xref: /DragonOS/kernel/src/filesystem/fat/fs.rs (revision b5b571e02693d91eb6918d3b7561e088c3e7ee81)
1*b5b571e0SLoGin use core::cmp::Ordering;
22dbef785SGnoCiYeH use core::intrinsics::unlikely;
3004e86ffSlogin use core::{any::Any, fmt::Debug};
491e9d4abSLoGin use system_error::SystemError;
5004e86ffSlogin 
6004e86ffSlogin use alloc::{
7004e86ffSlogin     collections::BTreeMap,
8004e86ffSlogin     string::String,
9004e86ffSlogin     sync::{Arc, Weak},
10004e86ffSlogin     vec::Vec,
11004e86ffSlogin };
12004e86ffSlogin 
13c566df45SLoGin use crate::driver::base::device::device_number::DeviceNumber;
142dbef785SGnoCiYeH use crate::filesystem::vfs::SpecialNodeData;
152dbef785SGnoCiYeH use crate::ipc::pipe::LockedPipeInode;
16004e86ffSlogin use crate::{
17b087521eSChiichen     driver::base::block::{block_device::LBA_SIZE, disk_info::Partition, SeekFrom},
18004e86ffSlogin     filesystem::vfs::{
1973c607aaSYJwu2023         core::generate_inode_id,
2073c607aaSYJwu2023         file::{FileMode, FilePrivateData},
216b4e7a29SLoGin         syscall::ModeType,
2240609970SGnoCiYeH         FileSystem, FileType, IndexNode, InodeId, Metadata,
23004e86ffSlogin     },
2473c607aaSYJwu2023     kerror,
25004e86ffSlogin     libs::{
26004e86ffSlogin         spinlock::{SpinLock, SpinLockGuard},
27004e86ffSlogin         vec_cursor::VecCursor,
28004e86ffSlogin     },
2978bf93f0SYJwu2023     time::TimeSpec,
30004e86ffSlogin };
31004e86ffSlogin 
322dbef785SGnoCiYeH use super::entry::FATFile;
33004e86ffSlogin use super::{
34004e86ffSlogin     bpb::{BiosParameterBlock, FATType},
35004e86ffSlogin     entry::{FATDir, FATDirEntry, FATDirIter, FATEntry},
36004e86ffSlogin     utils::RESERVED_CLUSTERS,
37004e86ffSlogin };
38004e86ffSlogin 
39004e86ffSlogin /// FAT32文件系统的最大的文件大小
40004e86ffSlogin pub const MAX_FILE_SIZE: u64 = 0xffff_ffff;
41004e86ffSlogin 
42004e86ffSlogin /// @brief 表示当前簇和上一个簇的关系的结构体
43004e86ffSlogin /// 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。
44004e86ffSlogin #[derive(Debug, Clone, Copy, Default)]
45004e86ffSlogin pub struct Cluster {
46004e86ffSlogin     pub cluster_num: u64,
47004e86ffSlogin     pub parent_cluster: u64,
48004e86ffSlogin }
49004e86ffSlogin 
50004e86ffSlogin impl PartialOrd for Cluster {
51004e86ffSlogin     /// @brief 根据当前簇号比较大小
52004e86ffSlogin     fn partial_cmp(&self, other: &Self) -> Option<core::cmp::Ordering> {
53004e86ffSlogin         return self.cluster_num.partial_cmp(&other.cluster_num);
54004e86ffSlogin     }
55004e86ffSlogin }
56004e86ffSlogin 
57004e86ffSlogin impl PartialEq for Cluster {
58004e86ffSlogin     /// @brief 根据当前簇号比较是否相等
59004e86ffSlogin     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
60004e86ffSlogin         self.cluster_num == other.cluster_num
61004e86ffSlogin     }
62004e86ffSlogin }
63004e86ffSlogin 
64004e86ffSlogin impl Eq for Cluster {}
65004e86ffSlogin 
66004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
67004e86ffSlogin pub struct FATFileSystem {
68004e86ffSlogin     /// 当前文件系统所在的分区
69004e86ffSlogin     pub partition: Arc<Partition>,
70004e86ffSlogin     /// 当前文件系统的BOPB
71004e86ffSlogin     pub bpb: BiosParameterBlock,
72004e86ffSlogin     /// 当前文件系统的第一个数据扇区(相对分区开始位置)
73004e86ffSlogin     pub first_data_sector: u64,
74004e86ffSlogin     /// 文件系统信息结构体
75004e86ffSlogin     pub fs_info: Arc<LockedFATFsInfo>,
76004e86ffSlogin     /// 文件系统的根inode
77004e86ffSlogin     root_inode: Arc<LockedFATInode>,
78004e86ffSlogin }
79004e86ffSlogin 
80004e86ffSlogin /// FAT文件系统的Inode
81004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
82004e86ffSlogin pub struct LockedFATInode(SpinLock<FATInode>);
83004e86ffSlogin 
84004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
85004e86ffSlogin pub struct LockedFATFsInfo(SpinLock<FATFsInfo>);
86004e86ffSlogin 
87004e86ffSlogin impl LockedFATFsInfo {
88004e86ffSlogin     #[inline]
89004e86ffSlogin     pub fn new(fs_info: FATFsInfo) -> Self {
90004e86ffSlogin         return Self(SpinLock::new(fs_info));
91004e86ffSlogin     }
92004e86ffSlogin }
93004e86ffSlogin 
94004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
95004e86ffSlogin pub struct FATInode {
96004e86ffSlogin     /// 指向父Inode的弱引用
97004e86ffSlogin     parent: Weak<LockedFATInode>,
98004e86ffSlogin     /// 指向自身的弱引用
99004e86ffSlogin     self_ref: Weak<LockedFATInode>,
100004e86ffSlogin     /// 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。
101004e86ffSlogin     /// 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。
102004e86ffSlogin     children: BTreeMap<String, Arc<LockedFATInode>>,
103004e86ffSlogin     /// 当前inode的元数据
104004e86ffSlogin     metadata: Metadata,
105004e86ffSlogin     /// 指向inode所在的文件系统对象的指针
106004e86ffSlogin     fs: Weak<FATFileSystem>,
107004e86ffSlogin 
108004e86ffSlogin     /// 根据不同的Inode类型,创建不同的私有字段
109004e86ffSlogin     inode_type: FATDirEntry,
1102dbef785SGnoCiYeH 
1112dbef785SGnoCiYeH     /// 若该节点是特殊文件节点,该字段则为真正的文件节点
1122dbef785SGnoCiYeH     special_node: Option<SpecialNodeData>,
113004e86ffSlogin }
114004e86ffSlogin 
115004e86ffSlogin impl FATInode {
116004e86ffSlogin     /// @brief 更新当前inode的元数据
117004e86ffSlogin     pub fn update_metadata(&mut self) {
118004e86ffSlogin         // todo: 更新文件的访问时间等信息
119004e86ffSlogin         match &self.inode_type {
120004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(f) | FATDirEntry::VolId(f) => {
121004e86ffSlogin                 self.metadata.size = f.size() as i64;
122004e86ffSlogin             }
123004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => {
124004e86ffSlogin                 self.metadata.size = d.size(&self.fs.upgrade().unwrap().clone()) as i64;
125004e86ffSlogin             }
126004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
127004e86ffSlogin                 kerror!("update_metadata: Uninitialized FATDirEntry: {:?}", self);
128004e86ffSlogin                 return;
129004e86ffSlogin             }
130004e86ffSlogin         };
131004e86ffSlogin     }
132004e86ffSlogin 
133676b8ef6SMork     fn find(&mut self, name: &str) -> Result<Arc<LockedFATInode>, SystemError> {
134004e86ffSlogin         match &self.inode_type {
135004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => {
136004e86ffSlogin                 // 尝试在缓存区查找
137004e86ffSlogin                 if let Some(entry) = self.children.get(&name.to_uppercase()) {
138004e86ffSlogin                     return Ok(entry.clone());
139004e86ffSlogin                 }
140004e86ffSlogin                 // 在缓存区找不到
141004e86ffSlogin                 // 在磁盘查找
142004e86ffSlogin                 let fat_entry: FATDirEntry =
143004e86ffSlogin                     d.find_entry(name, None, None, self.fs.upgrade().unwrap())?;
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 {
181*b5b571e0SLoGin             parent,
182004e86ffSlogin             self_ref: Weak::default(),
183004e86ffSlogin             children: BTreeMap::new(),
184004e86ffSlogin             fs: Arc::downgrade(&fs),
185*b5b571e0SLoGin             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(),
199*b5b571e0SLoGin                 file_type,
2006b4e7a29SLoGin                 mode: ModeType::from_bits_truncate(0o777),
201004e86ffSlogin                 nlinks: 1,
202004e86ffSlogin                 uid: 0,
203004e86ffSlogin                 gid: 0,
20402343d0bSLoGin                 raw_dev: DeviceNumber::default(),
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     }
2511d37ca6dSDonkey Kane 
2521d37ca6dSDonkey Kane     fn name(&self) -> &str {
2531d37ca6dSDonkey Kane         "fat"
2541d37ca6dSDonkey Kane     }
255004e86ffSlogin }
256004e86ffSlogin 
257004e86ffSlogin impl FATFileSystem {
2582286eda6SWaferJay     /// FAT12允许的最大簇号
2592286eda6SWaferJay     pub const FAT12_MAX_CLUSTER: u32 = 0xFF5;
2602286eda6SWaferJay     /// FAT16允许的最大簇号
2612286eda6SWaferJay     pub const FAT16_MAX_CLUSTER: u32 = 0xFFF5;
2622286eda6SWaferJay     /// FAT32允许的最大簇号
2632286eda6SWaferJay     pub const FAT32_MAX_CLUSTER: u32 = 0x0FFFFFF7;
2642286eda6SWaferJay 
265676b8ef6SMork     pub fn new(partition: Arc<Partition>) -> Result<Arc<FATFileSystem>, SystemError> {
266004e86ffSlogin         let bpb = BiosParameterBlock::new(partition.clone())?;
267004e86ffSlogin 
268004e86ffSlogin         // 从磁盘上读取FAT32文件系统的FsInfo结构体
269004e86ffSlogin         let fs_info: FATFsInfo = match bpb.fat_type {
270004e86ffSlogin             FATType::FAT32(bpb32) => {
271004e86ffSlogin                 let fs_info_in_disk_bytes_offset = partition.lba_start * LBA_SIZE as u64
272004e86ffSlogin                     + bpb32.fs_info as u64 * bpb.bytes_per_sector as u64;
273004e86ffSlogin                 FATFsInfo::new(
274004e86ffSlogin                     partition.clone(),
275004e86ffSlogin                     fs_info_in_disk_bytes_offset,
276004e86ffSlogin                     bpb.bytes_per_sector as usize,
277004e86ffSlogin                 )?
278004e86ffSlogin             }
279004e86ffSlogin             _ => FATFsInfo::default(),
280004e86ffSlogin         };
281004e86ffSlogin 
282004e86ffSlogin         // 根目录项占用的扇区数(向上取整)
283004e86ffSlogin         let root_dir_sectors: u64 = ((bpb.root_entries_cnt as u64 * 32)
284004e86ffSlogin             + (bpb.bytes_per_sector as u64 - 1))
285004e86ffSlogin             / (bpb.bytes_per_sector as u64);
286004e86ffSlogin 
287004e86ffSlogin         // FAT表大小(单位:扇区)
288004e86ffSlogin         let fat_size = if bpb.fat_size_16 != 0 {
289004e86ffSlogin             bpb.fat_size_16 as u64
290004e86ffSlogin         } else {
291004e86ffSlogin             match bpb.fat_type {
292004e86ffSlogin                 FATType::FAT32(x) => x.fat_size_32 as u64,
293004e86ffSlogin                 _ => {
294004e86ffSlogin                     kerror!("FAT12 and FAT16 volumes should have non-zero BPB_FATSz16");
295676b8ef6SMork                     return Err(SystemError::EINVAL);
296004e86ffSlogin                 }
297004e86ffSlogin             }
298004e86ffSlogin         };
299004e86ffSlogin 
300004e86ffSlogin         let first_data_sector =
301004e86ffSlogin             bpb.rsvd_sec_cnt as u64 + (bpb.num_fats as u64 * fat_size) + root_dir_sectors;
302004e86ffSlogin 
303004e86ffSlogin         // 创建文件系统的根节点
304004e86ffSlogin         let root_inode: Arc<LockedFATInode> = Arc::new(LockedFATInode(SpinLock::new(FATInode {
305004e86ffSlogin             parent: Weak::default(),
306004e86ffSlogin             self_ref: Weak::default(),
307004e86ffSlogin             children: BTreeMap::new(),
308004e86ffSlogin             fs: Weak::default(),
309004e86ffSlogin             inode_type: FATDirEntry::UnInit,
310004e86ffSlogin             metadata: Metadata {
311004e86ffSlogin                 dev_id: 0,
312004e86ffSlogin                 inode_id: generate_inode_id(),
313004e86ffSlogin                 size: 0,
314004e86ffSlogin                 blk_size: bpb.bytes_per_sector as usize,
315004e86ffSlogin                 blocks: if let FATType::FAT32(_) = bpb.fat_type {
316004e86ffSlogin                     bpb.total_sectors_32 as usize
317004e86ffSlogin                 } else {
318004e86ffSlogin                     bpb.total_sectors_16 as usize
319004e86ffSlogin                 },
320004e86ffSlogin                 atime: TimeSpec::default(),
321004e86ffSlogin                 mtime: TimeSpec::default(),
322004e86ffSlogin                 ctime: TimeSpec::default(),
323004e86ffSlogin                 file_type: FileType::Dir,
3246b4e7a29SLoGin                 mode: ModeType::from_bits_truncate(0o777),
325004e86ffSlogin                 nlinks: 1,
326004e86ffSlogin                 uid: 0,
327004e86ffSlogin                 gid: 0,
32802343d0bSLoGin                 raw_dev: DeviceNumber::default(),
329004e86ffSlogin             },
3302dbef785SGnoCiYeH             special_node: None,
331004e86ffSlogin         })));
332004e86ffSlogin 
333004e86ffSlogin         let result: Arc<FATFileSystem> = Arc::new(FATFileSystem {
334*b5b571e0SLoGin             partition,
335004e86ffSlogin             bpb,
336004e86ffSlogin             first_data_sector,
337004e86ffSlogin             fs_info: Arc::new(LockedFATFsInfo::new(fs_info)),
338*b5b571e0SLoGin             root_inode,
339004e86ffSlogin         });
340004e86ffSlogin 
341004e86ffSlogin         // 对root inode加锁,并继续完成初始化工作
342004e86ffSlogin         let mut root_guard: SpinLockGuard<FATInode> = result.root_inode.0.lock();
343004e86ffSlogin         root_guard.inode_type = FATDirEntry::Dir(result.root_dir());
344004e86ffSlogin         root_guard.parent = Arc::downgrade(&result.root_inode);
345004e86ffSlogin         root_guard.self_ref = Arc::downgrade(&result.root_inode);
346004e86ffSlogin         root_guard.fs = Arc::downgrade(&result);
347004e86ffSlogin         // 释放锁
348004e86ffSlogin         drop(root_guard);
349004e86ffSlogin 
350004e86ffSlogin         return Ok(result);
351004e86ffSlogin     }
352004e86ffSlogin 
353004e86ffSlogin     /// @brief 计算每个簇有多少个字节
354004e86ffSlogin     #[inline]
355004e86ffSlogin     pub fn bytes_per_cluster(&self) -> u64 {
356004e86ffSlogin         return (self.bpb.bytes_per_sector as u64) * (self.bpb.sector_per_cluster as u64);
357004e86ffSlogin     }
358004e86ffSlogin 
359004e86ffSlogin     /// @brief 读取当前簇在FAT表中存储的信息
360004e86ffSlogin     ///
361004e86ffSlogin     /// @param cluster 当前簇
362004e86ffSlogin     ///
363004e86ffSlogin     /// @return Ok(FATEntry) 当前簇在FAT表中,存储的信息。(详情见FATEntry的注释)
364676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 错误码
365676b8ef6SMork     pub fn get_fat_entry(&self, cluster: Cluster) -> Result<FATEntry, SystemError> {
366004e86ffSlogin         let current_cluster = cluster.cluster_num;
3676d81180bSLoGin         if current_cluster < 2 {
3686d81180bSLoGin             // 0号簇和1号簇是保留簇,不允许用户使用
3696d81180bSLoGin             return Err(SystemError::EINVAL);
3706d81180bSLoGin         }
371004e86ffSlogin 
372004e86ffSlogin         let fat_type: FATType = self.bpb.fat_type;
373004e86ffSlogin         // 获取FAT表的起始扇区(相对分区起始扇区的偏移量)
374004e86ffSlogin         let fat_start_sector = self.fat_start_sector();
375004e86ffSlogin         let bytes_per_sec = self.bpb.bytes_per_sector as u64;
376004e86ffSlogin 
377004e86ffSlogin         // cluster对应的FAT表项在分区内的字节偏移量
378004e86ffSlogin         let fat_bytes_offset =
379004e86ffSlogin             fat_type.get_fat_bytes_offset(cluster, fat_start_sector, bytes_per_sec);
380004e86ffSlogin 
381004e86ffSlogin         // FAT表项所在的LBA地址
382004e86ffSlogin         // let fat_ent_lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_bytes_offset));
383004e86ffSlogin         let fat_ent_lba = self.partition.lba_start + fat_bytes_offset / LBA_SIZE as u64;
384004e86ffSlogin 
385004e86ffSlogin         // FAT表项在逻辑块内的字节偏移量
386004e86ffSlogin         let blk_offset = self.get_in_block_offset(fat_bytes_offset);
387004e86ffSlogin 
388*b5b571e0SLoGin         let mut v: Vec<u8> = vec![0; self.bpb.bytes_per_sector as usize];
389004e86ffSlogin         self.partition
390004e86ffSlogin             .disk()
391*b5b571e0SLoGin             .read_at(fat_ent_lba as usize, self.lba_per_sector(), &mut v)?;
392004e86ffSlogin 
393004e86ffSlogin         let mut cursor = VecCursor::new(v);
394004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(blk_offset as i64))?;
395004e86ffSlogin 
396004e86ffSlogin         let res: FATEntry = match self.bpb.fat_type {
397004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
398004e86ffSlogin                 let mut entry = cursor.read_u16()?;
399004e86ffSlogin                 // 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。
400004e86ffSlogin                 if (current_cluster & 1) > 0 {
401004e86ffSlogin                     entry >>= 4;
402004e86ffSlogin                 } else {
403004e86ffSlogin                     entry &= 0x0fff;
404004e86ffSlogin                 }
405004e86ffSlogin 
406004e86ffSlogin                 if entry == 0 {
407004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused
408004e86ffSlogin                 } else if entry == 0x0ff7 {
409004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad
410004e86ffSlogin                 } else if entry >= 0x0ff8 {
411004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain
412004e86ffSlogin                 } else {
413004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(Cluster {
414004e86ffSlogin                         cluster_num: entry as u64,
415004e86ffSlogin                         parent_cluster: current_cluster,
416004e86ffSlogin                     })
417004e86ffSlogin                 }
418004e86ffSlogin             }
419004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
420004e86ffSlogin                 let entry = cursor.read_u16()?;
421004e86ffSlogin 
422004e86ffSlogin                 if entry == 0 {
423004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused
424004e86ffSlogin                 } else if entry == 0xfff7 {
425004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad
426004e86ffSlogin                 } else if entry >= 0xfff8 {
427004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain
428004e86ffSlogin                 } else {
429004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(Cluster {
430004e86ffSlogin                         cluster_num: entry as u64,
431004e86ffSlogin                         parent_cluster: current_cluster,
432004e86ffSlogin                     })
433004e86ffSlogin                 }
434004e86ffSlogin             }
435004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
436004e86ffSlogin                 let entry = cursor.read_u32()? & 0x0fffffff;
437004e86ffSlogin 
438004e86ffSlogin                 match entry {
439*b5b571e0SLoGin                     _n if (0x0ffffff7..=0x0fffffff).contains(&current_cluster) => {
440004e86ffSlogin                         // 当前簇号不是一个能被获得的簇(可能是文件系统出错了)
441004e86ffSlogin                         kerror!("FAT32 get fat entry: current cluster number [{}] is not an allocatable cluster number.", current_cluster);
442004e86ffSlogin                         FATEntry::Bad
443004e86ffSlogin                     }
444004e86ffSlogin                     0 => FATEntry::Unused,
445004e86ffSlogin                     0x0ffffff7 => FATEntry::Bad,
446004e86ffSlogin                     0x0ffffff8..=0x0fffffff => FATEntry::EndOfChain,
447004e86ffSlogin                     _n => FATEntry::Next(Cluster {
448004e86ffSlogin                         cluster_num: entry as u64,
449004e86ffSlogin                         parent_cluster: current_cluster,
450004e86ffSlogin                     }),
451004e86ffSlogin                 }
452004e86ffSlogin             }
453004e86ffSlogin         };
454004e86ffSlogin         return Ok(res);
455004e86ffSlogin     }
456004e86ffSlogin 
457004e86ffSlogin     /// @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)
458004e86ffSlogin     ///
459004e86ffSlogin     /// @param cluster 当前簇
460004e86ffSlogin     ///
461004e86ffSlogin     /// @return Ok(u64) 当前簇在FAT表中,存储的信息。
462676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 错误码
463676b8ef6SMork     pub fn get_fat_entry_raw(&self, cluster: Cluster) -> Result<u64, SystemError> {
464004e86ffSlogin         let current_cluster = cluster.cluster_num;
465004e86ffSlogin 
466004e86ffSlogin         let fat_type: FATType = self.bpb.fat_type;
467004e86ffSlogin         // 获取FAT表的起始扇区(相对分区起始扇区的偏移量)
468004e86ffSlogin         let fat_start_sector = self.fat_start_sector();
469004e86ffSlogin         let bytes_per_sec = self.bpb.bytes_per_sector as u64;
470004e86ffSlogin 
471004e86ffSlogin         // cluster对应的FAT表项在分区内的字节偏移量
472004e86ffSlogin         let fat_bytes_offset =
473004e86ffSlogin             fat_type.get_fat_bytes_offset(cluster, fat_start_sector, bytes_per_sec);
474004e86ffSlogin 
475004e86ffSlogin         // FAT表项所在的LBA地址
476004e86ffSlogin         let fat_ent_lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_bytes_offset));
477004e86ffSlogin 
478004e86ffSlogin         // FAT表项在逻辑块内的字节偏移量
479004e86ffSlogin         let blk_offset = self.get_in_block_offset(fat_bytes_offset);
480004e86ffSlogin 
481*b5b571e0SLoGin         let mut v: Vec<u8> = vec![0; self.bpb.bytes_per_sector as usize];
482004e86ffSlogin         self.partition
483004e86ffSlogin             .disk()
484*b5b571e0SLoGin             .read_at(fat_ent_lba, self.lba_per_sector(), &mut v)?;
485004e86ffSlogin 
486004e86ffSlogin         let mut cursor = VecCursor::new(v);
487004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(blk_offset as i64))?;
488004e86ffSlogin 
489004e86ffSlogin         let res = match self.bpb.fat_type {
490004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
491004e86ffSlogin                 let mut entry = cursor.read_u16()?;
492004e86ffSlogin                 entry = if (current_cluster & 0x0001) > 0 {
493004e86ffSlogin                     entry >> 4
494004e86ffSlogin                 } else {
495004e86ffSlogin                     entry & 0x0fff
496004e86ffSlogin                 };
497004e86ffSlogin                 entry as u64
498004e86ffSlogin             }
499004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
500004e86ffSlogin                 let entry = (cursor.read_u16()?) as u64;
501004e86ffSlogin                 entry
502004e86ffSlogin             }
503004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
504004e86ffSlogin                 let entry = cursor.read_u32()? & 0x0fff_ffff;
505004e86ffSlogin                 entry as u64
506004e86ffSlogin             }
507004e86ffSlogin         };
508004e86ffSlogin 
509004e86ffSlogin         return Ok(res);
510004e86ffSlogin     }
511004e86ffSlogin 
512004e86ffSlogin     /// @brief 获取当前文件系统的root inode,在磁盘上的字节偏移量
513004e86ffSlogin     pub fn root_dir_bytes_offset(&self) -> u64 {
514004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
515004e86ffSlogin             FATType::FAT32(s) => {
516004e86ffSlogin                 let first_sec_cluster: u64 = (s.root_cluster as u64 - 2)
517004e86ffSlogin                     * (self.bpb.sector_per_cluster as u64)
518004e86ffSlogin                     + self.first_data_sector;
519004e86ffSlogin                 return (self.get_lba_from_offset(first_sec_cluster) * LBA_SIZE) as u64;
520004e86ffSlogin             }
521004e86ffSlogin             _ => {
522004e86ffSlogin                 let root_sec = (self.bpb.rsvd_sec_cnt as u64)
523004e86ffSlogin                     + (self.bpb.num_fats as u64) * (self.bpb.fat_size_16 as u64);
524004e86ffSlogin                 return (self.get_lba_from_offset(root_sec) * LBA_SIZE) as u64;
525004e86ffSlogin             }
526004e86ffSlogin         }
527004e86ffSlogin     }
528004e86ffSlogin 
529004e86ffSlogin     /// @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。
530004e86ffSlogin     /// 请注意,当前函数只对FAT12/FAT16生效。对于FAT32,返回None
531004e86ffSlogin     pub fn root_dir_end_bytes_offset(&self) -> Option<u64> {
532004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
533004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) | FATType::FAT16(_) => {
534004e86ffSlogin                 return Some(
535004e86ffSlogin                     self.root_dir_bytes_offset() + (self.bpb.root_entries_cnt as u64) * 32,
536004e86ffSlogin                 );
537004e86ffSlogin             }
538004e86ffSlogin             _ => {
539004e86ffSlogin                 return None;
540004e86ffSlogin             }
541004e86ffSlogin         }
542004e86ffSlogin     }
543004e86ffSlogin 
544004e86ffSlogin     /// @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)
545004e86ffSlogin     pub fn cluster_bytes_offset(&self, cluster: Cluster) -> u64 {
546004e86ffSlogin         if cluster.cluster_num >= 2 {
547004e86ffSlogin             // 指定簇的第一个扇区号
548004e86ffSlogin             let first_sec_of_cluster = (cluster.cluster_num - 2)
549004e86ffSlogin                 * (self.bpb.sector_per_cluster as u64)
550004e86ffSlogin                 + self.first_data_sector;
551004e86ffSlogin             return (self.get_lba_from_offset(first_sec_of_cluster) * LBA_SIZE) as u64;
552004e86ffSlogin         } else {
553004e86ffSlogin             return 0;
554004e86ffSlogin         }
555004e86ffSlogin     }
556004e86ffSlogin 
557004e86ffSlogin     /// @brief 获取一个空闲簇
558004e86ffSlogin     ///
559004e86ffSlogin     /// @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。
560004e86ffSlogin     ///
561004e86ffSlogin     /// @return Ok(Cluster) 新获取的空闲簇
562676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 错误码
563676b8ef6SMork     pub fn allocate_cluster(&self, prev_cluster: Option<Cluster>) -> Result<Cluster, SystemError> {
564004e86ffSlogin         let end_cluster: Cluster = self.max_cluster_number();
565004e86ffSlogin         let start_cluster: Cluster = match self.bpb.fat_type {
566004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
567*b5b571e0SLoGin                 let next_free: u64 = self.fs_info.0.lock().next_free().unwrap_or(0xffffffff);
568004e86ffSlogin                 if next_free < end_cluster.cluster_num {
569004e86ffSlogin                     Cluster::new(next_free)
570004e86ffSlogin                 } else {
571004e86ffSlogin                     Cluster::new(RESERVED_CLUSTERS as u64)
572004e86ffSlogin                 }
573004e86ffSlogin             }
574004e86ffSlogin             _ => Cluster::new(RESERVED_CLUSTERS as u64),
575004e86ffSlogin         };
576004e86ffSlogin 
577004e86ffSlogin         // 寻找一个空的簇
578004e86ffSlogin         let free_cluster: Cluster = match self.get_free_cluster(start_cluster, end_cluster) {
579004e86ffSlogin             Ok(c) => c,
580004e86ffSlogin             Err(_) if start_cluster.cluster_num > RESERVED_CLUSTERS as u64 => {
581004e86ffSlogin                 self.get_free_cluster(Cluster::new(RESERVED_CLUSTERS as u64), end_cluster)?
582004e86ffSlogin             }
583004e86ffSlogin             Err(e) => return Err(e),
584004e86ffSlogin         };
585004e86ffSlogin 
586004e86ffSlogin         self.set_entry(free_cluster, FATEntry::EndOfChain)?;
587004e86ffSlogin         // 减少空闲簇计数
588004e86ffSlogin         self.fs_info.0.lock().update_free_count_delta(-1);
589004e86ffSlogin         // 更新搜索空闲簇的参考量
590004e86ffSlogin         self.fs_info
591004e86ffSlogin             .0
592004e86ffSlogin             .lock()
593004e86ffSlogin             .update_next_free((free_cluster.cluster_num + 1) as u32);
594004e86ffSlogin 
595004e86ffSlogin         // 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。
596004e86ffSlogin         if let Some(prev_cluster) = prev_cluster {
597004e86ffSlogin             // kdebug!("set entry, prev ={prev_cluster:?}, next = {free_cluster:?}");
598004e86ffSlogin             self.set_entry(prev_cluster, FATEntry::Next(free_cluster))?;
599004e86ffSlogin         }
600004e86ffSlogin         // 清空新获取的这个簇
601004e86ffSlogin         self.zero_cluster(free_cluster)?;
602004e86ffSlogin         return Ok(free_cluster);
603004e86ffSlogin     }
604004e86ffSlogin 
605004e86ffSlogin     /// @brief 释放簇链上的所有簇
606004e86ffSlogin     ///
607004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 簇链的第一个簇
608676b8ef6SMork     pub fn deallocate_cluster_chain(&self, start_cluster: Cluster) -> Result<(), SystemError> {
609004e86ffSlogin         let clusters: Vec<Cluster> = self.clusters(start_cluster);
610004e86ffSlogin         for c in clusters {
611004e86ffSlogin             self.deallocate_cluster(c)?;
612004e86ffSlogin         }
613004e86ffSlogin         return Ok(());
614004e86ffSlogin     }
615004e86ffSlogin 
616004e86ffSlogin     /// @brief 释放簇
617004e86ffSlogin     ///
618004e86ffSlogin     /// @param 要释放的簇
619676b8ef6SMork     pub fn deallocate_cluster(&self, cluster: Cluster) -> Result<(), SystemError> {
620004e86ffSlogin         let entry: FATEntry = self.get_fat_entry(cluster)?;
621004e86ffSlogin         // 如果不是坏簇
622004e86ffSlogin         if entry != FATEntry::Bad {
623004e86ffSlogin             self.set_entry(cluster, FATEntry::Unused)?;
624004e86ffSlogin             self.fs_info.0.lock().update_free_count_delta(1);
625004e86ffSlogin             // 安全选项:清空被释放的簇
626004e86ffSlogin             #[cfg(feature = "secure")]
627004e86ffSlogin             self.zero_cluster(cluster)?;
628004e86ffSlogin             return Ok(());
629004e86ffSlogin         } else {
630004e86ffSlogin             // 不能释放坏簇
631004e86ffSlogin             kerror!("Bad clusters cannot be freed.");
632676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EFAULT);
633004e86ffSlogin         }
634004e86ffSlogin     }
635004e86ffSlogin 
636004e86ffSlogin     /// @brief 获取文件系统的根目录项
637004e86ffSlogin     pub fn root_dir(&self) -> FATDir {
638004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
639004e86ffSlogin             FATType::FAT32(s) => {
640004e86ffSlogin                 return FATDir {
641004e86ffSlogin                     first_cluster: Cluster::new(s.root_cluster as u64),
642004e86ffSlogin                     dir_name: String::from("/"),
643004e86ffSlogin                     root_offset: None,
644004e86ffSlogin                     short_dir_entry: None,
645004e86ffSlogin                     loc: None,
646004e86ffSlogin                 };
647004e86ffSlogin             }
648004e86ffSlogin             _ => FATDir {
649004e86ffSlogin                 first_cluster: Cluster::new(0),
650004e86ffSlogin                 dir_name: String::from("/"),
651004e86ffSlogin                 root_offset: Some(self.root_dir_bytes_offset()),
652004e86ffSlogin                 short_dir_entry: None,
653004e86ffSlogin                 loc: None,
654004e86ffSlogin             },
655004e86ffSlogin         }
656004e86ffSlogin     }
657004e86ffSlogin 
658004e86ffSlogin     /// @brief 获取FAT表的起始扇区(相对分区起始扇区的偏移量)
659004e86ffSlogin     pub fn fat_start_sector(&self) -> u64 {
660004e86ffSlogin         let active_fat = self.active_fat();
661004e86ffSlogin         let fat_size = self.fat_size();
662004e86ffSlogin         return self.bpb.rsvd_sec_cnt as u64 + active_fat * fat_size;
663004e86ffSlogin     }
664004e86ffSlogin 
665004e86ffSlogin     /// @brief 获取当前活动的FAT表
666004e86ffSlogin     pub fn active_fat(&self) -> u64 {
667004e86ffSlogin         if self.mirroring_enabled() {
668004e86ffSlogin             return 0;
669004e86ffSlogin         } else {
670004e86ffSlogin             match self.bpb.fat_type {
671004e86ffSlogin                 FATType::FAT32(bpb32) => {
672004e86ffSlogin                     return (bpb32.ext_flags & 0x0f) as u64;
673004e86ffSlogin                 }
674004e86ffSlogin                 _ => {
675004e86ffSlogin                     return 0;
676004e86ffSlogin                 }
677004e86ffSlogin             }
678004e86ffSlogin         }
679004e86ffSlogin     }
680004e86ffSlogin 
681004e86ffSlogin     /// @brief 获取当前文件系统的每个FAT表的大小
682004e86ffSlogin     pub fn fat_size(&self) -> u64 {
683004e86ffSlogin         if self.bpb.fat_size_16 != 0 {
684004e86ffSlogin             return self.bpb.fat_size_16 as u64;
685004e86ffSlogin         } else {
686004e86ffSlogin             match self.bpb.fat_type {
687004e86ffSlogin                 FATType::FAT32(bpb32) => {
688004e86ffSlogin                     return bpb32.fat_size_32 as u64;
689004e86ffSlogin                 }
690004e86ffSlogin 
691004e86ffSlogin                 _ => {
692004e86ffSlogin                     panic!("FAT12 and FAT16 volumes should have non-zero BPB_FATSz16");
693004e86ffSlogin                 }
694004e86ffSlogin             }
695004e86ffSlogin         }
696004e86ffSlogin     }
697004e86ffSlogin 
698004e86ffSlogin     /// @brief 判断当前文件系统是否启用了FAT表镜像
699004e86ffSlogin     pub fn mirroring_enabled(&self) -> bool {
700004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
701004e86ffSlogin             FATType::FAT32(bpb32) => {
702004e86ffSlogin                 return (bpb32.ext_flags & 0x80) == 0;
703004e86ffSlogin             }
704004e86ffSlogin             _ => {
705004e86ffSlogin                 return false;
706004e86ffSlogin             }
707004e86ffSlogin         }
708004e86ffSlogin     }
709004e86ffSlogin 
710004e86ffSlogin     /// @brief 根据分区内的扇区偏移量,获得在磁盘上的LBA地址
711004e86ffSlogin     #[inline]
712004e86ffSlogin     pub fn get_lba_from_offset(&self, in_partition_sec_offset: u64) -> usize {
713004e86ffSlogin         return (self.partition.lba_start
714004e86ffSlogin             + in_partition_sec_offset * (self.bpb.bytes_per_sector as u64 / LBA_SIZE as u64))
715004e86ffSlogin             as usize;
716004e86ffSlogin     }
717004e86ffSlogin 
718004e86ffSlogin     /// @brief 获取每个扇区占用多少个LBA
719004e86ffSlogin     #[inline]
720004e86ffSlogin     pub fn lba_per_sector(&self) -> usize {
721004e86ffSlogin         return self.bpb.bytes_per_sector as usize / LBA_SIZE;
722004e86ffSlogin     }
723004e86ffSlogin 
724004e86ffSlogin     /// @brief 将分区内字节偏移量转换为扇区偏移量
725004e86ffSlogin     #[inline]
726004e86ffSlogin     pub fn bytes_to_sector(&self, in_partition_bytes_offset: u64) -> u64 {
727004e86ffSlogin         return in_partition_bytes_offset / (self.bpb.bytes_per_sector as u64);
728004e86ffSlogin     }
729004e86ffSlogin 
730004e86ffSlogin     /// @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
731004e86ffSlogin     #[inline]
732004e86ffSlogin     pub fn get_in_partition_bytes_offset(&self, disk_bytes_offset: u64) -> u64 {
733004e86ffSlogin         return disk_bytes_offset - (self.partition.lba_start * LBA_SIZE as u64);
734004e86ffSlogin     }
735004e86ffSlogin 
736004e86ffSlogin     /// @brief 根据字节偏移量计算在逻辑块内的字节偏移量
737004e86ffSlogin     #[inline]
738004e86ffSlogin     pub fn get_in_block_offset(&self, bytes_offset: u64) -> u64 {
739004e86ffSlogin         return bytes_offset % LBA_SIZE as u64;
740004e86ffSlogin     }
741004e86ffSlogin 
742004e86ffSlogin     /// @brief 获取在FAT表中,以start_cluster开头的FAT链的所有簇的信息
743004e86ffSlogin     ///
744004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 整个FAT链的起始簇号
745004e86ffSlogin     pub fn clusters(&self, start_cluster: Cluster) -> Vec<Cluster> {
746004e86ffSlogin         return self.cluster_iter(start_cluster).collect();
747004e86ffSlogin     }
748004e86ffSlogin 
749004e86ffSlogin     /// @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)
750004e86ffSlogin     ///
751004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 整个FAT链的起始簇号
752004e86ffSlogin     pub fn num_clusters_chain(&self, start_cluster: Cluster) -> u64 {
753004e86ffSlogin         return self
754004e86ffSlogin             .cluster_iter(start_cluster)
755004e86ffSlogin             .fold(0, |size, _cluster| size + 1);
756004e86ffSlogin     }
757004e86ffSlogin     /// @brief 获取一个簇迭代器对象
758004e86ffSlogin     ///
759004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 整个FAT链的起始簇号
760004e86ffSlogin     fn cluster_iter(&self, start_cluster: Cluster) -> ClusterIter {
761004e86ffSlogin         return ClusterIter {
762004e86ffSlogin             current_cluster: Some(start_cluster),
763004e86ffSlogin             fs: self,
764004e86ffSlogin         };
765004e86ffSlogin     }
766004e86ffSlogin 
767004e86ffSlogin     /// @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)
768004e86ffSlogin     #[inline]
769004e86ffSlogin     pub fn get_cluster_by_relative(&self, start_cluster: Cluster, n: usize) -> Option<Cluster> {
770*b5b571e0SLoGin         return self.cluster_iter(start_cluster).nth(n);
771004e86ffSlogin     }
772004e86ffSlogin 
773004e86ffSlogin     /// @brief 获取整个簇链的最后一个簇
774004e86ffSlogin     #[inline]
775004e86ffSlogin     pub fn get_last_cluster(&self, start_cluster: Cluster) -> Option<Cluster> {
776004e86ffSlogin         return self.cluster_iter(start_cluster).last();
777004e86ffSlogin     }
778004e86ffSlogin 
779004e86ffSlogin     /// @brief 判断FAT文件系统的shut bit是否正常。
780004e86ffSlogin     /// 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”
781004e86ffSlogin     /// 参考资料:https://thestarman.pcministry.com/DOS/DirtyShutdownFlag.html
782004e86ffSlogin     ///
783004e86ffSlogin     /// @return Ok(true) 正常
784004e86ffSlogin     /// @return Ok(false) 不正常
785676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 在判断时发生错误
78691e9d4abSLoGin     #[allow(dead_code)]
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;
946*b5b571e0SLoGin                 let mut v: Vec<u8> = vec![0; num_lba * LBA_SIZE];
947004e86ffSlogin                 self.partition.disk().read_at(lba, num_lba, &mut v)?;
948004e86ffSlogin 
949004e86ffSlogin                 let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
950004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
951004e86ffSlogin 
952004e86ffSlogin                 let mut packed_val: u16 = cursor.read_u16()?;
953004e86ffSlogin                 loop {
954004e86ffSlogin                     let val = if (cluster & 0x1) > 0 {
955004e86ffSlogin                         packed_val >> 4
956004e86ffSlogin                     } else {
957004e86ffSlogin                         packed_val & 0x0fff
958004e86ffSlogin                     };
959004e86ffSlogin                     if val == 0 {
960*b5b571e0SLoGin                         return Ok(Cluster::new(cluster));
961004e86ffSlogin                     }
962004e86ffSlogin 
963004e86ffSlogin                     cluster += 1;
964004e86ffSlogin 
965004e86ffSlogin                     // 磁盘无剩余空间,或者簇号达到给定的最大值
966004e86ffSlogin                     if cluster == end_cluster.cluster_num || cluster == max_cluster.cluster_num {
967676b8ef6SMork                         return Err(SystemError::ENOSPC);
968004e86ffSlogin                     }
969004e86ffSlogin 
970004e86ffSlogin                     packed_val = match cluster & 1 {
971004e86ffSlogin                         0 => cursor.read_u16()?,
972004e86ffSlogin                         _ => {
973004e86ffSlogin                             let next_byte = cursor.read_u8()? as u16;
974004e86ffSlogin                             (packed_val >> 8) | (next_byte << 8)
975004e86ffSlogin                         }
976004e86ffSlogin                     };
977004e86ffSlogin                 }
978004e86ffSlogin             }
979004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
980004e86ffSlogin                 // todo: 优化这里,减少读取磁盘的次数。
981004e86ffSlogin                 while cluster < end_cluster.cluster_num && cluster < max_cluster.cluster_num {
982004e86ffSlogin                     let part_bytes_offset: u64 = fat_type.get_fat_bytes_offset(
983004e86ffSlogin                         Cluster::new(cluster),
984004e86ffSlogin                         fat_start_sector,
985004e86ffSlogin                         bytes_per_sec,
986004e86ffSlogin                     );
987004e86ffSlogin                     let in_block_offset = self.get_in_block_offset(part_bytes_offset);
988004e86ffSlogin 
989004e86ffSlogin                     let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(part_bytes_offset));
990004e86ffSlogin 
991*b5b571e0SLoGin                     let mut v: Vec<u8> = vec![0; self.lba_per_sector() * LBA_SIZE];
992004e86ffSlogin                     self.partition
993004e86ffSlogin                         .disk()
994004e86ffSlogin                         .read_at(lba, self.lba_per_sector(), &mut v)?;
995004e86ffSlogin 
996004e86ffSlogin                     let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
997004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
998004e86ffSlogin 
999004e86ffSlogin                     let val = cursor.read_u16()?;
1000004e86ffSlogin                     // 找到空闲簇
1001004e86ffSlogin                     if val == 0 {
1002004e86ffSlogin                         return Ok(Cluster::new(val as u64));
1003004e86ffSlogin                     }
1004004e86ffSlogin                     cluster += 1;
1005004e86ffSlogin                 }
1006004e86ffSlogin 
1007004e86ffSlogin                 // 磁盘无剩余空间,或者簇号达到给定的最大值
1008676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOSPC);
1009004e86ffSlogin             }
1010004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
1011004e86ffSlogin                 // todo: 优化这里,减少读取磁盘的次数。
1012004e86ffSlogin                 while cluster < end_cluster.cluster_num && cluster < max_cluster.cluster_num {
1013004e86ffSlogin                     let part_bytes_offset: u64 = fat_type.get_fat_bytes_offset(
1014004e86ffSlogin                         Cluster::new(cluster),
1015004e86ffSlogin                         fat_start_sector,
1016004e86ffSlogin                         bytes_per_sec,
1017004e86ffSlogin                     );
1018004e86ffSlogin                     let in_block_offset = self.get_in_block_offset(part_bytes_offset);
1019004e86ffSlogin 
1020004e86ffSlogin                     let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(part_bytes_offset));
1021004e86ffSlogin 
1022*b5b571e0SLoGin                     let mut v: Vec<u8> = vec![0; self.lba_per_sector() * LBA_SIZE];
1023004e86ffSlogin                     self.partition
1024004e86ffSlogin                         .disk()
1025004e86ffSlogin                         .read_at(lba, self.lba_per_sector(), &mut v)?;
1026004e86ffSlogin 
1027004e86ffSlogin                     let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1028004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1029004e86ffSlogin 
1030004e86ffSlogin                     let val = cursor.read_u32()? & 0x0fffffff;
1031004e86ffSlogin 
1032004e86ffSlogin                     if val == 0 {
1033004e86ffSlogin                         return Ok(Cluster::new(cluster));
1034004e86ffSlogin                     }
1035004e86ffSlogin                     cluster += 1;
1036004e86ffSlogin                 }
1037004e86ffSlogin 
1038004e86ffSlogin                 // 磁盘无剩余空间,或者簇号达到给定的最大值
1039676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOSPC);
1040004e86ffSlogin             }
1041004e86ffSlogin         }
1042004e86ffSlogin     }
1043004e86ffSlogin 
1044004e86ffSlogin     /// @brief 在FAT表中,设置指定的簇的信息。
1045004e86ffSlogin     ///
1046004e86ffSlogin     /// @param cluster 目标簇
1047004e86ffSlogin     /// @param fat_entry 这个簇在FAT表中,存储的信息(下一个簇的簇号)
1048676b8ef6SMork     pub fn set_entry(&self, cluster: Cluster, fat_entry: FATEntry) -> Result<(), SystemError> {
1049004e86ffSlogin         // fat表项在分区上的字节偏移量
1050004e86ffSlogin         let fat_part_bytes_offset: u64 = self.bpb.fat_type.get_fat_bytes_offset(
1051004e86ffSlogin             cluster,
1052004e86ffSlogin             self.fat_start_sector(),
1053004e86ffSlogin             self.bpb.bytes_per_sector as u64,
1054004e86ffSlogin         );
1055004e86ffSlogin 
1056004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
1057004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
1058004e86ffSlogin                 // 计算要写入的值
1059004e86ffSlogin                 let raw_val: u16 = match fat_entry {
1060004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused => 0,
1061004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad => 0xff7,
1062004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain => 0xfff,
1063004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(c) => c.cluster_num as u16,
1064004e86ffSlogin                 };
1065004e86ffSlogin 
1066004e86ffSlogin                 let in_block_offset = self.get_in_block_offset(fat_part_bytes_offset);
1067004e86ffSlogin 
1068004e86ffSlogin                 let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_part_bytes_offset));
1069004e86ffSlogin 
1070*b5b571e0SLoGin                 let mut v: Vec<u8> = vec![0; LBA_SIZE];
1071004e86ffSlogin                 self.partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1072004e86ffSlogin 
1073004e86ffSlogin                 let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1074004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1075004e86ffSlogin 
1076004e86ffSlogin                 let old_val: u16 = cursor.read_u16()?;
1077004e86ffSlogin                 let new_val: u16 = if (cluster.cluster_num & 0x1) > 0 {
1078004e86ffSlogin                     (old_val & 0x000f) | (raw_val << 4)
1079004e86ffSlogin                 } else {
1080004e86ffSlogin                     (old_val & 0xf000) | raw_val
1081004e86ffSlogin                 };
1082004e86ffSlogin 
1083004e86ffSlogin                 // 写回数据到磁盘上
1084004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1085004e86ffSlogin                 cursor.write_u16(new_val)?;
1086004e86ffSlogin                 self.partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1087004e86ffSlogin                 return Ok(());
1088004e86ffSlogin             }
1089004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
1090004e86ffSlogin                 // 计算要写入的值
1091004e86ffSlogin                 let raw_val: u16 = match fat_entry {
1092004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused => 0,
1093004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad => 0xfff7,
1094004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain => 0xfdff,
1095004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(c) => c.cluster_num as u16,
1096004e86ffSlogin                 };
1097004e86ffSlogin 
1098004e86ffSlogin                 let in_block_offset = self.get_in_block_offset(fat_part_bytes_offset);
1099004e86ffSlogin 
1100004e86ffSlogin                 let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_part_bytes_offset));
1101004e86ffSlogin 
1102*b5b571e0SLoGin                 let mut v: Vec<u8> = vec![0; LBA_SIZE];
1103004e86ffSlogin                 self.partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1104004e86ffSlogin 
1105004e86ffSlogin                 let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1106004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1107004e86ffSlogin 
1108004e86ffSlogin                 cursor.write_u16(raw_val)?;
1109004e86ffSlogin                 self.partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1110004e86ffSlogin 
1111004e86ffSlogin                 return Ok(());
1112004e86ffSlogin             }
1113004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
1114004e86ffSlogin                 let fat_size: u64 = self.fat_size();
1115004e86ffSlogin                 let bound: u64 = if self.mirroring_enabled() {
1116004e86ffSlogin                     1
1117004e86ffSlogin                 } else {
1118004e86ffSlogin                     self.bpb.num_fats as u64
1119004e86ffSlogin                 };
1120004e86ffSlogin                 // kdebug!("set entry, bound={bound}, fat_size={fat_size}");
1121004e86ffSlogin                 for i in 0..bound {
1122004e86ffSlogin                     // 当前操作的FAT表在磁盘上的字节偏移量
1123004e86ffSlogin                     let f_offset: u64 = fat_part_bytes_offset + i * fat_size;
1124004e86ffSlogin                     let in_block_offset: u64 = self.get_in_block_offset(f_offset);
1125004e86ffSlogin                     let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(f_offset));
1126004e86ffSlogin 
1127004e86ffSlogin                     // kdebug!("set entry, lba={lba}, in_block_offset={in_block_offset}");
1128*b5b571e0SLoGin                     let mut v: Vec<u8> = vec![0; LBA_SIZE];
1129004e86ffSlogin                     self.partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1130004e86ffSlogin 
1131004e86ffSlogin                     let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1132004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1133004e86ffSlogin 
1134004e86ffSlogin                     // FAT32的高4位保留
1135004e86ffSlogin                     let old_bits = cursor.read_u32()? & 0xf0000000;
1136004e86ffSlogin 
1137004e86ffSlogin                     if fat_entry == FATEntry::Unused
1138004e86ffSlogin                         && cluster.cluster_num >= 0x0ffffff7
1139004e86ffSlogin                         && cluster.cluster_num <= 0x0fffffff
1140004e86ffSlogin                     {
1141004e86ffSlogin                         kerror!(
1142004e86ffSlogin                             "FAT32: Reserved Cluster {:?} cannot be marked as free",
1143004e86ffSlogin                             cluster
1144004e86ffSlogin                         );
1145676b8ef6SMork                         return Err(SystemError::EPERM);
1146004e86ffSlogin                     }
1147004e86ffSlogin 
1148004e86ffSlogin                     // 计算要写入的值
1149004e86ffSlogin                     let mut raw_val: u32 = match fat_entry {
1150004e86ffSlogin                         FATEntry::Unused => 0,
1151004e86ffSlogin                         FATEntry::Bad => 0x0FFFFFF7,
1152004e86ffSlogin                         FATEntry::EndOfChain => 0x0FFFFFFF,
1153004e86ffSlogin                         FATEntry::Next(c) => c.cluster_num as u32,
1154004e86ffSlogin                     };
1155004e86ffSlogin 
1156004e86ffSlogin                     // 恢复保留位
1157004e86ffSlogin                     raw_val |= old_bits;
1158004e86ffSlogin 
1159004e86ffSlogin                     // kdebug!("sent entry, raw_val={raw_val}");
1160004e86ffSlogin 
1161004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1162004e86ffSlogin                     cursor.write_u32(raw_val)?;
1163004e86ffSlogin 
1164004e86ffSlogin                     self.partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1165004e86ffSlogin                 }
1166004e86ffSlogin 
1167004e86ffSlogin                 return Ok(());
1168004e86ffSlogin             }
1169004e86ffSlogin         }
1170004e86ffSlogin     }
1171004e86ffSlogin 
1172004e86ffSlogin     /// @brief 清空指定的簇
1173004e86ffSlogin     ///
1174004e86ffSlogin     /// @param cluster 要被清空的簇
1175676b8ef6SMork     pub fn zero_cluster(&self, cluster: Cluster) -> Result<(), SystemError> {
1176004e86ffSlogin         // 准备数据,用于写入
1177004e86ffSlogin         let zeros: Vec<u8> = vec![0u8; self.bytes_per_cluster() as usize];
1178004e86ffSlogin         let offset: usize = self.cluster_bytes_offset(cluster) as usize;
1179004e86ffSlogin         self.partition
1180004e86ffSlogin             .disk()
1181b087521eSChiichen             .write_at_bytes(offset, zeros.len(), zeros.as_slice())?;
1182004e86ffSlogin         return Ok(());
1183004e86ffSlogin     }
1184004e86ffSlogin }
1185004e86ffSlogin 
1186004e86ffSlogin impl Drop for FATFileSystem {
1187004e86ffSlogin     fn drop(&mut self) {
1188004e86ffSlogin         let r = self.umount();
1189004e86ffSlogin         if r.is_err() {
1190004e86ffSlogin             kerror!(
1191676b8ef6SMork                 "Umount FAT filesystem failed: errno={:?}, FS detail:{self:?}",
11928d72b68dSJomo                 r.as_ref().unwrap_err()
1193004e86ffSlogin             );
1194004e86ffSlogin         }
1195004e86ffSlogin     }
1196004e86ffSlogin }
1197004e86ffSlogin 
1198004e86ffSlogin impl FATFsInfo {
1199004e86ffSlogin     const LEAD_SIG: u32 = 0x41615252;
1200004e86ffSlogin     const STRUC_SIG: u32 = 0x61417272;
1201004e86ffSlogin     const TRAIL_SIG: u32 = 0xAA550000;
120291e9d4abSLoGin     #[allow(dead_code)]
1203004e86ffSlogin     const FS_INFO_SIZE: u64 = 512;
1204004e86ffSlogin 
1205004e86ffSlogin     /// @brief 从磁盘上读取FAT文件系统的FSInfo结构体
1206004e86ffSlogin     ///
1207004e86ffSlogin     /// @param partition 磁盘分区
1208004e86ffSlogin     /// @param in_disk_fs_info_offset FSInfo扇区在磁盘内的字节偏移量(单位:字节)
1209004e86ffSlogin     /// @param bytes_per_sec 每扇区字节数
1210004e86ffSlogin     pub fn new(
1211004e86ffSlogin         partition: Arc<Partition>,
1212004e86ffSlogin         in_disk_fs_info_offset: u64,
1213004e86ffSlogin         bytes_per_sec: usize,
1214676b8ef6SMork     ) -> Result<Self, SystemError> {
1215*b5b571e0SLoGin         let mut v = vec![0; bytes_per_sec];
1216004e86ffSlogin 
1217004e86ffSlogin         // 计算fs_info扇区在磁盘上的字节偏移量,从磁盘读取数据
1218004e86ffSlogin         partition
1219004e86ffSlogin             .disk()
1220004e86ffSlogin             .read_at(in_disk_fs_info_offset as usize / LBA_SIZE, 1, &mut v)?;
1221004e86ffSlogin         let mut cursor = VecCursor::new(v);
1222004e86ffSlogin 
1223*b5b571e0SLoGin         let mut fsinfo = FATFsInfo {
1224*b5b571e0SLoGin             lead_sig: cursor.read_u32()?,
1225*b5b571e0SLoGin             ..Default::default()
1226*b5b571e0SLoGin         };
1227004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(480))?;
1228004e86ffSlogin         fsinfo.struc_sig = cursor.read_u32()?;
1229004e86ffSlogin         fsinfo.free_count = cursor.read_u32()?;
1230004e86ffSlogin         fsinfo.next_free = cursor.read_u32()?;
1231004e86ffSlogin 
1232004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(12))?;
1233004e86ffSlogin 
1234004e86ffSlogin         fsinfo.trail_sig = cursor.read_u32()?;
1235004e86ffSlogin         fsinfo.dirty = false;
1236004e86ffSlogin         fsinfo.offset = Some(in_disk_fs_info_offset);
1237004e86ffSlogin 
1238004e86ffSlogin         if fsinfo.is_valid() {
1239004e86ffSlogin             return Ok(fsinfo);
1240004e86ffSlogin         } else {
1241004e86ffSlogin             kerror!("Error occurred while parsing FATFsInfo.");
1242676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EINVAL);
1243004e86ffSlogin         }
1244004e86ffSlogin     }
1245004e86ffSlogin 
1246004e86ffSlogin     /// @brief 判断是否为正确的FsInfo结构体
1247004e86ffSlogin     fn is_valid(&self) -> bool {
1248004e86ffSlogin         self.lead_sig == Self::LEAD_SIG
1249004e86ffSlogin             && self.struc_sig == Self::STRUC_SIG
1250004e86ffSlogin             && self.trail_sig == Self::TRAIL_SIG
1251004e86ffSlogin     }
1252004e86ffSlogin 
1253004e86ffSlogin     /// @brief 根据fsinfo的信息,计算当前总的空闲簇数量
1254004e86ffSlogin     ///
1255004e86ffSlogin     /// @param 当前文件系统的最大簇号
1256004e86ffSlogin     pub fn count_free_cluster(&self, max_cluster: Cluster) -> Option<u64> {
1257004e86ffSlogin         let count_clusters = max_cluster.cluster_num - RESERVED_CLUSTERS as u64 + 1;
1258004e86ffSlogin         // 信息不合理,当前的FsInfo中存储的free count大于计算出来的值
1259004e86ffSlogin         if self.free_count as u64 > count_clusters {
1260004e86ffSlogin             return None;
1261004e86ffSlogin         } else {
1262004e86ffSlogin             match self.free_count {
1263004e86ffSlogin                 // free count字段不可用
1264004e86ffSlogin                 0xffffffff => return None,
1265004e86ffSlogin                 // 返回FsInfo中存储的数据
1266004e86ffSlogin                 n => return Some(n as u64),
1267004e86ffSlogin             }
1268004e86ffSlogin         }
1269004e86ffSlogin     }
1270004e86ffSlogin 
1271004e86ffSlogin     /// @brief 更新FsInfo中的“空闲簇统计信息“为new_count
1272004e86ffSlogin     ///
1273004e86ffSlogin     /// 请注意,除非手动调用`flush()`,否则本函数不会将数据刷入磁盘
1274004e86ffSlogin     pub fn update_free_count_abs(&mut self, new_count: u32) {
1275004e86ffSlogin         self.free_count = new_count;
1276004e86ffSlogin     }
1277004e86ffSlogin 
1278004e86ffSlogin     /// @brief 更新FsInfo中的“空闲簇统计信息“,把它加上delta.
1279004e86ffSlogin     ///
1280004e86ffSlogin     /// 请注意,除非手动调用`flush()`,否则本函数不会将数据刷入磁盘
1281004e86ffSlogin     pub fn update_free_count_delta(&mut self, delta: i32) {
1282004e86ffSlogin         self.free_count = (self.free_count as i32 + delta) as u32;
1283004e86ffSlogin     }
1284004e86ffSlogin 
1285004e86ffSlogin     /// @brief 更新FsInfo中的“第一个空闲簇统计信息“为next_free.
1286004e86ffSlogin     ///
1287004e86ffSlogin     /// 请注意,除非手动调用`flush()`,否则本函数不会将数据刷入磁盘
1288004e86ffSlogin     pub fn update_next_free(&mut self, next_free: u32) {
1289004e86ffSlogin         // 这个值是参考量,不一定要准确,仅供加速查找
1290004e86ffSlogin         self.next_free = next_free;
1291004e86ffSlogin     }
1292004e86ffSlogin 
1293004e86ffSlogin     /// @brief 获取fs info 记载的第一个空闲簇。(不一定准确,仅供参考)
1294004e86ffSlogin     pub fn next_free(&self) -> Option<u64> {
1295004e86ffSlogin         match self.next_free {
1296004e86ffSlogin             0xffffffff => return None,
1297004e86ffSlogin             0 | 1 => return None,
1298004e86ffSlogin             n => return Some(n as u64),
1299004e86ffSlogin         };
1300004e86ffSlogin     }
1301004e86ffSlogin 
1302004e86ffSlogin     /// @brief 把fs info刷入磁盘
1303004e86ffSlogin     ///
1304004e86ffSlogin     /// @param partition fs info所在的分区
1305676b8ef6SMork     pub fn flush(&self, partition: &Arc<Partition>) -> Result<(), SystemError> {
1306004e86ffSlogin         if let Some(off) = self.offset {
1307004e86ffSlogin             let in_block_offset = off % LBA_SIZE as u64;
1308004e86ffSlogin 
1309004e86ffSlogin             let lba = off as usize / LBA_SIZE;
1310004e86ffSlogin 
1311*b5b571e0SLoGin             let mut v: Vec<u8> = vec![0; LBA_SIZE];
1312004e86ffSlogin             partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1313004e86ffSlogin 
1314004e86ffSlogin             let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1315004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1316004e86ffSlogin 
1317004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.lead_sig)?;
1318004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(480))?;
1319004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.struc_sig)?;
1320004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.free_count)?;
1321004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.next_free)?;
1322004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(12))?;
1323004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.trail_sig)?;
1324004e86ffSlogin 
1325004e86ffSlogin             partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1326004e86ffSlogin         }
1327004e86ffSlogin         return Ok(());
1328004e86ffSlogin     }
1329004e86ffSlogin 
1330004e86ffSlogin     /// @brief 读取磁盘上的Fs Info扇区,将里面的内容更新到结构体中
1331004e86ffSlogin     ///
1332004e86ffSlogin     /// @param partition fs info所在的分区
1333676b8ef6SMork     pub fn update(&mut self, partition: Arc<Partition>) -> Result<(), SystemError> {
1334004e86ffSlogin         if let Some(off) = self.offset {
1335004e86ffSlogin             let in_block_offset = off % LBA_SIZE as u64;
1336004e86ffSlogin 
1337004e86ffSlogin             let lba = off as usize / LBA_SIZE;
1338004e86ffSlogin 
1339*b5b571e0SLoGin             let mut v: Vec<u8> = vec![0; LBA_SIZE];
1340004e86ffSlogin             partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1341004e86ffSlogin             let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1342004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1343004e86ffSlogin             self.lead_sig = cursor.read_u32()?;
1344004e86ffSlogin 
1345004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(480))?;
1346004e86ffSlogin             self.struc_sig = cursor.read_u32()?;
1347004e86ffSlogin             self.free_count = cursor.read_u32()?;
1348004e86ffSlogin             self.next_free = cursor.read_u32()?;
1349004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(12))?;
1350004e86ffSlogin             self.trail_sig = cursor.read_u32()?;
1351004e86ffSlogin         }
1352004e86ffSlogin         return Ok(());
1353004e86ffSlogin     }
1354004e86ffSlogin }
1355004e86ffSlogin 
1356004e86ffSlogin impl IndexNode for LockedFATInode {
1357004e86ffSlogin     fn read_at(
1358004e86ffSlogin         &self,
1359004e86ffSlogin         offset: usize,
1360004e86ffSlogin         len: usize,
1361004e86ffSlogin         buf: &mut [u8],
1362004e86ffSlogin         _data: &mut FilePrivateData,
1363676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
1364004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1365004e86ffSlogin         match &guard.inode_type {
1366004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(f) | FATDirEntry::VolId(f) => {
1367004e86ffSlogin                 let r = f.read(
1368004e86ffSlogin                     &guard.fs.upgrade().unwrap(),
1369004e86ffSlogin                     &mut buf[0..len],
1370004e86ffSlogin                     offset as u64,
1371004e86ffSlogin                 );
1372004e86ffSlogin                 guard.update_metadata();
1373004e86ffSlogin                 return r;
1374004e86ffSlogin             }
1375004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(_) => {
1376676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EISDIR);
1377004e86ffSlogin             }
1378004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1379004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1380676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1381004e86ffSlogin             }
1382004e86ffSlogin         }
1383004e86ffSlogin     }
1384004e86ffSlogin 
1385004e86ffSlogin     fn write_at(
1386004e86ffSlogin         &self,
1387004e86ffSlogin         offset: usize,
1388004e86ffSlogin         len: usize,
1389004e86ffSlogin         buf: &[u8],
1390004e86ffSlogin         _data: &mut FilePrivateData,
1391676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
1392004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1393004e86ffSlogin         let fs: &Arc<FATFileSystem> = &guard.fs.upgrade().unwrap();
1394004e86ffSlogin 
1395004e86ffSlogin         match &mut guard.inode_type {
1396004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(f) | FATDirEntry::VolId(f) => {
1397004e86ffSlogin                 let r = f.write(fs, &buf[0..len], offset as u64);
1398004e86ffSlogin                 guard.update_metadata();
1399004e86ffSlogin                 return r;
1400004e86ffSlogin             }
1401004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(_) => {
1402676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EISDIR);
1403004e86ffSlogin             }
1404004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1405004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1406676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1407004e86ffSlogin             }
1408004e86ffSlogin         }
1409004e86ffSlogin     }
1410004e86ffSlogin 
1411004e86ffSlogin     fn create(
1412004e86ffSlogin         &self,
1413004e86ffSlogin         name: &str,
1414004e86ffSlogin         file_type: FileType,
14156b4e7a29SLoGin         _mode: ModeType,
1416676b8ef6SMork     ) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
1417004e86ffSlogin         // 由于FAT32不支持文件权限的功能,因此忽略mode参数
1418004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1419004e86ffSlogin         let fs: &Arc<FATFileSystem> = &guard.fs.upgrade().unwrap();
1420004e86ffSlogin 
1421004e86ffSlogin         match &mut guard.inode_type {
1422004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1423676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1424004e86ffSlogin             }
1425004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => match file_type {
1426004e86ffSlogin                 FileType::File => {
1427004e86ffSlogin                     d.create_file(name, fs)?;
1428004e86ffSlogin                     return Ok(guard.find(name)?);
1429004e86ffSlogin                 }
1430004e86ffSlogin                 FileType::Dir => {
1431004e86ffSlogin                     d.create_dir(name, fs)?;
1432004e86ffSlogin                     return Ok(guard.find(name)?);
1433004e86ffSlogin                 }
1434004e86ffSlogin 
143579a452ceShoumkh                 FileType::SymLink => return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP),
1436676b8ef6SMork                 _ => return Err(SystemError::EINVAL),
1437004e86ffSlogin             },
1438004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1439004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1440676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1441004e86ffSlogin             }
1442004e86ffSlogin         }
1443004e86ffSlogin     }
1444004e86ffSlogin 
1445004e86ffSlogin     fn fs(&self) -> Arc<dyn FileSystem> {
1446004e86ffSlogin         return self.0.lock().fs.upgrade().unwrap();
1447004e86ffSlogin     }
1448004e86ffSlogin 
1449004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn core::any::Any {
1450004e86ffSlogin         return self;
1451004e86ffSlogin     }
1452004e86ffSlogin 
1453676b8ef6SMork     fn metadata(&self) -> Result<Metadata, SystemError> {
1454004e86ffSlogin         return Ok(self.0.lock().metadata.clone());
1455004e86ffSlogin     }
14566d81180bSLoGin     fn resize(&self, len: usize) -> Result<(), SystemError> {
14576d81180bSLoGin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
14586d81180bSLoGin         let fs: &Arc<FATFileSystem> = &guard.fs.upgrade().unwrap();
14596d81180bSLoGin         let old_size = guard.metadata.size as usize;
14606d81180bSLoGin 
14616d81180bSLoGin         match &mut guard.inode_type {
14626d81180bSLoGin             FATDirEntry::File(file) | FATDirEntry::VolId(file) => {
14636d81180bSLoGin                 // 如果新的长度和旧的长度相同,那么就直接返回
1464*b5b571e0SLoGin                 match len.cmp(&old_size) {
1465*b5b571e0SLoGin                     Ordering::Equal => {
14666d81180bSLoGin                         return Ok(());
1467*b5b571e0SLoGin                     }
1468*b5b571e0SLoGin                     Ordering::Greater => {
14696d81180bSLoGin                         // 如果新的长度比旧的长度大,那么就在文件末尾添加空白
14706d81180bSLoGin                         let mut buf: Vec<u8> = Vec::new();
14716d81180bSLoGin                         let mut remain_size = len - old_size;
14726d81180bSLoGin                         let buf_size = remain_size;
14736d81180bSLoGin                         // let buf_size = core::cmp::min(remain_size, 512 * 1024);
14746d81180bSLoGin                         buf.resize(buf_size, 0);
14756d81180bSLoGin 
14766d81180bSLoGin                         let mut offset = old_size;
14776d81180bSLoGin                         while remain_size > 0 {
14786d81180bSLoGin                             let write_size = core::cmp::min(remain_size, buf_size);
14796d81180bSLoGin                             file.write(fs, &buf[0..write_size], offset as u64)?;
14806d81180bSLoGin                             remain_size -= write_size;
14816d81180bSLoGin                             offset += write_size;
14826d81180bSLoGin                         }
1483*b5b571e0SLoGin                     }
1484*b5b571e0SLoGin                     Ordering::Less => {
14856d81180bSLoGin                         file.truncate(fs, len as u64)?;
14866d81180bSLoGin                     }
1487*b5b571e0SLoGin                 }
14886d81180bSLoGin                 guard.update_metadata();
14896d81180bSLoGin                 return Ok(());
14906d81180bSLoGin             }
14916d81180bSLoGin             FATDirEntry::Dir(_) => return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP),
14926d81180bSLoGin             FATDirEntry::UnInit => {
14936d81180bSLoGin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
14946d81180bSLoGin                 return Err(SystemError::EROFS);
14956d81180bSLoGin             }
14966d81180bSLoGin         }
14976d81180bSLoGin     }
1498004e86ffSlogin 
149904babc3fSMemoryShore     fn truncate(&self, len: usize) -> Result<(), SystemError> {
150004babc3fSMemoryShore         let guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
150104babc3fSMemoryShore         let old_size = guard.metadata.size as usize;
150204babc3fSMemoryShore         if len < old_size {
150304babc3fSMemoryShore             drop(guard);
150404babc3fSMemoryShore             self.resize(len)
150504babc3fSMemoryShore         } else {
150604babc3fSMemoryShore             Ok(())
150704babc3fSMemoryShore         }
150804babc3fSMemoryShore     }
150904babc3fSMemoryShore 
1510676b8ef6SMork     fn list(&self) -> Result<Vec<String>, SystemError> {
1511004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1512004e86ffSlogin         let fatent: &FATDirEntry = &guard.inode_type;
1513004e86ffSlogin         match fatent {
1514004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1515676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1516004e86ffSlogin             }
1517004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(dir) => {
1518004e86ffSlogin                 // 获取当前目录下的所有目录项
1519004e86ffSlogin                 let mut ret: Vec<String> = Vec::new();
1520004e86ffSlogin                 let dir_iter: FATDirIter = dir.to_iter(guard.fs.upgrade().unwrap());
1521004e86ffSlogin                 for ent in dir_iter {
1522004e86ffSlogin                     ret.push(ent.name());
1523004e86ffSlogin 
1524004e86ffSlogin                     // ====== 生成inode缓存,存入B树
1525004e86ffSlogin                     let name: String = ent.name();
1526004e86ffSlogin                     // kdebug!("name={name}");
1527004e86ffSlogin 
1528*b5b571e0SLoGin                     if !guard.children.contains_key(&name.to_uppercase())
1529004e86ffSlogin                         && name != "."
1530004e86ffSlogin                         && name != ".."
1531004e86ffSlogin                     {
1532004e86ffSlogin                         // 创建新的inode
1533004e86ffSlogin                         let entry_inode: Arc<LockedFATInode> = LockedFATInode::new(
1534004e86ffSlogin                             guard.fs.upgrade().unwrap(),
1535004e86ffSlogin                             guard.self_ref.clone(),
1536004e86ffSlogin                             ent,
1537004e86ffSlogin                         );
1538004e86ffSlogin                         // 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
1539004e86ffSlogin                         guard
1540004e86ffSlogin                             .children
1541004e86ffSlogin                             .insert(name.to_uppercase(), entry_inode.clone());
1542004e86ffSlogin                     }
1543004e86ffSlogin                 }
1544004e86ffSlogin                 return Ok(ret);
1545004e86ffSlogin             }
1546004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1547004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1548676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1549004e86ffSlogin             }
1550004e86ffSlogin         }
1551004e86ffSlogin     }
1552004e86ffSlogin 
1553676b8ef6SMork     fn find(&self, name: &str) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
1554004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1555004e86ffSlogin         let target = guard.find(name)?;
1556004e86ffSlogin         return Ok(target);
1557004e86ffSlogin     }
1558004e86ffSlogin 
1559676b8ef6SMork     fn open(&self, _data: &mut FilePrivateData, _mode: &FileMode) -> Result<(), SystemError> {
1560004e86ffSlogin         return Ok(());
1561004e86ffSlogin     }
1562004e86ffSlogin 
1563676b8ef6SMork     fn close(&self, _data: &mut FilePrivateData) -> Result<(), SystemError> {
1564004e86ffSlogin         return Ok(());
1565004e86ffSlogin     }
1566004e86ffSlogin 
1567676b8ef6SMork     fn unlink(&self, name: &str) -> Result<(), SystemError> {
1568004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1569004e86ffSlogin         let target: Arc<LockedFATInode> = guard.find(name)?;
1570004e86ffSlogin         // 对目标inode上锁,以防更改
1571004e86ffSlogin         let target_guard: SpinLockGuard<FATInode> = target.0.lock();
1572004e86ffSlogin         // 先从缓存删除
15732dbef785SGnoCiYeH         let nod = guard.children.remove(&name.to_uppercase());
15742dbef785SGnoCiYeH 
15752dbef785SGnoCiYeH         // 若删除缓存中为管道的文件,则不需要再到磁盘删除
1576*b5b571e0SLoGin         if nod.is_some() {
15772dbef785SGnoCiYeH             let file_type = target_guard.metadata.file_type;
15782dbef785SGnoCiYeH             if file_type == FileType::Pipe {
15792dbef785SGnoCiYeH                 return Ok(());
15802dbef785SGnoCiYeH             }
15812dbef785SGnoCiYeH         }
1582004e86ffSlogin 
1583004e86ffSlogin         let dir = match &guard.inode_type {
1584004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1585676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1586004e86ffSlogin             }
1587004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => d,
1588004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1589004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1590676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1591004e86ffSlogin             }
1592004e86ffSlogin         };
1593004e86ffSlogin         // 检查文件是否存在
1594004e86ffSlogin         dir.check_existence(name, Some(false), guard.fs.upgrade().unwrap())?;
1595004e86ffSlogin 
1596004e86ffSlogin         // 再从磁盘删除
1597004e86ffSlogin         let r = dir.remove(guard.fs.upgrade().unwrap().clone(), name, true);
1598004e86ffSlogin         drop(target_guard);
1599004e86ffSlogin         return r;
1600004e86ffSlogin     }
1601004e86ffSlogin 
1602676b8ef6SMork     fn rmdir(&self, name: &str) -> Result<(), SystemError> {
1603004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1604004e86ffSlogin         let target: Arc<LockedFATInode> = guard.find(name)?;
1605004e86ffSlogin         // 对目标inode上锁,以防更改
1606004e86ffSlogin         let target_guard: SpinLockGuard<FATInode> = target.0.lock();
1607004e86ffSlogin         // 先从缓存删除
1608004e86ffSlogin         guard.children.remove(&name.to_uppercase());
1609004e86ffSlogin 
1610004e86ffSlogin         let dir = match &guard.inode_type {
1611004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1612676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1613004e86ffSlogin             }
1614004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => d,
1615004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1616004e86ffSlogin                 kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1617676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1618004e86ffSlogin             }
1619004e86ffSlogin         };
1620004e86ffSlogin         // 检查文件夹是否存在
1621004e86ffSlogin         dir.check_existence(name, Some(true), guard.fs.upgrade().unwrap())?;
1622004e86ffSlogin 
1623004e86ffSlogin         // 再从磁盘删除
162478bf93f0SYJwu2023         let r: Result<(), SystemError> =
162578bf93f0SYJwu2023             dir.remove(guard.fs.upgrade().unwrap().clone(), name, true);
1626*b5b571e0SLoGin         match r {
1627*b5b571e0SLoGin             Ok(_) => return r,
1628*b5b571e0SLoGin             Err(r) => {
1629676b8ef6SMork                 if r == SystemError::ENOTEMPTY {
1630004e86ffSlogin                     // 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
1631004e86ffSlogin                     guard.children.insert(name.to_uppercase(), target.clone());
1632004e86ffSlogin                     drop(target_guard);
1633004e86ffSlogin                 }
1634004e86ffSlogin                 return Err(r);
1635004e86ffSlogin             }
1636004e86ffSlogin         }
1637*b5b571e0SLoGin     }
1638004e86ffSlogin 
16399e481b3bSTTaq     fn move_to(
16409e481b3bSTTaq         &self,
16419e481b3bSTTaq         old_name: &str,
16429e481b3bSTTaq         target: &Arc<dyn IndexNode>,
16439e481b3bSTTaq         new_name: &str,
16449e481b3bSTTaq     ) -> Result<(), SystemError> {
16459e481b3bSTTaq         let old_id = self.metadata().unwrap().inode_id;
16469e481b3bSTTaq         let new_id = target.metadata().unwrap().inode_id;
16479e481b3bSTTaq         // 若在同一父目录下
16489e481b3bSTTaq         if old_id == new_id {
16499e481b3bSTTaq             let mut guard = self.0.lock();
16509e481b3bSTTaq             let old_inode: Arc<LockedFATInode> = guard.find(old_name)?;
16519e481b3bSTTaq             // 对目标inode上锁,以防更改
16529e481b3bSTTaq             let old_inode_guard: SpinLockGuard<FATInode> = old_inode.0.lock();
16539e481b3bSTTaq             let fs = old_inode_guard.fs.upgrade().unwrap();
16549e481b3bSTTaq             // 从缓存删除
16559e481b3bSTTaq             let _nod = guard.children.remove(&old_name.to_uppercase());
16569e481b3bSTTaq             let old_dir = match &guard.inode_type {
16579e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
16589e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::ENOTDIR);
16599e481b3bSTTaq                 }
16609e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::Dir(d) => d,
16619e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::UnInit => {
16629e481b3bSTTaq                     kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
16639e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::EROFS);
16649e481b3bSTTaq                 }
16659e481b3bSTTaq             };
16669e481b3bSTTaq             // 检查文件是否存在
16679e481b3bSTTaq             // old_dir.check_existence(old_name, Some(false), guard.fs.upgrade().unwrap())?;
16689e481b3bSTTaq 
16699e481b3bSTTaq             old_dir.rename(fs, old_name, new_name)?;
16709e481b3bSTTaq         } else {
16719e481b3bSTTaq             let mut old_guard = self.0.lock();
16729e481b3bSTTaq             let other: &LockedFATInode = target
16739e481b3bSTTaq                 .downcast_ref::<LockedFATInode>()
16749e481b3bSTTaq                 .ok_or(SystemError::EPERM)?;
16759e481b3bSTTaq 
16769e481b3bSTTaq             let new_guard = other.0.lock();
16779e481b3bSTTaq             let old_inode: Arc<LockedFATInode> = old_guard.find(old_name)?;
16789e481b3bSTTaq             // 对目标inode上锁,以防更改
16799e481b3bSTTaq             let old_inode_guard: SpinLockGuard<FATInode> = old_inode.0.lock();
16809e481b3bSTTaq             let fs = old_inode_guard.fs.upgrade().unwrap();
16819e481b3bSTTaq             // 从缓存删除
16829e481b3bSTTaq             let _nod = old_guard.children.remove(&old_name.to_uppercase());
16839e481b3bSTTaq             let old_dir = match &old_guard.inode_type {
16849e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
16859e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::ENOTDIR);
16869e481b3bSTTaq                 }
16879e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::Dir(d) => d,
16889e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::UnInit => {
16899e481b3bSTTaq                     kerror!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
16909e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::EROFS);
16919e481b3bSTTaq                 }
16929e481b3bSTTaq             };
16939e481b3bSTTaq             let new_dir = match &new_guard.inode_type {
16949e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
16959e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::ENOTDIR);
16969e481b3bSTTaq                 }
16979e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::Dir(d) => d,
16989e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::UnInit => {
16999e481b3bSTTaq                     kerror!("FATFA: param: Inode_type uninitialized.");
17009e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::EROFS);
17019e481b3bSTTaq                 }
17029e481b3bSTTaq             };
17039e481b3bSTTaq             // 检查文件是否存在
17049e481b3bSTTaq             old_dir.check_existence(old_name, Some(false), old_guard.fs.upgrade().unwrap())?;
17059e481b3bSTTaq             old_dir.rename_across(fs, new_dir, old_name, new_name)?;
17069e481b3bSTTaq         }
17079e481b3bSTTaq 
17089e481b3bSTTaq         return Ok(());
17099e481b3bSTTaq     }
17109e481b3bSTTaq 
1711676b8ef6SMork     fn get_entry_name(&self, ino: InodeId) -> Result<String, SystemError> {
1712004e86ffSlogin         let guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1713004e86ffSlogin         if guard.metadata.file_type != FileType::Dir {
1714676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
1715004e86ffSlogin         }
17166b4e7a29SLoGin         match ino.into() {
1717004e86ffSlogin             0 => {
1718004e86ffSlogin                 return Ok(String::from("."));
1719004e86ffSlogin             }
1720004e86ffSlogin             1 => {
1721004e86ffSlogin                 return Ok(String::from(".."));
1722004e86ffSlogin             }
1723004e86ffSlogin             ino => {
1724004e86ffSlogin                 // 暴力遍历所有的children,判断inode id是否相同
1725004e86ffSlogin                 // TODO: 优化这里,这个地方性能很差!
1726004e86ffSlogin                 let mut key: Vec<String> = guard
1727004e86ffSlogin                     .children
1728004e86ffSlogin                     .keys()
17296b4e7a29SLoGin                     .filter(|k| {
17306b4e7a29SLoGin                         guard
17316b4e7a29SLoGin                             .children
17326b4e7a29SLoGin                             .get(*k)
17336b4e7a29SLoGin                             .unwrap()
17346b4e7a29SLoGin                             .metadata()
17356b4e7a29SLoGin                             .unwrap()
17366b4e7a29SLoGin                             .inode_id
17376b4e7a29SLoGin                             .into()
17386b4e7a29SLoGin                             == ino
17396b4e7a29SLoGin                     })
1740004e86ffSlogin                     .cloned()
1741004e86ffSlogin                     .collect();
1742004e86ffSlogin 
1743004e86ffSlogin                 match key.len() {
1744676b8ef6SMork                     0=>{return Err(SystemError::ENOENT);}
1745004e86ffSlogin                     1=>{return Ok(key.remove(0));}
17466b4e7a29SLoGin                     _ => 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)
1747004e86ffSlogin                 }
1748004e86ffSlogin             }
1749004e86ffSlogin         }
1750004e86ffSlogin     }
17512dbef785SGnoCiYeH 
17522dbef785SGnoCiYeH     fn mknod(
17532dbef785SGnoCiYeH         &self,
17542dbef785SGnoCiYeH         filename: &str,
17552dbef785SGnoCiYeH         mode: ModeType,
1756c566df45SLoGin         _dev_t: DeviceNumber,
17572dbef785SGnoCiYeH     ) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
17582dbef785SGnoCiYeH         let mut inode = self.0.lock();
17592dbef785SGnoCiYeH         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
17602dbef785SGnoCiYeH             return Err(SystemError::ENOTDIR);
17612dbef785SGnoCiYeH         }
17622dbef785SGnoCiYeH 
17632dbef785SGnoCiYeH         // 判断需要创建的类型
17642dbef785SGnoCiYeH         if unlikely(mode.contains(ModeType::S_IFREG)) {
17652dbef785SGnoCiYeH             // 普通文件
1766*b5b571e0SLoGin             return self.create(filename, FileType::File, mode);
17672dbef785SGnoCiYeH         }
17682dbef785SGnoCiYeH 
17692dbef785SGnoCiYeH         let nod = LockedFATInode::new(
17702dbef785SGnoCiYeH             inode.fs.upgrade().unwrap(),
17712dbef785SGnoCiYeH             inode.self_ref.clone(),
17722dbef785SGnoCiYeH             FATDirEntry::File(FATFile::default()),
17732dbef785SGnoCiYeH         );
17742dbef785SGnoCiYeH 
17752dbef785SGnoCiYeH         if mode.contains(ModeType::S_IFIFO) {
17762dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().metadata.file_type = FileType::Pipe;
17772dbef785SGnoCiYeH             // 创建pipe文件
17782dbef785SGnoCiYeH             let pipe_inode = LockedPipeInode::new();
17792dbef785SGnoCiYeH             // 设置special_node
17802dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().special_node = Some(SpecialNodeData::Pipe(pipe_inode));
17812dbef785SGnoCiYeH         } else if mode.contains(ModeType::S_IFBLK) {
17822dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().metadata.file_type = FileType::BlockDevice;
17832dbef785SGnoCiYeH             unimplemented!()
17842dbef785SGnoCiYeH         } else if mode.contains(ModeType::S_IFCHR) {
17852dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().metadata.file_type = FileType::CharDevice;
17862dbef785SGnoCiYeH             unimplemented!()
17871effcfe5SGnoCiYeH         } else {
17881effcfe5SGnoCiYeH             return Err(SystemError::EINVAL);
17892dbef785SGnoCiYeH         }
17902dbef785SGnoCiYeH 
17912dbef785SGnoCiYeH         inode
17922dbef785SGnoCiYeH             .children
17932dbef785SGnoCiYeH             .insert(String::from(filename).to_uppercase(), nod.clone());
17942dbef785SGnoCiYeH         Ok(nod)
17952dbef785SGnoCiYeH     }
17962dbef785SGnoCiYeH 
17972dbef785SGnoCiYeH     fn special_node(&self) -> Option<SpecialNodeData> {
17982dbef785SGnoCiYeH         self.0.lock().special_node.clone()
17992dbef785SGnoCiYeH     }
1800004e86ffSlogin }
1801004e86ffSlogin 
1802004e86ffSlogin impl Default for FATFsInfo {
1803004e86ffSlogin     fn default() -> Self {
1804004e86ffSlogin         return FATFsInfo {
1805004e86ffSlogin             lead_sig: FATFsInfo::LEAD_SIG,
1806004e86ffSlogin             struc_sig: FATFsInfo::STRUC_SIG,
1807004e86ffSlogin             free_count: 0xFFFFFFFF,
1808004e86ffSlogin             next_free: RESERVED_CLUSTERS,
1809004e86ffSlogin             trail_sig: FATFsInfo::TRAIL_SIG,
1810004e86ffSlogin             dirty: false,
1811004e86ffSlogin             offset: None,
1812004e86ffSlogin         };
1813004e86ffSlogin     }
1814004e86ffSlogin }
1815004e86ffSlogin 
1816004e86ffSlogin impl Cluster {
1817004e86ffSlogin     pub fn new(cluster: u64) -> Self {
1818004e86ffSlogin         return Cluster {
1819004e86ffSlogin             cluster_num: cluster,
1820004e86ffSlogin             parent_cluster: 0,
1821004e86ffSlogin         };
1822004e86ffSlogin     }
1823004e86ffSlogin }
1824004e86ffSlogin 
1825004e86ffSlogin /// @brief 用于迭代FAT表的内容的簇迭代器对象
1826004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
1827004e86ffSlogin struct ClusterIter<'a> {
1828004e86ffSlogin     /// 迭代器的next要返回的簇
1829004e86ffSlogin     current_cluster: Option<Cluster>,
1830004e86ffSlogin     /// 属于的文件系统
1831004e86ffSlogin     fs: &'a FATFileSystem,
1832004e86ffSlogin }
1833004e86ffSlogin 
1834004e86ffSlogin impl<'a> Iterator for ClusterIter<'a> {
1835004e86ffSlogin     type Item = Cluster;
1836004e86ffSlogin 
1837004e86ffSlogin     fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
1838004e86ffSlogin         // 当前要返回的簇
1839004e86ffSlogin         let ret: Option<Cluster> = self.current_cluster;
1840004e86ffSlogin 
1841004e86ffSlogin         // 获得下一个要返回簇
1842004e86ffSlogin         let new: Option<Cluster> = match self.current_cluster {
1843004e86ffSlogin             Some(c) => {
1844004e86ffSlogin                 let entry: Option<FATEntry> = self.fs.get_fat_entry(c).ok();
1845004e86ffSlogin                 match entry {
1846004e86ffSlogin                     Some(FATEntry::Next(c)) => Some(c),
1847004e86ffSlogin                     _ => None,
1848004e86ffSlogin                 }
1849004e86ffSlogin             }
1850004e86ffSlogin             _ => None,
1851004e86ffSlogin         };
1852004e86ffSlogin 
1853004e86ffSlogin         self.current_cluster = new;
1854004e86ffSlogin         return ret;
1855004e86ffSlogin     }
1856004e86ffSlogin }
1857