // 磁盘无剩余空间,或者簇号达到给定的最大值
967004e86ffSlogin                     if cluster == end_cluster.cluster_num || cluster == max_cluster.cluster_num {
968676b8ef6SMork                         return Err(SystemError::ENOSPC);
969004e86ffSlogin                     }
970004e86ffSlogin 
971004e86ffSlogin                     packed_val = match cluster & 1 {
972004e86ffSlogin                         0 => cursor.read_u16()?,
973004e86ffSlogin                         _ => {
974004e86ffSlogin                             let next_byte = cursor.read_u8()? as u16;
975004e86ffSlogin                             (packed_val >> 8) | (next_byte << 8)
976004e86ffSlogin                         }
977004e86ffSlogin                     };
978004e86ffSlogin                 }
979004e86ffSlogin             }
980004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
981004e86ffSlogin                 // todo: 优化这里,减少读取磁盘的次数。
982004e86ffSlogin                 while cluster < end_cluster.cluster_num && cluster < max_cluster.cluster_num {
983004e86ffSlogin                     let part_bytes_offset: u64 = fat_type.get_fat_bytes_offset(
984004e86ffSlogin                         Cluster::new(cluster),
985004e86ffSlogin                         fat_start_sector,
986004e86ffSlogin                         bytes_per_sec,
987004e86ffSlogin                     );
988004e86ffSlogin                     let in_block_offset = self.get_in_block_offset(part_bytes_offset);
989004e86ffSlogin 
990004e86ffSlogin                     let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(part_bytes_offset));
991004e86ffSlogin 
992004e86ffSlogin                     let mut v: Vec<u8> = Vec::new();
993004e86ffSlogin                     v.resize(self.lba_per_sector() * LBA_SIZE, 0);
994004e86ffSlogin                     self.partition
995004e86ffSlogin                         .disk()
996004e86ffSlogin                         .read_at(lba, self.lba_per_sector(), &mut v)?;
997004e86ffSlogin 
998004e86ffSlogin                     let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
999004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1000004e86ffSlogin 
1001004e86ffSlogin                     let val = cursor.read_u16()?;
1002004e86ffSlogin                     // 找到空闲簇
1003004e86ffSlogin                     if val == 0 {
1004004e86ffSlogin                         return Ok(Cluster::new(val as u64));
1005004e86ffSlogin                     }
1006004e86ffSlogin                     cluster += 1;
1007004e86ffSlogin                 }
1008004e86ffSlogin 
1009004e86ffSlogin                 // 磁盘无剩余空间,或者簇号达到给定的最大值
1010676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOSPC);
1011004e86ffSlogin             }
1012004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
1013004e86ffSlogin                 // todo: 优化这里,减少读取磁盘的次数。
1014004e86ffSlogin                 while cluster < end_cluster.cluster_num && cluster < max_cluster.cluster_num {
1015004e86ffSlogin                     let part_bytes_offset: u64 = fat_type.get_fat_bytes_offset(
1016004e86ffSlogin                         Cluster::new(cluster),
1017004e86ffSlogin                         fat_start_sector,
1018004e86ffSlogin                         bytes_per_sec,
1019004e86ffSlogin                     );
1020004e86ffSlogin                     let in_block_offset = self.get_in_block_offset(part_bytes_offset);
1021004e86ffSlogin 
1022004e86ffSlogin                     let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(part_bytes_offset));
1023004e86ffSlogin 
1024004e86ffSlogin                     let mut v: Vec<u8> = Vec::new();
1025004e86ffSlogin                     v.resize(self.lba_per_sector() * LBA_SIZE, 0);
1026004e86ffSlogin                     self.partition
1027004e86ffSlogin                         .disk()
1028004e86ffSlogin                         .read_at(lba, self.lba_per_sector(), &mut v)?;
1029004e86ffSlogin 
1030004e86ffSlogin                     let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1031004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1032004e86ffSlogin 
1033004e86ffSlogin                     let val = cursor.read_u32()? & 0x0fffffff;
1034004e86ffSlogin 
1035004e86ffSlogin                     if val == 0 {
1036004e86ffSlogin                         return Ok(Cluster::new(cluster));
1037004e86ffSlogin                     }
1038004e86ffSlogin                     cluster += 1;
1039004e86ffSlogin                 }
1040004e86ffSlogin 
1041004e86ffSlogin                 // 磁盘无剩余空间,或者簇号达到给定的最大值
1042676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOSPC);
1043004e86ffSlogin             }
1044004e86ffSlogin         }
1045004e86ffSlogin     }
1046004e86ffSlogin 
1047004e86ffSlogin     /// @brief 在FAT表中,设置指定的簇的信息。
1048004e86ffSlogin     ///
1049004e86ffSlogin     /// @param cluster 目标簇
1050004e86ffSlogin     /// @param fat_entry 这个簇在FAT表中,存储的信息(下一个簇的簇号)
1051676b8ef6SMork     pub fn set_entry(&self, cluster: Cluster, fat_entry: FATEntry) -> Result<(), SystemError> {
1052004e86ffSlogin         // fat表项在分区上的字节偏移量
1053004e86ffSlogin         let fat_part_bytes_offset: u64 = self.bpb.fat_type.get_fat_bytes_offset(
1054004e86ffSlogin             cluster,
1055004e86ffSlogin             self.fat_start_sector(),
1056004e86ffSlogin             self.bpb.bytes_per_sector as u64,
1057004e86ffSlogin         );
1058004e86ffSlogin 
1059004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
1060004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
1061004e86ffSlogin                 // 计算要写入的值
1062004e86ffSlogin                 let raw_val: u16 = match fat_entry {
1063004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused => 0,
1064004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad => 0xff7,
1065004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain => 0xfff,
1066004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(c) => c.cluster_num as u16,
1067004e86ffSlogin                 };
1068004e86ffSlogin 
1069004e86ffSlogin                 let in_block_offset = self.get_in_block_offset(fat_part_bytes_offset);
1070004e86ffSlogin 
1071004e86ffSlogin                 let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_part_bytes_offset));
1072004e86ffSlogin 
1073004e86ffSlogin                 let mut v: Vec<u8> = Vec::new();
1074004e86ffSlogin                 v.resize(LBA_SIZE, 0);
1075004e86ffSlogin                 self.partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1076004e86ffSlogin 
1077004e86ffSlogin                 let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1078004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1079004e86ffSlogin 
1080004e86ffSlogin                 let old_val: u16 = cursor.read_u16()?;
1081004e86ffSlogin                 let new_val: u16 = if (cluster.cluster_num & 0x1) > 0 {
1082004e86ffSlogin                     (old_val & 0x000f) | (raw_val << 4)
1083004e86ffSlogin                 } else {
1084004e86ffSlogin                     (old_val & 0xf000) | raw_val
1085004e86ffSlogin                 };
1086004e86ffSlogin 
1087004e86ffSlogin                 // 写回数据到磁盘上
1088004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1089004e86ffSlogin                 cursor.write_u16(new_val)?;
1090004e86ffSlogin                 self.partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1091004e86ffSlogin                 return Ok(());
1092004e86ffSlogin             }
1093004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
1094004e86ffSlogin                 // 计算要写入的值
1095004e86ffSlogin                 let raw_val: u16 = match fat_entry {
1096004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused => 0,
1097004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad => 0xfff7,
1098004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain => 0xfdff,
1099004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(c) => c.cluster_num as u16,
1100004e86ffSlogin                 };
1101004e86ffSlogin 
1102004e86ffSlogin                 let in_block_offset = self.get_in_block_offset(fat_part_bytes_offset);
1103004e86ffSlogin 
1104004e86ffSlogin                 let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_part_bytes_offset));
1105004e86ffSlogin 
1106004e86ffSlogin                 let mut v: Vec<u8> = Vec::new();
1107004e86ffSlogin                 v.resize(LBA_SIZE, 0);
1108004e86ffSlogin                 self.partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1109004e86ffSlogin 
1110004e86ffSlogin                 let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1111004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1112004e86ffSlogin 
1113004e86ffSlogin                 cursor.write_u16(raw_val)?;
1114004e86ffSlogin                 self.partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1115004e86ffSlogin 
1116004e86ffSlogin                 return Ok(());
1117004e86ffSlogin             }
1118004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
1119004e86ffSlogin                 let fat_size: u64 = self.fat_size();
1120004e86ffSlogin                 let bound: u64 = if self.mirroring_enabled() {
1121004e86ffSlogin                     1
1122004e86ffSlogin                 } else {
1123004e86ffSlogin                     self.bpb.num_fats as u64
1124004e86ffSlogin                 };
1125004e86ffSlogin                 // kdebug!("set entry, bound={bound}, fat_size={fat_size}");
1126004e86ffSlogin                 for i in 0..bound {
1127004e86ffSlogin                     // 当前操作的FAT表在磁盘上的字节偏移量
1128004e86ffSlogin                     let f_offset: u64 = fat_part_bytes_offset + i * fat_size;
1129004e86ffSlogin                     let in_block_offset: u64 = self.get_in_block_offset(f_offset);
1130004e86ffSlogin                     let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(f_offset));
1131004e86ffSlogin 
1132004e86ffSlogin                     // kdebug!("set entry, lba={lba}, in_block_offset={in_block_offset}");
1133004e86ffSlogin                     let mut v: Vec<u8> = Vec::new();
1134004e86ffSlogin                     v.resize(LBA_SIZE, 0);
1135004e86ffSlogin                     self.partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1136004e86ffSlogin 
1137004e86ffSlogin                     let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1138004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1139004e86ffSlogin 
1140004e86ffSlogin                     // FAT32的高4位保留
1141004e86ffSlogin                     let old_bits = cursor.read_u32()? & 0xf0000000;
1142004e86ffSlogin 
1143004e86ffSlogin                     if fat_entry == FATEntry::Unused
1144004e86ffSlogin                         && cluster.cluster_num >= 0x0ffffff7
1145004e86ffSlogin                         && cluster.cluster_num <= 0x0fffffff
1146004e86ffSlogin                     {
1147004e86ffSlogin                         kerror!(
1148004e86ffSlogin                             "FAT32: Reserved Cluster {:?} cannot be marked as free",
1149004e86ffSlogin                             cluster
1150004e86ffSlogin                         );
1151676b8ef6SMork                         return Err(SystemError::EPERM);
1152004e86ffSlogin                     }
1153004e86ffSlogin 
1154004e86ffSlogin                     // 计算要写入的值
1155004e86ffSlogin                     let mut raw_val: u32 = match fat_entry {
1156004e86ffSlogin                         FATEntry::Unused => 0,
1157004e86ffSlogin                         FATEntry::Bad => 0x0FFFFFF7,
1158004e86ffSlogin                         FATEntry::EndOfChain => 0x0FFFFFFF,
1159004e86ffSlogin                         FATEntry::Next(c) => c.cluster_num as u32,
1160004e86ffSlogin                     };
1161004e86ffSlogin 
1162004e86ffSlogin                     // 恢复保留位
1163004e86ffSlogin                     raw_val |= old_bits;
1164004e86ffSlogin 
1165004e86ffSlogin                     // kdebug!("sent entry, raw_val={raw_val}");
1166004e86ffSlogin 
1167004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1168004e86ffSlogin                     cursor.write_u32(raw_val)?;
1169004e86ffSlogin 
1170004e86ffSlogin                     self.partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1171004e86ffSlogin                 }
1172004e86ffSlogin 
1173004e86ffSlogin                 return Ok(());
1174004e86ffSlogin             }
1175004e86ffSlogin         }
1176004e86ffSlogin     }
1177004e86ffSlogin 
1178004e86ffSlogin     /// @brief 清空指定的簇
1179004e86ffSlogin     ///
1180004e86ffSlogin     /// @param cluster 要被清空的簇
1181676b8ef6SMork     pub fn zero_cluster(&self, cluster: Cluster) -> Result<(), SystemError> {
1182004e86ffSlogin         // 准备数据,用于写入
1183004e86ffSlogin         let zeros: Vec<u8> = vec![0u8; self.bytes_per_cluster() as usize];
1184004e86ffSlogin         let offset: usize = self.cluster_bytes_offset(cluster) as usize;
1185004e86ffSlogin         self.partition
1186004e86ffSlogin             .disk()
1187b087521eSChiichen             .write_at_bytes(offset, zeros.len(), zeros.as_slice())?;
1188004e86ffSlogin         return Ok(());
1189004e86ffSlogin     }
1190004e86ffSlogin }
1191004e86ffSlogin 
1192004e86ffSlogin impl Drop for FATFileSystem {
1193004e86ffSlogin     fn drop(&mut self) {
1194004e86ffSlogin         let r = self.umount();
1195004e86ffSlogin         if r.is_err() {
1196004e86ffSlogin             kerror!(
1197676b8ef6SMork                 "Umount FAT filesystem failed: errno={:?}, FS detail:{self:?}",
1198004e86ffSlogin                 r.unwrap_err()
1199004e86ffSlogin             );
1200004e86ffSlogin         }
1201004e86ffSlogin     }
1202004e86ffSlogin }
1203004e86ffSlogin 
1204004e86ffSlogin impl FATFsInfo {
1205004e86ffSlogin     const LEAD_SIG: u32 = 0x41615252;
1206004e86ffSlogin     const STRUC_SIG: u32 = 0x61417272;
1207004e86ffSlogin     const TRAIL_SIG: u32 = 0xAA550000;
1208004e86ffSlogin     const FS_INFO_SIZE: u64 = 512;
1209004e86ffSlogin 
1210004e86ffSlogin     /// @brief 从磁盘上读取FAT文件系统的FSInfo结构体
1211004e86ffSlogin     ///
1212004e86ffSlogin     /// @param partition 磁盘分区
1213004e86ffSlogin     /// @param in_disk_fs_info_offset FSInfo扇区在磁盘内的字节偏移量(单位:字节)
1214004e86ffSlogin     /// @param bytes_per_sec 每扇区字节数
1215004e86ffSlogin     pub fn new(
1216004e86ffSlogin         partition: Arc<Partition>,
1217004e86ffSlogin         in_disk_fs_info_offset: u64,
1218004e86ffSlogin         bytes_per_sec: usize,
1219676b8ef6SMork     ) -> Result<Self, SystemError> {
1220004e86ffSlogin         let mut v = Vec::<u8>::new();
1221004e86ffSlogin         v.resize(bytes_per_sec, 0);
1222004e86ffSlogin 
1223004e86ffSlogin         // 计算fs_info扇区在磁盘上的字节偏移量,从磁盘读取数据
1224004e86ffSlogin         partition
1225004e86ffSlogin             .disk()
1226004e86ffSlogin             .read_at(in_disk_fs_info_offset as usize / LBA_SIZE, 1, &mut v)?;
1227004e86ffSlogin         let mut cursor = VecCursor::new(v);
1228004e86ffSlogin 
1229004e86ffSlogin         let mut fsinfo = FATFsInfo::default();
1230004e86ffSlogin 
1231004e86ffSlogin         fsinfo.lead_sig = cursor.read_u32()?;
1232004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(480))?;
1233004e86ffSlogin         fsinfo.struc_sig = cursor.read_u32()?;
1234004e86ffSlogin         fsinfo.free_count = cursor.read_u32()?;
1235004e86ffSlogin         fsinfo.next_free = cursor.read_u32()?;
1236004e86ffSlogin 
1237004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(12))?;
1238004e86ffSlogin 
1239004e86ffSlogin         fsinfo.trail_sig = cursor.read_u32()?;
1240004e86ffSlogin         fsinfo.dirty = false;
1241004e86ffSlogin         fsinfo.offset = Some(in_disk_fs_info_offset);
1242004e86ffSlogin 
1243004e86ffSlogin         if fsinfo.is_valid() {
1244004e86ffSlogin             return Ok(fsinfo);
1245004e86ffSlogin         } else {
1246004e86ffSlogin             kerror!("Error occurred while parsing FATFsInfo.");
1247676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EINVAL);
1248004e86ffSlogin         }
1249004e86ffSlogin     }
1250004e86ffSlogin 
1251004e86ffSlogin     /// @brief 判断是否为正确的FsInfo结构体
1252004e86ffSlogin     fn is_valid(&self) -> bool {
1253004e86ffSlogin         self.lead_sig == Self::LEAD_SIG
1254004e86ffSlogin             && self.struc_sig == Self::STRUC_SIG
1255004e86ffSlogin             && self.trail_sig == Self::TRAIL_SIG
1256004e86ffSlogin     }
1257004e86ffSlogin 
1258004e86ffSlogin     /// @brief 根据fsinfo的信息,计算当前总的空闲簇数量
1259004e86ffSlogin     ///
1260004e86ffSlogin     /// @param 当前文件系统的最大簇号
1261004e86ffSlogin     pub fn count_free_cluster(&self, max_cluster: Cluster) -> Option<u64> {
1262004e86ffSlogin         let count_clusters = max_cluster.cluster_num - RESERVED_CLUSTERS as u64 + 1;
1263004e86ffSlogin         // 信息不合理,当前的FsInfo中存储的free count大于计算出来的值
1264004e86ffSlogin         if self.free_count as u64 > count_clusters {
1265004e86ffSlogin             return None;
1266004e86ffSlogin         } else {
1267004e86ffSlogin             match self.free_count {
1268004e86ffSlogin                 // free count字段不可用
1269004e86ffSlogin                 0xffffffff => return None,
1270004e86ffSlogin                 // 返回FsInfo中存储的数据
1271004e86ffSlogin                 n => return Some(n as u64),
1272004e86ffSlogin             }
1273004e86ffSlogin         }
1274004e86ffSlogin     }
1275004e86ffSlogin 
1276004e86ffSlogin     /// @brief 更新FsInfo中的“空闲簇统计信息“为new_count
1277004e86ffSlogin     ///
1278004e86ffSlogin     /// 请注意,除非手动调用`flush()`,否则本函数不会将数据刷入磁盘
1279004e86ffSlogin     pub fn update_free_count_abs(&mut self, new_count: u32) {
1280004e86ffSlogin         self.free_count = new_count;
1281004e86ffSlogin     }
1282004e86ffSlogin 
1283004e86ffSlogin     /// @brief 更新FsInfo中的“空闲簇统计信息“,把它加上delta.
1284004e86ffSlogin     ///
1285004e86ffSlogin     /// 请注意,除非手动调用`flush()`,否则本函数不会将数据刷入磁盘
1286004e86ffSlogin     pub fn update_free_count_delta(&mut self, delta: i32) {
1287004e86ffSlogin         self.free_count = (self.free_count as i32 + delta) as u32;
1288004e86ffSlogin     }
1289004e86ffSlogin 
1290004e86ffSlogin     /// @brief 更新FsInfo中的“第一个空闲簇统计信息“为next_free.
1291004e86ffSlogin     ///
1292004e86ffSlogin     /// 请注意,除非手动调用`flush()`,否则本函数不会将数据刷入磁盘
1293004e86ffSlogin     pub fn update_next_free(&mut self, next_free: u32) {
1294004e86ffSlogin         // 这个值是参考量,不一定要准确,仅供加速查找
1295004e86ffSlogin         self.next_free = next_free;
1296004e86ffSlogin     }
1297004e86ffSlogin 
1298004e86ffSlogin     /// @brief 获取fs info 记载的第一个空闲簇。(不一定准确,仅供参考)
1299004e86ffSlogin     pub fn next_free(&self) -> Option<u64> {
1300004e86ffSlogin         match self.next_free {
1301004e86ffSlogin             0xffffffff => return None,
1302004e86ffSlogin             0 | 1 => return None,
1303004e86ffSlogin             n => return Some(n as u64),
1304004e86ffSlogin         };
1305004e86ffSlogin     }
1306004e86ffSlogin 
1307004e86ffSlogin     /// @brief 把fs info刷入磁盘
1308004e86ffSlogin     ///
1309004e86ffSlogin     /// @param partition fs info所在的分区
1310676b8ef6SMork     pub fn flush(&self, partition: &Arc<Partition>) -> Result<(), SystemError> {
1311004e86ffSlogin         if let Some(off) = self.offset {
1312004e86ffSlogin             let in_block_offset = off % LBA_SIZE as u64;
1313004e86ffSlogin 
1314004e86ffSlogin             let lba = off as usize / LBA_SIZE;
1315004e86ffSlogin 
1316004e86ffSlogin             let mut v: Vec<u8> = Vec::new();
1317004e86ffSlogin             v.resize(LBA_SIZE, 0);
1318004e86ffSlogin             partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1319004e86ffSlogin 
1320004e86ffSlogin             let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1321004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1322004e86ffSlogin 
1323004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.lead_sig)?;
1324004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(480))?;
1325004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.struc_sig)?;
1326004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.free_count)?;
1327004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.next_free)?;
1328004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(12))?;
1329004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.trail_sig)?;
1330004e86ffSlogin 
1331004e86ffSlogin             partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1332004e86ffSlogin         }
1333004e86ffSlogin         return Ok(());
1334004e86ffSlogin     }
1335004e86ffSlogin 
1336004e86ffSlogin     /// @brief 读取磁盘上的Fs Info扇区,将里面的内容更新到结构体中
1337004e86ffSlogin     ///
1338004e86ffSlogin     /// @param partition fs info所在的分区
1339676b8ef6SMork     pub fn update(&mut self, partition: Arc<Partition>) -> Result<(), SystemError> {
1340004e86ffSlogin         if let Some(off) = self.offset {
1341004e86ffSlogin             let in_block_offset = off % LBA_SIZE as u64;
1342004e86ffSlogin 
1343004e86ffSlogin             let lba = off as usize / LBA_SIZE;
1344004e86ffSlogin 
1345004e86ffSlogin             let mut v: Vec<u8> = Vec::new();
1346004e86ffSlogin             v.resize(LBA_SIZE, 0);
1347004e86ffSlogin             partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1348004e86ffSlogin             let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1349004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1350004e86ffSlogin             self.lead_sig = cursor.read_u32()?;
1351004e86ffSlogin 
1352004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(480))?;
1353004e86ffSlogin             self.struc_sig = cursor.read_u32()?;
1354004e86ffSlogin             self.free_count = cursor.read_u32()?;
1355004e86ffSlogin             self.next_free = cursor.read_u32()?;
1356004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(12))?;
1357004e86ffSlogin             self.trail_sig = cursor.read_u32()?;
1358004e86ffSlogin         }
1359004e86ffSlogin         return Ok(());
1360004e86ffSlogin     }
1361004e86ffSlogin }
1362004e86ffSlogin 
1363004e86ffSlogin impl IndexNode for LockedFATInode {
1364004e86ffSlogin     fn read_at(
1365004e86ffSlogin         &self,
1366004e86ffSlogin         offset: usize,
1367004e86ffSlogin         len: usize,
1368004e86ffSlogin         buf: &mut [u8],
1369004e86ffSlogin         _data: &mut FilePrivateData,
1370676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
1371004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1372004e86ffSlogin         match &guard.inode_type {
1373004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(f) | FATDirEntry::VolId(f) => {
1374004e86ffSlogin                 let r = f.read(
1375004e86ffSlogin                     &guard.fs.upgrade().unwrap(),
1376004e86ffSlogin                     &mut buf[0..len],
1377004e86ffSlogin                     offset as u64,
1378004e86ffSlogin                 );
1379004e86ffSlogin                 guard.update_metadata();
1380004e86ffSlogin                 return r;
1381004e86ffSlogin             }
1382004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(_) => {
1383676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EISDIR);
1384004e86ffSlogin             }
1385004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1386004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1387676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1388004e86ffSlogin             }
1389004e86ffSlogin         }
1390004e86ffSlogin     }
1391004e86ffSlogin 
1392004e86ffSlogin     fn write_at(
1393004e86ffSlogin         &self,
1394004e86ffSlogin         offset: usize,
1395004e86ffSlogin         len: usize,
1396004e86ffSlogin         buf: &[u8],
1397004e86ffSlogin         _data: &mut FilePrivateData,
1398676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
1399004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1400004e86ffSlogin         let fs: &Arc<FATFileSystem> = &guard.fs.upgrade().unwrap();
1401004e86ffSlogin 
1402004e86ffSlogin         match &mut guard.inode_type {
1403004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(f) | FATDirEntry::VolId(f) => {
1404004e86ffSlogin                 let r = f.write(fs, &buf[0..len], offset as u64);
1405004e86ffSlogin                 guard.update_metadata();
1406004e86ffSlogin                 return r;
1407004e86ffSlogin             }
1408004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(_) => {
1409676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EISDIR);
1410004e86ffSlogin             }
1411004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1412004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1413676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1414004e86ffSlogin             }
1415004e86ffSlogin         }
1416004e86ffSlogin     }
1417004e86ffSlogin 
1418676b8ef6SMork     fn poll(&self) -> Result<PollStatus, SystemError> {
1419004e86ffSlogin         // 加锁
1420004e86ffSlogin         let inode: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1421004e86ffSlogin 
1422004e86ffSlogin         // 检查当前inode是否为一个文件夹,如果是的话,就返回错误
1423004e86ffSlogin         if inode.metadata.file_type == FileType::Dir {
1424676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EISDIR);
1425004e86ffSlogin         }
1426004e86ffSlogin 
1427cde5492fSlogin         return Ok(PollStatus::READ | PollStatus::WRITE);
1428004e86ffSlogin     }
1429004e86ffSlogin 
1430004e86ffSlogin     fn create(
1431004e86ffSlogin         &self,
1432004e86ffSlogin         name: &str,
1433004e86ffSlogin         file_type: FileType,
14346b4e7a29SLoGin         _mode: ModeType,
1435676b8ef6SMork     ) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
1436004e86ffSlogin         // 由于FAT32不支持文件权限的功能,因此忽略mode参数
1437004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1438004e86ffSlogin         let fs: &Arc<FATFileSystem> = &guard.fs.upgrade().unwrap();
1439004e86ffSlogin 
1440004e86ffSlogin         match &mut guard.inode_type {
1441004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1442676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1443004e86ffSlogin             }
1444004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => match file_type {
1445004e86ffSlogin                 FileType::File => {
1446004e86ffSlogin                     d.create_file(name, fs)?;
1447004e86ffSlogin                     return Ok(guard.find(name)?);
1448004e86ffSlogin                 }
1449004e86ffSlogin                 FileType::Dir => {
1450004e86ffSlogin                     d.create_dir(name, fs)?;
1451004e86ffSlogin                     return Ok(guard.find(name)?);
1452004e86ffSlogin                 }
1453004e86ffSlogin 
145479a452ceShoumkh                 FileType::SymLink => return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP),
1455676b8ef6SMork                 _ => return Err(SystemError::EINVAL),
1456004e86ffSlogin             },
1457004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1458004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1459676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1460004e86ffSlogin             }
1461004e86ffSlogin         }
1462004e86ffSlogin     }
1463004e86ffSlogin 
1464004e86ffSlogin     fn fs(&self) -> Arc<dyn FileSystem> {
1465004e86ffSlogin         return self.0.lock().fs.upgrade().unwrap();
1466004e86ffSlogin     }
1467004e86ffSlogin 
1468004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn core::any::Any {
1469004e86ffSlogin         return self;
1470004e86ffSlogin     }
1471004e86ffSlogin 
1472676b8ef6SMork     fn metadata(&self) -> Result<Metadata, SystemError> {
1473004e86ffSlogin         return Ok(self.0.lock().metadata.clone());
1474004e86ffSlogin     }
14756d81180bSLoGin     fn resize(&self, len: usize) -> Result<(), SystemError> {
14766d81180bSLoGin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
14776d81180bSLoGin         let fs: &Arc<FATFileSystem> = &guard.fs.upgrade().unwrap();
14786d81180bSLoGin         let old_size = guard.metadata.size as usize;
14796d81180bSLoGin 
14806d81180bSLoGin         match &mut guard.inode_type {
14816d81180bSLoGin             FATDirEntry::File(file) | FATDirEntry::VolId(file) => {
14826d81180bSLoGin                 // 如果新的长度和旧的长度相同,那么就直接返回
14836d81180bSLoGin                 if len == old_size {
14846d81180bSLoGin                     return Ok(());
14856d81180bSLoGin                 } else if len > old_size {
14866d81180bSLoGin                     // 如果新的长度比旧的长度大,那么就在文件末尾添加空白
14876d81180bSLoGin                     let mut buf: Vec<u8> = Vec::new();
14886d81180bSLoGin                     let mut remain_size = len - old_size;
14896d81180bSLoGin                     let buf_size = remain_size;
14906d81180bSLoGin                     // let buf_size = core::cmp::min(remain_size, 512 * 1024);
14916d81180bSLoGin                     buf.resize(buf_size, 0);
14926d81180bSLoGin 
14936d81180bSLoGin                     let mut offset = old_size;
14946d81180bSLoGin                     while remain_size > 0 {
14956d81180bSLoGin                         let write_size = core::cmp::min(remain_size, buf_size);
14966d81180bSLoGin                         file.write(fs, &buf[0..write_size], offset as u64)?;
14976d81180bSLoGin                         remain_size -= write_size;
14986d81180bSLoGin                         offset += write_size;
14996d81180bSLoGin                     }
15006d81180bSLoGin                 } else {
15016d81180bSLoGin                     file.truncate(fs, len as u64)?;
15026d81180bSLoGin                 }
15036d81180bSLoGin                 guard.update_metadata();
15046d81180bSLoGin                 return Ok(());
15056d81180bSLoGin             }
15066d81180bSLoGin             FATDirEntry::Dir(_) => return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP),
15076d81180bSLoGin             FATDirEntry::UnInit => {
15086d81180bSLoGin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
15096d81180bSLoGin                 return Err(SystemError::EROFS);
15106d81180bSLoGin             }
15116d81180bSLoGin         }
15126d81180bSLoGin     }
1513004e86ffSlogin 
1514*04babc3fSMemoryShore     fn truncate(&self, len: usize) -> Result<(), SystemError> {
1515*04babc3fSMemoryShore         let guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1516*04babc3fSMemoryShore         let old_size = guard.metadata.size as usize;
1517*04babc3fSMemoryShore         if len < old_size {
1518*04babc3fSMemoryShore             drop(guard);
1519*04babc3fSMemoryShore             self.resize(len)
1520*04babc3fSMemoryShore         } else {
1521*04babc3fSMemoryShore             Ok(())
1522*04babc3fSMemoryShore         }
1523*04babc3fSMemoryShore     }
1524*04babc3fSMemoryShore 
1525676b8ef6SMork     fn list(&self) -> Result<Vec<String>, SystemError> {
1526004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1527004e86ffSlogin         let fatent: &FATDirEntry = &guard.inode_type;
1528004e86ffSlogin         match fatent {
1529004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1530676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1531004e86ffSlogin             }
1532004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(dir) => {
1533004e86ffSlogin                 // 获取当前目录下的所有目录项
1534004e86ffSlogin                 let mut ret: Vec<String> = Vec::new();
1535004e86ffSlogin                 let dir_iter: FATDirIter = dir.to_iter(guard.fs.upgrade().unwrap());
1536004e86ffSlogin                 for ent in dir_iter {
1537004e86ffSlogin                     ret.push(ent.name());
1538004e86ffSlogin 
1539004e86ffSlogin                     // ====== 生成inode缓存,存入B树
1540004e86ffSlogin                     let name: String = ent.name();
1541004e86ffSlogin                     // kdebug!("name={name}");
1542004e86ffSlogin 
1543004e86ffSlogin                     if guard.children.contains_key(&name.to_uppercase()) == false
1544004e86ffSlogin                         && name != "."
1545004e86ffSlogin                         && name != ".."
1546004e86ffSlogin                     {
1547004e86ffSlogin                         // 创建新的inode
1548004e86ffSlogin                         let entry_inode: Arc<LockedFATInode> = LockedFATInode::new(
1549004e86ffSlogin                             guard.fs.upgrade().unwrap(),
1550004e86ffSlogin                             guard.self_ref.clone(),
1551004e86ffSlogin                             ent,
1552004e86ffSlogin                         );
1553004e86ffSlogin                         // 加入缓存区, 由于FAT文件系统的大小写不敏感问题,因此存入缓存区的key应当是全大写的
1554004e86ffSlogin                         guard
1555004e86ffSlogin                             .children
1556004e86ffSlogin                             .insert(name.to_uppercase(), entry_inode.clone());
1557004e86ffSlogin                     }
1558004e86ffSlogin                 }
1559004e86ffSlogin                 return Ok(ret);
1560004e86ffSlogin             }
1561004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1562004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1563676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1564004e86ffSlogin             }
1565004e86ffSlogin         }
1566004e86ffSlogin     }
1567004e86ffSlogin 
1568676b8ef6SMork     fn find(&self, name: &str) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
1569004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1570004e86ffSlogin         let target = guard.find(name)?;
1571004e86ffSlogin         return Ok(target);
1572004e86ffSlogin     }
1573004e86ffSlogin 
1574676b8ef6SMork     fn open(&self, _data: &mut FilePrivateData, _mode: &FileMode) -> Result<(), SystemError> {
1575004e86ffSlogin         return Ok(());
1576004e86ffSlogin     }
1577004e86ffSlogin 
1578676b8ef6SMork     fn close(&self, _data: &mut FilePrivateData) -> Result<(), SystemError> {
1579004e86ffSlogin         return Ok(());
1580004e86ffSlogin     }
1581004e86ffSlogin 
1582676b8ef6SMork     fn unlink(&self, name: &str) -> Result<(), SystemError> {
1583004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1584004e86ffSlogin         let target: Arc<LockedFATInode> = guard.find(name)?;
1585004e86ffSlogin         // 对目标inode上锁,以防更改
1586004e86ffSlogin         let target_guard: SpinLockGuard<FATInode> = target.0.lock();
1587004e86ffSlogin         // 先从缓存删除
15882dbef785SGnoCiYeH         let nod = guard.children.remove(&name.to_uppercase());
15892dbef785SGnoCiYeH 
15902dbef785SGnoCiYeH         // 若删除缓存中为管道的文件,则不需要再到磁盘删除
15912dbef785SGnoCiYeH         if let Some(_) = nod {
15922dbef785SGnoCiYeH             let file_type = target_guard.metadata.file_type;
15932dbef785SGnoCiYeH             if file_type == FileType::Pipe {
15942dbef785SGnoCiYeH                 return Ok(());
15952dbef785SGnoCiYeH             }
15962dbef785SGnoCiYeH         }
1597004e86ffSlogin 
1598004e86ffSlogin         let dir = match &guard.inode_type {
1599004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1600676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1601004e86ffSlogin             }
1602004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => d,
1603004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1604004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1605676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1606004e86ffSlogin             }
1607004e86ffSlogin         };
1608004e86ffSlogin         // 检查文件是否存在
1609004e86ffSlogin         dir.check_existence(name, Some(false), guard.fs.upgrade().unwrap())?;
1610004e86ffSlogin 
1611004e86ffSlogin         // 再从磁盘删除
1612004e86ffSlogin         let r = dir.remove(guard.fs.upgrade().unwrap().clone(), name, true);
1613004e86ffSlogin         drop(target_guard);
1614004e86ffSlogin         return r;
1615004e86ffSlogin     }
1616004e86ffSlogin 
1617676b8ef6SMork     fn rmdir(&self, name: &str) -> Result<(), SystemError> {
1618004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1619004e86ffSlogin         let target: Arc<LockedFATInode> = guard.find(name)?;
1620004e86ffSlogin         // 对目标inode上锁,以防更改
1621004e86ffSlogin         let target_guard: SpinLockGuard<FATInode> = target.0.lock();
1622004e86ffSlogin         // 先从缓存删除
1623004e86ffSlogin         guard.children.remove(&name.to_uppercase());
1624004e86ffSlogin 
1625004e86ffSlogin         let dir = match &guard.inode_type {
1626004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1627676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1628004e86ffSlogin             }
1629004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => d,
1630004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1631004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1632676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1633004e86ffSlogin             }
1634004e86ffSlogin         };
1635004e86ffSlogin         // 检查文件夹是否存在
1636004e86ffSlogin         dir.check_existence(name, Some(true), guard.fs.upgrade().unwrap())?;
1637004e86ffSlogin 
1638004e86ffSlogin         // 再从磁盘删除
163978bf93f0SYJwu2023         let r: Result<(), SystemError> =
164078bf93f0SYJwu2023             dir.remove(guard.fs.upgrade().unwrap().clone(), name, true);
1641004e86ffSlogin         if r.is_ok() {
1642004e86ffSlogin             return r;
1643004e86ffSlogin         } else {
1644004e86ffSlogin             let r = r.unwrap_err();
1645676b8ef6SMork             if r == SystemError::ENOTEMPTY {
1646004e86ffSlogin                 // 如果要删除的是目录,且不为空,则删除动作未发生,重新加入缓存
1647004e86ffSlogin                 guard.children.insert(name.to_uppercase(), target.clone());
1648004e86ffSlogin                 drop(target_guard);
1649004e86ffSlogin             }
1650004e86ffSlogin             return Err(r);
1651004e86ffSlogin         }
1652004e86ffSlogin     }
1653004e86ffSlogin 
1654676b8ef6SMork     fn get_entry_name(&self, ino: InodeId) -> Result<String, SystemError> {
1655004e86ffSlogin         let guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1656004e86ffSlogin         if guard.metadata.file_type != FileType::Dir {
1657676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
1658004e86ffSlogin         }
16596b4e7a29SLoGin         match ino.into() {
1660004e86ffSlogin             0 => {
1661004e86ffSlogin                 return Ok(String::from("."));
1662004e86ffSlogin             }
1663004e86ffSlogin             1 => {
1664004e86ffSlogin                 return Ok(String::from(".."));
1665004e86ffSlogin             }
1666004e86ffSlogin             ino => {
1667004e86ffSlogin                 // 暴力遍历所有的children,判断inode id是否相同
1668004e86ffSlogin                 // TODO: 优化这里,这个地方性能很差!
1669004e86ffSlogin                 let mut key: Vec<String> = guard
1670004e86ffSlogin                     .children
1671004e86ffSlogin                     .keys()
16726b4e7a29SLoGin                     .filter(|k| {
16736b4e7a29SLoGin                         guard
16746b4e7a29SLoGin                             .children
16756b4e7a29SLoGin                             .get(*k)
16766b4e7a29SLoGin                             .unwrap()
16776b4e7a29SLoGin                             .metadata()
16786b4e7a29SLoGin                             .unwrap()
16796b4e7a29SLoGin                             .inode_id
16806b4e7a29SLoGin                             .into()
16816b4e7a29SLoGin                             == ino
16826b4e7a29SLoGin                     })
1683004e86ffSlogin                     .cloned()
1684004e86ffSlogin                     .collect();
1685004e86ffSlogin 
1686004e86ffSlogin                 match key.len() {
1687676b8ef6SMork                     0=>{return Err(SystemError::ENOENT);}
1688004e86ffSlogin                     1=>{return Ok(key.remove(0));}
16896b4e7a29SLoGin                     _ => panic!("FatFS get_entry_name: key.len()={key_len}>1, current inode_id={inode_id:?}, to find={to_find:?}", key_len=key.len(), inode_id = guard.metadata.inode_id, to_find=ino)
1690004e86ffSlogin                 }
1691004e86ffSlogin             }
1692004e86ffSlogin         }
1693004e86ffSlogin     }
16942dbef785SGnoCiYeH 
16952dbef785SGnoCiYeH     fn mknod(
16962dbef785SGnoCiYeH         &self,
16972dbef785SGnoCiYeH         filename: &str,
16982dbef785SGnoCiYeH         mode: ModeType,
16992dbef785SGnoCiYeH         _dev_t: crate::driver::base::device::DeviceNumber,
17002dbef785SGnoCiYeH     ) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
17012dbef785SGnoCiYeH         let mut inode = self.0.lock();
17022dbef785SGnoCiYeH         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
17032dbef785SGnoCiYeH             return Err(SystemError::ENOTDIR);
17042dbef785SGnoCiYeH         }
17052dbef785SGnoCiYeH 
17062dbef785SGnoCiYeH         // 判断需要创建的类型
17072dbef785SGnoCiYeH         if unlikely(mode.contains(ModeType::S_IFREG)) {
17082dbef785SGnoCiYeH             // 普通文件
17092dbef785SGnoCiYeH             return Ok(self.create(filename, FileType::File, mode)?);
17102dbef785SGnoCiYeH         }
17112dbef785SGnoCiYeH 
17122dbef785SGnoCiYeH         let nod = LockedFATInode::new(
17132dbef785SGnoCiYeH             inode.fs.upgrade().unwrap(),
17142dbef785SGnoCiYeH             inode.self_ref.clone(),
17152dbef785SGnoCiYeH             FATDirEntry::File(FATFile::default()),
17162dbef785SGnoCiYeH         );
17172dbef785SGnoCiYeH 
17182dbef785SGnoCiYeH         if mode.contains(ModeType::S_IFIFO) {
17192dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().metadata.file_type = FileType::Pipe;
17202dbef785SGnoCiYeH             // 创建pipe文件
17212dbef785SGnoCiYeH             let pipe_inode = LockedPipeInode::new();
17222dbef785SGnoCiYeH             // 设置special_node
17232dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().special_node = Some(SpecialNodeData::Pipe(pipe_inode));
17242dbef785SGnoCiYeH         } else if mode.contains(ModeType::S_IFBLK) {
17252dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().metadata.file_type = FileType::BlockDevice;
17262dbef785SGnoCiYeH             unimplemented!()
17272dbef785SGnoCiYeH         } else if mode.contains(ModeType::S_IFCHR) {
17282dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().metadata.file_type = FileType::CharDevice;
17292dbef785SGnoCiYeH             unimplemented!()
17301effcfe5SGnoCiYeH         } else {
17311effcfe5SGnoCiYeH             return Err(SystemError::EINVAL);
17322dbef785SGnoCiYeH         }
17332dbef785SGnoCiYeH 
17342dbef785SGnoCiYeH         inode
17352dbef785SGnoCiYeH             .children
17362dbef785SGnoCiYeH             .insert(String::from(filename).to_uppercase(), nod.clone());
17372dbef785SGnoCiYeH         Ok(nod)
17382dbef785SGnoCiYeH     }
17392dbef785SGnoCiYeH 
17402dbef785SGnoCiYeH     fn special_node(&self) -> Option<SpecialNodeData> {
17412dbef785SGnoCiYeH         self.0.lock().special_node.clone()
17422dbef785SGnoCiYeH     }
1743004e86ffSlogin }
1744004e86ffSlogin 
1745004e86ffSlogin impl Default for FATFsInfo {
1746004e86ffSlogin     fn default() -> Self {
1747004e86ffSlogin         return FATFsInfo {
1748004e86ffSlogin             lead_sig: FATFsInfo::LEAD_SIG,
1749004e86ffSlogin             struc_sig: FATFsInfo::STRUC_SIG,
1750004e86ffSlogin             free_count: 0xFFFFFFFF,
1751004e86ffSlogin             next_free: RESERVED_CLUSTERS,
1752004e86ffSlogin             trail_sig: FATFsInfo::TRAIL_SIG,
1753004e86ffSlogin             dirty: false,
1754004e86ffSlogin             offset: None,
1755004e86ffSlogin         };
1756004e86ffSlogin     }
1757004e86ffSlogin }
1758004e86ffSlogin 
1759004e86ffSlogin impl Cluster {
1760004e86ffSlogin     pub fn new(cluster: u64) -> Self {
1761004e86ffSlogin         return Cluster {
1762004e86ffSlogin             cluster_num: cluster,
1763004e86ffSlogin             parent_cluster: 0,
1764004e86ffSlogin         };
1765004e86ffSlogin     }
1766004e86ffSlogin }
1767004e86ffSlogin 
1768004e86ffSlogin /// @brief 用于迭代FAT表的内容的簇迭代器对象
1769004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
1770004e86ffSlogin struct ClusterIter<'a> {
1771004e86ffSlogin     /// 迭代器的next要返回的簇
1772004e86ffSlogin     current_cluster: Option<Cluster>,
1773004e86ffSlogin     /// 属于的文件系统
1774004e86ffSlogin     fs: &'a FATFileSystem,
1775004e86ffSlogin }
1776004e86ffSlogin 
1777004e86ffSlogin impl<'a> Iterator for ClusterIter<'a> {
1778004e86ffSlogin     type Item = Cluster;
1779004e86ffSlogin 
1780004e86ffSlogin     fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
1781004e86ffSlogin         // 当前要返回的簇
1782004e86ffSlogin         let ret: Option<Cluster> = self.current_cluster;
1783004e86ffSlogin 
1784004e86ffSlogin         // 获得下一个要返回簇
1785004e86ffSlogin         let new: Option<Cluster> = match self.current_cluster {
1786004e86ffSlogin             Some(c) => {
1787004e86ffSlogin                 let entry: Option<FATEntry> = self.fs.get_fat_entry(c).ok();
1788004e86ffSlogin                 match entry {
1789004e86ffSlogin                     Some(FATEntry::Next(c)) => Some(c),
1790004e86ffSlogin                     _ => None,
1791004e86ffSlogin                 }
1792004e86ffSlogin             }
1793004e86ffSlogin             _ => None,
1794004e86ffSlogin         };
1795004e86ffSlogin 
1796004e86ffSlogin         self.current_cluster = new;
1797004e86ffSlogin         return ret;
1798004e86ffSlogin     }
1799004e86ffSlogin }
1800