xref: /DragonOS/kernel/src/filesystem/fat/fs.rs (revision bd70d2d1f490aabd570a5301b858bd5eb04149fa)
11074eb34SSamuel Dai use alloc::string::ToString;
2b5b571e0SLoGin use core::cmp::Ordering;
32dbef785SGnoCiYeH use core::intrinsics::unlikely;
4004e86ffSlogin use core::{any::Any, fmt::Debug};
52eab6dd7S曾俊 use log::error;
691e9d4abSLoGin use system_error::SystemError;
7004e86ffSlogin 
8004e86ffSlogin use alloc::{
9004e86ffSlogin     collections::BTreeMap,
10004e86ffSlogin     string::String,
11004e86ffSlogin     sync::{Arc, Weak},
12004e86ffSlogin     vec::Vec,
13004e86ffSlogin };
14004e86ffSlogin 
15c566df45SLoGin use crate::driver::base::device::device_number::DeviceNumber;
161074eb34SSamuel Dai use crate::filesystem::vfs::utils::DName;
17597ecc08STTaq use crate::filesystem::vfs::{Magic, SpecialNodeData, SuperBlock};
182dbef785SGnoCiYeH use crate::ipc::pipe::LockedPipeInode;
19004e86ffSlogin use crate::{
20b087521eSChiichen     driver::base::block::{block_device::LBA_SIZE, disk_info::Partition, SeekFrom},
21004e86ffSlogin     filesystem::vfs::{
2273c607aaSYJwu2023         core::generate_inode_id,
2373c607aaSYJwu2023         file::{FileMode, FilePrivateData},
246b4e7a29SLoGin         syscall::ModeType,
2540609970SGnoCiYeH         FileSystem, FileType, IndexNode, InodeId, Metadata,
26004e86ffSlogin     },
27004e86ffSlogin     libs::{
28004e86ffSlogin         spinlock::{SpinLock, SpinLockGuard},
29004e86ffSlogin         vec_cursor::VecCursor,
30004e86ffSlogin     },
316fc066acSJomo     time::PosixTimeSpec,
32004e86ffSlogin };
33004e86ffSlogin 
342dbef785SGnoCiYeH use super::entry::FATFile;
35004e86ffSlogin use super::{
36004e86ffSlogin     bpb::{BiosParameterBlock, FATType},
37004e86ffSlogin     entry::{FATDir, FATDirEntry, FATDirIter, FATEntry},
38004e86ffSlogin     utils::RESERVED_CLUSTERS,
39004e86ffSlogin };
40004e86ffSlogin 
41597ecc08STTaq const FAT_MAX_NAMELEN: u64 = 255;
42597ecc08STTaq 
43004e86ffSlogin /// FAT32文件系统的最大的文件大小
44004e86ffSlogin pub const MAX_FILE_SIZE: u64 = 0xffff_ffff;
45004e86ffSlogin 
46004e86ffSlogin /// @brief 表示当前簇和上一个簇的关系的结构体
47004e86ffSlogin /// 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。
48*bd70d2d1SLoGin #[allow(dead_code)]
49004e86ffSlogin #[derive(Debug, Clone, Copy, Default)]
50004e86ffSlogin pub struct Cluster {
51004e86ffSlogin     pub cluster_num: u64,
52004e86ffSlogin     pub parent_cluster: u64,
53004e86ffSlogin }
54004e86ffSlogin 
55004e86ffSlogin impl PartialOrd for Cluster {
56004e86ffSlogin     /// @brief 根据当前簇号比较大小
57004e86ffSlogin     fn partial_cmp(&self, other: &Self) -> Option<core::cmp::Ordering> {
58004e86ffSlogin         return self.cluster_num.partial_cmp(&other.cluster_num);
59004e86ffSlogin     }
60004e86ffSlogin }
61004e86ffSlogin 
62004e86ffSlogin impl PartialEq for Cluster {
63004e86ffSlogin     /// @brief 根据当前簇号比较是否相等
64004e86ffSlogin     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
65004e86ffSlogin         self.cluster_num == other.cluster_num
66004e86ffSlogin     }
67004e86ffSlogin }
68004e86ffSlogin 
69004e86ffSlogin impl Eq for Cluster {}
70004e86ffSlogin 
71004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
72004e86ffSlogin pub struct FATFileSystem {
73004e86ffSlogin     /// 当前文件系统所在的分区
74004e86ffSlogin     pub partition: Arc<Partition>,
75004e86ffSlogin     /// 当前文件系统的BOPB
76004e86ffSlogin     pub bpb: BiosParameterBlock,
77004e86ffSlogin     /// 当前文件系统的第一个数据扇区(相对分区开始位置)
78004e86ffSlogin     pub first_data_sector: u64,
79004e86ffSlogin     /// 文件系统信息结构体
80004e86ffSlogin     pub fs_info: Arc<LockedFATFsInfo>,
81004e86ffSlogin     /// 文件系统的根inode
82004e86ffSlogin     root_inode: Arc<LockedFATInode>,
83004e86ffSlogin }
84004e86ffSlogin 
85004e86ffSlogin /// FAT文件系统的Inode
86004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
87004e86ffSlogin pub struct LockedFATInode(SpinLock<FATInode>);
88004e86ffSlogin 
89004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
90004e86ffSlogin pub struct LockedFATFsInfo(SpinLock<FATFsInfo>);
91004e86ffSlogin 
92004e86ffSlogin impl LockedFATFsInfo {
93004e86ffSlogin     #[inline]
94004e86ffSlogin     pub fn new(fs_info: FATFsInfo) -> Self {
95004e86ffSlogin         return Self(SpinLock::new(fs_info));
96004e86ffSlogin     }
97004e86ffSlogin }
98004e86ffSlogin 
99004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
100004e86ffSlogin pub struct FATInode {
101004e86ffSlogin     /// 指向父Inode的弱引用
102004e86ffSlogin     parent: Weak<LockedFATInode>,
103004e86ffSlogin     /// 指向自身的弱引用
104004e86ffSlogin     self_ref: Weak<LockedFATInode>,
105004e86ffSlogin     /// 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。
106004e86ffSlogin     /// 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。
1071074eb34SSamuel Dai     children: BTreeMap<DName, Arc<LockedFATInode>>,
108004e86ffSlogin     /// 当前inode的元数据
109004e86ffSlogin     metadata: Metadata,
110004e86ffSlogin     /// 指向inode所在的文件系统对象的指针
111004e86ffSlogin     fs: Weak<FATFileSystem>,
112004e86ffSlogin 
113004e86ffSlogin     /// 根据不同的Inode类型,创建不同的私有字段
114004e86ffSlogin     inode_type: FATDirEntry,
1152dbef785SGnoCiYeH 
1162dbef785SGnoCiYeH     /// 若该节点是特殊文件节点,该字段则为真正的文件节点
1172dbef785SGnoCiYeH     special_node: Option<SpecialNodeData>,
1181074eb34SSamuel Dai 
1191074eb34SSamuel Dai     /// 目录名
1201074eb34SSamuel Dai     dname: DName,
121004e86ffSlogin }
122004e86ffSlogin 
123004e86ffSlogin impl FATInode {
124004e86ffSlogin     /// @brief 更新当前inode的元数据
125004e86ffSlogin     pub fn update_metadata(&mut self) {
126004e86ffSlogin         // todo: 更新文件的访问时间等信息
127004e86ffSlogin         match &self.inode_type {
128004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(f) | FATDirEntry::VolId(f) => {
129004e86ffSlogin                 self.metadata.size = f.size() as i64;
130004e86ffSlogin             }
131004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => {
132004e86ffSlogin                 self.metadata.size = d.size(&self.fs.upgrade().unwrap().clone()) as i64;
133004e86ffSlogin             }
134004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
1352eab6dd7S曾俊                 error!("update_metadata: Uninitialized FATDirEntry: {:?}", self);
136004e86ffSlogin                 return;
137004e86ffSlogin             }
138004e86ffSlogin         };
139004e86ffSlogin     }
140004e86ffSlogin 
141676b8ef6SMork     fn find(&mut self, name: &str) -> Result<Arc<LockedFATInode>, SystemError> {
142004e86ffSlogin         match &self.inode_type {
143004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => {
1441074eb34SSamuel Dai                 let dname = DName::from(name.to_uppercase());
145004e86ffSlogin                 // 尝试在缓存区查找
1461074eb34SSamuel Dai                 if let Some(entry) = self.children.get(&dname) {
147004e86ffSlogin                     return Ok(entry.clone());
148004e86ffSlogin                 }
149004e86ffSlogin                 // 在缓存区找不到
150004e86ffSlogin                 // 在磁盘查找
151004e86ffSlogin                 let fat_entry: FATDirEntry =
152004e86ffSlogin                     d.find_entry(name, None, None, self.fs.upgrade().unwrap())?;
153004e86ffSlogin                 // 创建新的inode
154004e86ffSlogin                 let entry_inode: Arc<LockedFATInode> = LockedFATInode::new(
1551074eb34SSamuel Dai                     dname.clone(),
156004e86ffSlogin                     self.fs.upgrade().unwrap(),
157004e86ffSlogin                     self.self_ref.clone(),
158004e86ffSlogin                     fat_entry,
159004e86ffSlogin                 );
160004e86ffSlogin                 // 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
1611074eb34SSamuel Dai                 self.children.insert(dname, entry_inode.clone());
162004e86ffSlogin                 return Ok(entry_inode);
163004e86ffSlogin             }
164004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
165004e86ffSlogin                 panic!(
166004e86ffSlogin                     "Uninitialized FAT Inode, fs = {:?}, inode={self:?}",
167004e86ffSlogin                     self.fs
168004e86ffSlogin                 )
169004e86ffSlogin             }
170004e86ffSlogin             _ => {
171676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
172004e86ffSlogin             }
173004e86ffSlogin         }
174004e86ffSlogin     }
175004e86ffSlogin }
176004e86ffSlogin 
177004e86ffSlogin impl LockedFATInode {
178004e86ffSlogin     pub fn new(
1791074eb34SSamuel Dai         dname: DName,
180004e86ffSlogin         fs: Arc<FATFileSystem>,
181004e86ffSlogin         parent: Weak<LockedFATInode>,
182004e86ffSlogin         inode_type: FATDirEntry,
183004e86ffSlogin     ) -> Arc<LockedFATInode> {
184004e86ffSlogin         let file_type = if let FATDirEntry::Dir(_) = inode_type {
185004e86ffSlogin             FileType::Dir
186004e86ffSlogin         } else {
187004e86ffSlogin             FileType::File
188004e86ffSlogin         };
189004e86ffSlogin 
190004e86ffSlogin         let inode: Arc<LockedFATInode> = Arc::new(LockedFATInode(SpinLock::new(FATInode {
191b5b571e0SLoGin             parent,
192004e86ffSlogin             self_ref: Weak::default(),
193004e86ffSlogin             children: BTreeMap::new(),
194004e86ffSlogin             fs: Arc::downgrade(&fs),
195b5b571e0SLoGin             inode_type,
196004e86ffSlogin             metadata: Metadata {
197004e86ffSlogin                 dev_id: 0,
198004e86ffSlogin                 inode_id: generate_inode_id(),
199004e86ffSlogin                 size: 0,
200004e86ffSlogin                 blk_size: fs.bpb.bytes_per_sector as usize,
201004e86ffSlogin                 blocks: if let FATType::FAT32(_) = fs.bpb.fat_type {
202004e86ffSlogin                     fs.bpb.total_sectors_32 as usize
203004e86ffSlogin                 } else {
204004e86ffSlogin                     fs.bpb.total_sectors_16 as usize
205004e86ffSlogin                 },
2066fc066acSJomo                 atime: PosixTimeSpec::default(),
2076fc066acSJomo                 mtime: PosixTimeSpec::default(),
2086fc066acSJomo                 ctime: PosixTimeSpec::default(),
209b5b571e0SLoGin                 file_type,
2106b4e7a29SLoGin                 mode: ModeType::from_bits_truncate(0o777),
211004e86ffSlogin                 nlinks: 1,
212004e86ffSlogin                 uid: 0,
213004e86ffSlogin                 gid: 0,
21402343d0bSLoGin                 raw_dev: DeviceNumber::default(),
215004e86ffSlogin             },
2162dbef785SGnoCiYeH             special_node: None,
2171074eb34SSamuel Dai             dname,
218004e86ffSlogin         })));
219004e86ffSlogin 
220004e86ffSlogin         inode.0.lock().self_ref = Arc::downgrade(&inode);
221004e86ffSlogin 
222004e86ffSlogin         inode.0.lock().update_metadata();
223004e86ffSlogin 
224004e86ffSlogin         return inode;
225004e86ffSlogin     }
226004e86ffSlogin }
227004e86ffSlogin 
228004e86ffSlogin /// 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)
229004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
230004e86ffSlogin pub struct FATFsInfo {
231004e86ffSlogin     /// Lead Signature - must equal 0x41615252
232004e86ffSlogin     lead_sig: u32,
233004e86ffSlogin     /// Value must equal 0x61417272
234004e86ffSlogin     struc_sig: u32,
235004e86ffSlogin     /// 空闲簇数目
236004e86ffSlogin     free_count: u32,
237004e86ffSlogin     /// 第一个空闲簇的位置(不一定准确,仅供加速查找)
238004e86ffSlogin     next_free: u32,
239004e86ffSlogin     /// 0xAA550000
240004e86ffSlogin     trail_sig: u32,
241004e86ffSlogin     /// Dirty flag to flush to disk
242004e86ffSlogin     dirty: bool,
243004e86ffSlogin     /// FsInfo Structure 在磁盘上的字节偏移量
244004e86ffSlogin     /// Not present for FAT12 and FAT16
245004e86ffSlogin     offset: Option<u64>,
246004e86ffSlogin }
247004e86ffSlogin 
248004e86ffSlogin impl FileSystem for FATFileSystem {
249004e86ffSlogin     fn root_inode(&self) -> Arc<dyn crate::filesystem::vfs::IndexNode> {
250004e86ffSlogin         return self.root_inode.clone();
251004e86ffSlogin     }
252004e86ffSlogin 
253004e86ffSlogin     fn info(&self) -> crate::filesystem::vfs::FsInfo {
254004e86ffSlogin         todo!()
255004e86ffSlogin     }
256004e86ffSlogin 
257004e86ffSlogin     /// @brief 本函数用于实现动态转换。
258004e86ffSlogin     /// 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
259004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn Any {
260004e86ffSlogin         self
261004e86ffSlogin     }
2621d37ca6dSDonkey Kane 
2631d37ca6dSDonkey Kane     fn name(&self) -> &str {
2641d37ca6dSDonkey Kane         "fat"
2651d37ca6dSDonkey Kane     }
266597ecc08STTaq 
267597ecc08STTaq     fn super_block(&self) -> SuperBlock {
268597ecc08STTaq         SuperBlock::new(
269597ecc08STTaq             Magic::FAT_MAGIC,
270597ecc08STTaq             self.bpb.bytes_per_sector.into(),
271597ecc08STTaq             FAT_MAX_NAMELEN,
272597ecc08STTaq         )
273597ecc08STTaq     }
274004e86ffSlogin }
275004e86ffSlogin 
276004e86ffSlogin impl FATFileSystem {
2772286eda6SWaferJay     /// FAT12允许的最大簇号
2782286eda6SWaferJay     pub const FAT12_MAX_CLUSTER: u32 = 0xFF5;
2792286eda6SWaferJay     /// FAT16允许的最大簇号
2802286eda6SWaferJay     pub const FAT16_MAX_CLUSTER: u32 = 0xFFF5;
2812286eda6SWaferJay     /// FAT32允许的最大簇号
2822286eda6SWaferJay     pub const FAT32_MAX_CLUSTER: u32 = 0x0FFFFFF7;
2832286eda6SWaferJay 
284676b8ef6SMork     pub fn new(partition: Arc<Partition>) -> Result<Arc<FATFileSystem>, SystemError> {
285004e86ffSlogin         let bpb = BiosParameterBlock::new(partition.clone())?;
286004e86ffSlogin 
287004e86ffSlogin         // 从磁盘上读取FAT32文件系统的FsInfo结构体
288004e86ffSlogin         let fs_info: FATFsInfo = match bpb.fat_type {
289004e86ffSlogin             FATType::FAT32(bpb32) => {
290004e86ffSlogin                 let fs_info_in_disk_bytes_offset = partition.lba_start * LBA_SIZE as u64
291004e86ffSlogin                     + bpb32.fs_info as u64 * bpb.bytes_per_sector as u64;
292004e86ffSlogin                 FATFsInfo::new(
293004e86ffSlogin                     partition.clone(),
294004e86ffSlogin                     fs_info_in_disk_bytes_offset,
295004e86ffSlogin                     bpb.bytes_per_sector as usize,
296004e86ffSlogin                 )?
297004e86ffSlogin             }
298004e86ffSlogin             _ => FATFsInfo::default(),
299004e86ffSlogin         };
300004e86ffSlogin 
301004e86ffSlogin         // 根目录项占用的扇区数(向上取整)
302004e86ffSlogin         let root_dir_sectors: u64 = ((bpb.root_entries_cnt as u64 * 32)
303004e86ffSlogin             + (bpb.bytes_per_sector as u64 - 1))
304004e86ffSlogin             / (bpb.bytes_per_sector as u64);
305004e86ffSlogin 
306004e86ffSlogin         // FAT表大小(单位:扇区)
307004e86ffSlogin         let fat_size = if bpb.fat_size_16 != 0 {
308004e86ffSlogin             bpb.fat_size_16 as u64
309004e86ffSlogin         } else {
310004e86ffSlogin             match bpb.fat_type {
311004e86ffSlogin                 FATType::FAT32(x) => x.fat_size_32 as u64,
312004e86ffSlogin                 _ => {
3132eab6dd7S曾俊                     error!("FAT12 and FAT16 volumes should have non-zero BPB_FATSz16");
314676b8ef6SMork                     return Err(SystemError::EINVAL);
315004e86ffSlogin                 }
316004e86ffSlogin             }
317004e86ffSlogin         };
318004e86ffSlogin 
319004e86ffSlogin         let first_data_sector =
320004e86ffSlogin             bpb.rsvd_sec_cnt as u64 + (bpb.num_fats as u64 * fat_size) + root_dir_sectors;
321004e86ffSlogin 
322004e86ffSlogin         // 创建文件系统的根节点
323004e86ffSlogin         let root_inode: Arc<LockedFATInode> = Arc::new(LockedFATInode(SpinLock::new(FATInode {
324004e86ffSlogin             parent: Weak::default(),
325004e86ffSlogin             self_ref: Weak::default(),
326004e86ffSlogin             children: BTreeMap::new(),
327004e86ffSlogin             fs: Weak::default(),
328004e86ffSlogin             inode_type: FATDirEntry::UnInit,
329004e86ffSlogin             metadata: Metadata {
330004e86ffSlogin                 dev_id: 0,
331004e86ffSlogin                 inode_id: generate_inode_id(),
332004e86ffSlogin                 size: 0,
333004e86ffSlogin                 blk_size: bpb.bytes_per_sector as usize,
334004e86ffSlogin                 blocks: if let FATType::FAT32(_) = bpb.fat_type {
335004e86ffSlogin                     bpb.total_sectors_32 as usize
336004e86ffSlogin                 } else {
337004e86ffSlogin                     bpb.total_sectors_16 as usize
338004e86ffSlogin                 },
3396fc066acSJomo                 atime: PosixTimeSpec::default(),
3406fc066acSJomo                 mtime: PosixTimeSpec::default(),
3416fc066acSJomo                 ctime: PosixTimeSpec::default(),
342004e86ffSlogin                 file_type: FileType::Dir,
3436b4e7a29SLoGin                 mode: ModeType::from_bits_truncate(0o777),
344004e86ffSlogin                 nlinks: 1,
345004e86ffSlogin                 uid: 0,
346004e86ffSlogin                 gid: 0,
34702343d0bSLoGin                 raw_dev: DeviceNumber::default(),
348004e86ffSlogin             },
3492dbef785SGnoCiYeH             special_node: None,
3501074eb34SSamuel Dai             dname: DName::default(),
351004e86ffSlogin         })));
352004e86ffSlogin 
353004e86ffSlogin         let result: Arc<FATFileSystem> = Arc::new(FATFileSystem {
354b5b571e0SLoGin             partition,
355004e86ffSlogin             bpb,
356004e86ffSlogin             first_data_sector,
357004e86ffSlogin             fs_info: Arc::new(LockedFATFsInfo::new(fs_info)),
358b5b571e0SLoGin             root_inode,
359004e86ffSlogin         });
360004e86ffSlogin 
361004e86ffSlogin         // 对root inode加锁,并继续完成初始化工作
362004e86ffSlogin         let mut root_guard: SpinLockGuard<FATInode> = result.root_inode.0.lock();
363004e86ffSlogin         root_guard.inode_type = FATDirEntry::Dir(result.root_dir());
364004e86ffSlogin         root_guard.parent = Arc::downgrade(&result.root_inode);
365004e86ffSlogin         root_guard.self_ref = Arc::downgrade(&result.root_inode);
366004e86ffSlogin         root_guard.fs = Arc::downgrade(&result);
367004e86ffSlogin         // 释放锁
368004e86ffSlogin         drop(root_guard);
369004e86ffSlogin 
370004e86ffSlogin         return Ok(result);
371004e86ffSlogin     }
372004e86ffSlogin 
373004e86ffSlogin     /// @brief 计算每个簇有多少个字节
374004e86ffSlogin     #[inline]
375004e86ffSlogin     pub fn bytes_per_cluster(&self) -> u64 {
376004e86ffSlogin         return (self.bpb.bytes_per_sector as u64) * (self.bpb.sector_per_cluster as u64);
377004e86ffSlogin     }
378004e86ffSlogin 
379004e86ffSlogin     /// @brief 读取当前簇在FAT表中存储的信息
380004e86ffSlogin     ///
381004e86ffSlogin     /// @param cluster 当前簇
382004e86ffSlogin     ///
383004e86ffSlogin     /// @return Ok(FATEntry) 当前簇在FAT表中,存储的信息。(详情见FATEntry的注释)
384676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 错误码
385676b8ef6SMork     pub fn get_fat_entry(&self, cluster: Cluster) -> Result<FATEntry, SystemError> {
386004e86ffSlogin         let current_cluster = cluster.cluster_num;
3876d81180bSLoGin         if current_cluster < 2 {
3886d81180bSLoGin             // 0号簇和1号簇是保留簇,不允许用户使用
3896d81180bSLoGin             return Err(SystemError::EINVAL);
3906d81180bSLoGin         }
391004e86ffSlogin 
392004e86ffSlogin         let fat_type: FATType = self.bpb.fat_type;
393004e86ffSlogin         // 获取FAT表的起始扇区(相对分区起始扇区的偏移量)
394004e86ffSlogin         let fat_start_sector = self.fat_start_sector();
395004e86ffSlogin         let bytes_per_sec = self.bpb.bytes_per_sector as u64;
396004e86ffSlogin 
397004e86ffSlogin         // cluster对应的FAT表项在分区内的字节偏移量
398004e86ffSlogin         let fat_bytes_offset =
399004e86ffSlogin             fat_type.get_fat_bytes_offset(cluster, fat_start_sector, bytes_per_sec);
400004e86ffSlogin 
401004e86ffSlogin         // FAT表项所在的LBA地址
402004e86ffSlogin         // let fat_ent_lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_bytes_offset));
403004e86ffSlogin         let fat_ent_lba = self.partition.lba_start + fat_bytes_offset / LBA_SIZE as u64;
404004e86ffSlogin 
405004e86ffSlogin         // FAT表项在逻辑块内的字节偏移量
406004e86ffSlogin         let blk_offset = self.get_in_block_offset(fat_bytes_offset);
407004e86ffSlogin 
408b5b571e0SLoGin         let mut v: Vec<u8> = vec![0; self.bpb.bytes_per_sector as usize];
409004e86ffSlogin         self.partition
410004e86ffSlogin             .disk()
411b5b571e0SLoGin             .read_at(fat_ent_lba as usize, self.lba_per_sector(), &mut v)?;
412004e86ffSlogin 
413004e86ffSlogin         let mut cursor = VecCursor::new(v);
414004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(blk_offset as i64))?;
415004e86ffSlogin 
416004e86ffSlogin         let res: FATEntry = match self.bpb.fat_type {
417004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
418004e86ffSlogin                 let mut entry = cursor.read_u16()?;
419004e86ffSlogin                 // 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。
420004e86ffSlogin                 if (current_cluster & 1) > 0 {
421004e86ffSlogin                     entry >>= 4;
422004e86ffSlogin                 } else {
423004e86ffSlogin                     entry &= 0x0fff;
424004e86ffSlogin                 }
425004e86ffSlogin 
426004e86ffSlogin                 if entry == 0 {
427004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused
428004e86ffSlogin                 } else if entry == 0x0ff7 {
429004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad
430004e86ffSlogin                 } else if entry >= 0x0ff8 {
431004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain
432004e86ffSlogin                 } else {
433004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(Cluster {
434004e86ffSlogin                         cluster_num: entry as u64,
435004e86ffSlogin                         parent_cluster: current_cluster,
436004e86ffSlogin                     })
437004e86ffSlogin                 }
438004e86ffSlogin             }
439004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
440004e86ffSlogin                 let entry = cursor.read_u16()?;
441004e86ffSlogin 
442004e86ffSlogin                 if entry == 0 {
443004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused
444004e86ffSlogin                 } else if entry == 0xfff7 {
445004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad
446004e86ffSlogin                 } else if entry >= 0xfff8 {
447004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain
448004e86ffSlogin                 } else {
449004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(Cluster {
450004e86ffSlogin                         cluster_num: entry as u64,
451004e86ffSlogin                         parent_cluster: current_cluster,
452004e86ffSlogin                     })
453004e86ffSlogin                 }
454004e86ffSlogin             }
455004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
456004e86ffSlogin                 let entry = cursor.read_u32()? & 0x0fffffff;
457004e86ffSlogin 
458004e86ffSlogin                 match entry {
459b5b571e0SLoGin                     _n if (0x0ffffff7..=0x0fffffff).contains(&current_cluster) => {
460004e86ffSlogin                         // 当前簇号不是一个能被获得的簇(可能是文件系统出错了)
4612eab6dd7S曾俊                         error!("FAT32 get fat entry: current cluster number [{}] is not an allocatable cluster number.", current_cluster);
462004e86ffSlogin                         FATEntry::Bad
463004e86ffSlogin                     }
464004e86ffSlogin                     0 => FATEntry::Unused,
465004e86ffSlogin                     0x0ffffff7 => FATEntry::Bad,
466004e86ffSlogin                     0x0ffffff8..=0x0fffffff => FATEntry::EndOfChain,
467004e86ffSlogin                     _n => FATEntry::Next(Cluster {
468004e86ffSlogin                         cluster_num: entry as u64,
469004e86ffSlogin                         parent_cluster: current_cluster,
470004e86ffSlogin                     }),
471004e86ffSlogin                 }
472004e86ffSlogin             }
473004e86ffSlogin         };
474004e86ffSlogin         return Ok(res);
475004e86ffSlogin     }
476004e86ffSlogin 
477004e86ffSlogin     /// @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)
478004e86ffSlogin     ///
479004e86ffSlogin     /// @param cluster 当前簇
480004e86ffSlogin     ///
481004e86ffSlogin     /// @return Ok(u64) 当前簇在FAT表中,存储的信息。
482676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 错误码
483676b8ef6SMork     pub fn get_fat_entry_raw(&self, cluster: Cluster) -> Result<u64, SystemError> {
484004e86ffSlogin         let current_cluster = cluster.cluster_num;
485004e86ffSlogin 
486004e86ffSlogin         let fat_type: FATType = self.bpb.fat_type;
487004e86ffSlogin         // 获取FAT表的起始扇区(相对分区起始扇区的偏移量)
488004e86ffSlogin         let fat_start_sector = self.fat_start_sector();
489004e86ffSlogin         let bytes_per_sec = self.bpb.bytes_per_sector as u64;
490004e86ffSlogin 
491004e86ffSlogin         // cluster对应的FAT表项在分区内的字节偏移量
492004e86ffSlogin         let fat_bytes_offset =
493004e86ffSlogin             fat_type.get_fat_bytes_offset(cluster, fat_start_sector, bytes_per_sec);
494004e86ffSlogin 
495004e86ffSlogin         // FAT表项所在的LBA地址
496004e86ffSlogin         let fat_ent_lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_bytes_offset));
497004e86ffSlogin 
498004e86ffSlogin         // FAT表项在逻辑块内的字节偏移量
499004e86ffSlogin         let blk_offset = self.get_in_block_offset(fat_bytes_offset);
500004e86ffSlogin 
501b5b571e0SLoGin         let mut v: Vec<u8> = vec![0; self.bpb.bytes_per_sector as usize];
502004e86ffSlogin         self.partition
503004e86ffSlogin             .disk()
504b5b571e0SLoGin             .read_at(fat_ent_lba, self.lba_per_sector(), &mut v)?;
505004e86ffSlogin 
506004e86ffSlogin         let mut cursor = VecCursor::new(v);
507004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(blk_offset as i64))?;
508004e86ffSlogin 
509004e86ffSlogin         let res = match self.bpb.fat_type {
510004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
511004e86ffSlogin                 let mut entry = cursor.read_u16()?;
512004e86ffSlogin                 entry = if (current_cluster & 0x0001) > 0 {
513004e86ffSlogin                     entry >> 4
514004e86ffSlogin                 } else {
515004e86ffSlogin                     entry & 0x0fff
516004e86ffSlogin                 };
517004e86ffSlogin                 entry as u64
518004e86ffSlogin             }
519004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
520004e86ffSlogin                 let entry = (cursor.read_u16()?) as u64;
521004e86ffSlogin                 entry
522004e86ffSlogin             }
523004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
524004e86ffSlogin                 let entry = cursor.read_u32()? & 0x0fff_ffff;
525004e86ffSlogin                 entry as u64
526004e86ffSlogin             }
527004e86ffSlogin         };
528004e86ffSlogin 
529004e86ffSlogin         return Ok(res);
530004e86ffSlogin     }
531004e86ffSlogin 
532004e86ffSlogin     /// @brief 获取当前文件系统的root inode,在磁盘上的字节偏移量
533004e86ffSlogin     pub fn root_dir_bytes_offset(&self) -> u64 {
534004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
535004e86ffSlogin             FATType::FAT32(s) => {
536004e86ffSlogin                 let first_sec_cluster: u64 = (s.root_cluster as u64 - 2)
537004e86ffSlogin                     * (self.bpb.sector_per_cluster as u64)
538004e86ffSlogin                     + self.first_data_sector;
539004e86ffSlogin                 return (self.get_lba_from_offset(first_sec_cluster) * LBA_SIZE) as u64;
540004e86ffSlogin             }
541004e86ffSlogin             _ => {
542004e86ffSlogin                 let root_sec = (self.bpb.rsvd_sec_cnt as u64)
543004e86ffSlogin                     + (self.bpb.num_fats as u64) * (self.bpb.fat_size_16 as u64);
544004e86ffSlogin                 return (self.get_lba_from_offset(root_sec) * LBA_SIZE) as u64;
545004e86ffSlogin             }
546004e86ffSlogin         }
547004e86ffSlogin     }
548004e86ffSlogin 
549004e86ffSlogin     /// @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。
550004e86ffSlogin     /// 请注意,当前函数只对FAT12/FAT16生效。对于FAT32,返回None
551004e86ffSlogin     pub fn root_dir_end_bytes_offset(&self) -> Option<u64> {
552004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
553004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) | FATType::FAT16(_) => {
554004e86ffSlogin                 return Some(
555004e86ffSlogin                     self.root_dir_bytes_offset() + (self.bpb.root_entries_cnt as u64) * 32,
556004e86ffSlogin                 );
557004e86ffSlogin             }
558004e86ffSlogin             _ => {
559004e86ffSlogin                 return None;
560004e86ffSlogin             }
561004e86ffSlogin         }
562004e86ffSlogin     }
563004e86ffSlogin 
564004e86ffSlogin     /// @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)
565004e86ffSlogin     pub fn cluster_bytes_offset(&self, cluster: Cluster) -> u64 {
566004e86ffSlogin         if cluster.cluster_num >= 2 {
567004e86ffSlogin             // 指定簇的第一个扇区号
568004e86ffSlogin             let first_sec_of_cluster = (cluster.cluster_num - 2)
569004e86ffSlogin                 * (self.bpb.sector_per_cluster as u64)
570004e86ffSlogin                 + self.first_data_sector;
571004e86ffSlogin             return (self.get_lba_from_offset(first_sec_of_cluster) * LBA_SIZE) as u64;
572004e86ffSlogin         } else {
573004e86ffSlogin             return 0;
574004e86ffSlogin         }
575004e86ffSlogin     }
576004e86ffSlogin 
577004e86ffSlogin     /// @brief 获取一个空闲簇
578004e86ffSlogin     ///
579004e86ffSlogin     /// @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。
580004e86ffSlogin     ///
581004e86ffSlogin     /// @return Ok(Cluster) 新获取的空闲簇
582676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 错误码
583676b8ef6SMork     pub fn allocate_cluster(&self, prev_cluster: Option<Cluster>) -> Result<Cluster, SystemError> {
584004e86ffSlogin         let end_cluster: Cluster = self.max_cluster_number();
585004e86ffSlogin         let start_cluster: Cluster = match self.bpb.fat_type {
586004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
587b5b571e0SLoGin                 let next_free: u64 = self.fs_info.0.lock().next_free().unwrap_or(0xffffffff);
588004e86ffSlogin                 if next_free < end_cluster.cluster_num {
589004e86ffSlogin                     Cluster::new(next_free)
590004e86ffSlogin                 } else {
591004e86ffSlogin                     Cluster::new(RESERVED_CLUSTERS as u64)
592004e86ffSlogin                 }
593004e86ffSlogin             }
594004e86ffSlogin             _ => Cluster::new(RESERVED_CLUSTERS as u64),
595004e86ffSlogin         };
596004e86ffSlogin 
597004e86ffSlogin         // 寻找一个空的簇
598004e86ffSlogin         let free_cluster: Cluster = match self.get_free_cluster(start_cluster, end_cluster) {
599004e86ffSlogin             Ok(c) => c,
600004e86ffSlogin             Err(_) if start_cluster.cluster_num > RESERVED_CLUSTERS as u64 => {
601004e86ffSlogin                 self.get_free_cluster(Cluster::new(RESERVED_CLUSTERS as u64), end_cluster)?
602004e86ffSlogin             }
603004e86ffSlogin             Err(e) => return Err(e),
604004e86ffSlogin         };
605004e86ffSlogin 
606004e86ffSlogin         self.set_entry(free_cluster, FATEntry::EndOfChain)?;
607004e86ffSlogin         // 减少空闲簇计数
608004e86ffSlogin         self.fs_info.0.lock().update_free_count_delta(-1);
609004e86ffSlogin         // 更新搜索空闲簇的参考量
610004e86ffSlogin         self.fs_info
611004e86ffSlogin             .0
612004e86ffSlogin             .lock()
613004e86ffSlogin             .update_next_free((free_cluster.cluster_num + 1) as u32);
614004e86ffSlogin 
615004e86ffSlogin         // 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。
616004e86ffSlogin         if let Some(prev_cluster) = prev_cluster {
6172eab6dd7S曾俊             // debug!("set entry, prev ={prev_cluster:?}, next = {free_cluster:?}");
618004e86ffSlogin             self.set_entry(prev_cluster, FATEntry::Next(free_cluster))?;
619004e86ffSlogin         }
620004e86ffSlogin         // 清空新获取的这个簇
621004e86ffSlogin         self.zero_cluster(free_cluster)?;
622004e86ffSlogin         return Ok(free_cluster);
623004e86ffSlogin     }
624004e86ffSlogin 
625004e86ffSlogin     /// @brief 释放簇链上的所有簇
626004e86ffSlogin     ///
627004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 簇链的第一个簇
628676b8ef6SMork     pub fn deallocate_cluster_chain(&self, start_cluster: Cluster) -> Result<(), SystemError> {
629004e86ffSlogin         let clusters: Vec<Cluster> = self.clusters(start_cluster);
630004e86ffSlogin         for c in clusters {
631004e86ffSlogin             self.deallocate_cluster(c)?;
632004e86ffSlogin         }
633004e86ffSlogin         return Ok(());
634004e86ffSlogin     }
635004e86ffSlogin 
636004e86ffSlogin     /// @brief 释放簇
637004e86ffSlogin     ///
638004e86ffSlogin     /// @param 要释放的簇
639676b8ef6SMork     pub fn deallocate_cluster(&self, cluster: Cluster) -> Result<(), SystemError> {
640004e86ffSlogin         let entry: FATEntry = self.get_fat_entry(cluster)?;
641004e86ffSlogin         // 如果不是坏簇
642004e86ffSlogin         if entry != FATEntry::Bad {
643004e86ffSlogin             self.set_entry(cluster, FATEntry::Unused)?;
644004e86ffSlogin             self.fs_info.0.lock().update_free_count_delta(1);
645004e86ffSlogin             // 安全选项:清空被释放的簇
646*bd70d2d1SLoGin             #[cfg(feature = "fatfs-secure")]
647004e86ffSlogin             self.zero_cluster(cluster)?;
648004e86ffSlogin             return Ok(());
649004e86ffSlogin         } else {
650004e86ffSlogin             // 不能释放坏簇
6512eab6dd7S曾俊             error!("Bad clusters cannot be freed.");
652676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EFAULT);
653004e86ffSlogin         }
654004e86ffSlogin     }
655004e86ffSlogin 
656004e86ffSlogin     /// @brief 获取文件系统的根目录项
657004e86ffSlogin     pub fn root_dir(&self) -> FATDir {
658004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
659004e86ffSlogin             FATType::FAT32(s) => {
660004e86ffSlogin                 return FATDir {
661004e86ffSlogin                     first_cluster: Cluster::new(s.root_cluster as u64),
662004e86ffSlogin                     dir_name: String::from("/"),
663004e86ffSlogin                     root_offset: None,
664004e86ffSlogin                     short_dir_entry: None,
665004e86ffSlogin                     loc: None,
666004e86ffSlogin                 };
667004e86ffSlogin             }
668004e86ffSlogin             _ => FATDir {
669004e86ffSlogin                 first_cluster: Cluster::new(0),
670004e86ffSlogin                 dir_name: String::from("/"),
671004e86ffSlogin                 root_offset: Some(self.root_dir_bytes_offset()),
672004e86ffSlogin                 short_dir_entry: None,
673004e86ffSlogin                 loc: None,
674004e86ffSlogin             },
675004e86ffSlogin         }
676004e86ffSlogin     }
677004e86ffSlogin 
678004e86ffSlogin     /// @brief 获取FAT表的起始扇区(相对分区起始扇区的偏移量)
679004e86ffSlogin     pub fn fat_start_sector(&self) -> u64 {
680004e86ffSlogin         let active_fat = self.active_fat();
681004e86ffSlogin         let fat_size = self.fat_size();
682004e86ffSlogin         return self.bpb.rsvd_sec_cnt as u64 + active_fat * fat_size;
683004e86ffSlogin     }
684004e86ffSlogin 
685004e86ffSlogin     /// @brief 获取当前活动的FAT表
686004e86ffSlogin     pub fn active_fat(&self) -> u64 {
687004e86ffSlogin         if self.mirroring_enabled() {
688004e86ffSlogin             return 0;
689004e86ffSlogin         } else {
690004e86ffSlogin             match self.bpb.fat_type {
691004e86ffSlogin                 FATType::FAT32(bpb32) => {
692004e86ffSlogin                     return (bpb32.ext_flags & 0x0f) as u64;
693004e86ffSlogin                 }
694004e86ffSlogin                 _ => {
695004e86ffSlogin                     return 0;
696004e86ffSlogin                 }
697004e86ffSlogin             }
698004e86ffSlogin         }
699004e86ffSlogin     }
700004e86ffSlogin 
701004e86ffSlogin     /// @brief 获取当前文件系统的每个FAT表的大小
702004e86ffSlogin     pub fn fat_size(&self) -> u64 {
703004e86ffSlogin         if self.bpb.fat_size_16 != 0 {
704004e86ffSlogin             return self.bpb.fat_size_16 as u64;
705004e86ffSlogin         } else {
706004e86ffSlogin             match self.bpb.fat_type {
707004e86ffSlogin                 FATType::FAT32(bpb32) => {
708004e86ffSlogin                     return bpb32.fat_size_32 as u64;
709004e86ffSlogin                 }
710004e86ffSlogin 
711004e86ffSlogin                 _ => {
712004e86ffSlogin                     panic!("FAT12 and FAT16 volumes should have non-zero BPB_FATSz16");
713004e86ffSlogin                 }
714004e86ffSlogin             }
715004e86ffSlogin         }
716004e86ffSlogin     }
717004e86ffSlogin 
718004e86ffSlogin     /// @brief 判断当前文件系统是否启用了FAT表镜像
719004e86ffSlogin     pub fn mirroring_enabled(&self) -> bool {
720004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
721004e86ffSlogin             FATType::FAT32(bpb32) => {
722004e86ffSlogin                 return (bpb32.ext_flags & 0x80) == 0;
723004e86ffSlogin             }
724004e86ffSlogin             _ => {
725004e86ffSlogin                 return false;
726004e86ffSlogin             }
727004e86ffSlogin         }
728004e86ffSlogin     }
729004e86ffSlogin 
730004e86ffSlogin     /// @brief 根据分区内的扇区偏移量,获得在磁盘上的LBA地址
731004e86ffSlogin     #[inline]
732004e86ffSlogin     pub fn get_lba_from_offset(&self, in_partition_sec_offset: u64) -> usize {
733004e86ffSlogin         return (self.partition.lba_start
734004e86ffSlogin             + in_partition_sec_offset * (self.bpb.bytes_per_sector as u64 / LBA_SIZE as u64))
735004e86ffSlogin             as usize;
736004e86ffSlogin     }
737004e86ffSlogin 
738004e86ffSlogin     /// @brief 获取每个扇区占用多少个LBA
739004e86ffSlogin     #[inline]
740004e86ffSlogin     pub fn lba_per_sector(&self) -> usize {
741004e86ffSlogin         return self.bpb.bytes_per_sector as usize / LBA_SIZE;
742004e86ffSlogin     }
743004e86ffSlogin 
744004e86ffSlogin     /// @brief 将分区内字节偏移量转换为扇区偏移量
745004e86ffSlogin     #[inline]
746004e86ffSlogin     pub fn bytes_to_sector(&self, in_partition_bytes_offset: u64) -> u64 {
747004e86ffSlogin         return in_partition_bytes_offset / (self.bpb.bytes_per_sector as u64);
748004e86ffSlogin     }
749004e86ffSlogin 
750004e86ffSlogin     /// @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
751004e86ffSlogin     #[inline]
752004e86ffSlogin     pub fn get_in_partition_bytes_offset(&self, disk_bytes_offset: u64) -> u64 {
753004e86ffSlogin         return disk_bytes_offset - (self.partition.lba_start * LBA_SIZE as u64);
754004e86ffSlogin     }
755004e86ffSlogin 
756004e86ffSlogin     /// @brief 根据字节偏移量计算在逻辑块内的字节偏移量
757004e86ffSlogin     #[inline]
758004e86ffSlogin     pub fn get_in_block_offset(&self, bytes_offset: u64) -> u64 {
759004e86ffSlogin         return bytes_offset % LBA_SIZE as u64;
760004e86ffSlogin     }
761004e86ffSlogin 
762004e86ffSlogin     /// @brief 获取在FAT表中,以start_cluster开头的FAT链的所有簇的信息
763004e86ffSlogin     ///
764004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 整个FAT链的起始簇号
765004e86ffSlogin     pub fn clusters(&self, start_cluster: Cluster) -> Vec<Cluster> {
766004e86ffSlogin         return self.cluster_iter(start_cluster).collect();
767004e86ffSlogin     }
768004e86ffSlogin 
769004e86ffSlogin     /// @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)
770004e86ffSlogin     ///
771004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 整个FAT链的起始簇号
772004e86ffSlogin     pub fn num_clusters_chain(&self, start_cluster: Cluster) -> u64 {
773004e86ffSlogin         return self
774004e86ffSlogin             .cluster_iter(start_cluster)
775004e86ffSlogin             .fold(0, |size, _cluster| size + 1);
776004e86ffSlogin     }
777004e86ffSlogin     /// @brief 获取一个簇迭代器对象
778004e86ffSlogin     ///
779004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 整个FAT链的起始簇号
780004e86ffSlogin     fn cluster_iter(&self, start_cluster: Cluster) -> ClusterIter {
781004e86ffSlogin         return ClusterIter {
782004e86ffSlogin             current_cluster: Some(start_cluster),
783004e86ffSlogin             fs: self,
784004e86ffSlogin         };
785004e86ffSlogin     }
786004e86ffSlogin 
787004e86ffSlogin     /// @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)
788004e86ffSlogin     #[inline]
789004e86ffSlogin     pub fn get_cluster_by_relative(&self, start_cluster: Cluster, n: usize) -> Option<Cluster> {
790b5b571e0SLoGin         return self.cluster_iter(start_cluster).nth(n);
791004e86ffSlogin     }
792004e86ffSlogin 
793004e86ffSlogin     /// @brief 获取整个簇链的最后一个簇
794004e86ffSlogin     #[inline]
795004e86ffSlogin     pub fn get_last_cluster(&self, start_cluster: Cluster) -> Option<Cluster> {
796004e86ffSlogin         return self.cluster_iter(start_cluster).last();
797004e86ffSlogin     }
798004e86ffSlogin 
799004e86ffSlogin     /// @brief 判断FAT文件系统的shut bit是否正常。
800004e86ffSlogin     /// 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”
801004e86ffSlogin     /// 参考资料:https://thestarman.pcministry.com/DOS/DirtyShutdownFlag.html
802004e86ffSlogin     ///
803004e86ffSlogin     /// @return Ok(true) 正常
804004e86ffSlogin     /// @return Ok(false) 不正常
805676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 在判断时发生错误
80691e9d4abSLoGin     #[allow(dead_code)]
807676b8ef6SMork     pub fn is_shut_bit_ok(&mut self) -> Result<bool, SystemError> {
808004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
809004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
810004e86ffSlogin                 // 对于FAT32, error bit位于第一个扇区的第8字节。
811004e86ffSlogin                 let bit = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? & 0x0800_0000;
812004e86ffSlogin                 return Ok(bit > 0);
813004e86ffSlogin             }
814004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
815004e86ffSlogin                 let bit = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? & 0x8000;
816004e86ffSlogin                 return Ok(bit > 0);
817004e86ffSlogin             }
818004e86ffSlogin             _ => return Ok(true),
819004e86ffSlogin         }
820004e86ffSlogin     }
821004e86ffSlogin 
822004e86ffSlogin     /// @brief 判断FAT文件系统的hard error bit是否正常。
823004e86ffSlogin     /// 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
824004e86ffSlogin     /// 卷上的某些扇区可能已损坏。
825004e86ffSlogin     /// 参考资料:https://thestarman.pcministry.com/DOS/DirtyShutdownFlag.html
826004e86ffSlogin     ///
827004e86ffSlogin     /// @return Ok(true) 正常
828004e86ffSlogin     /// @return Ok(false) 不正常
829676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 在判断时发生错误
830676b8ef6SMork     pub fn is_hard_error_bit_ok(&mut self) -> Result<bool, SystemError> {
831004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
832004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
833004e86ffSlogin                 let bit = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? & 0x0400_0000;
834004e86ffSlogin                 return Ok(bit > 0);
835004e86ffSlogin             }
836004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
837004e86ffSlogin                 let bit = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? & 0x4000;
838004e86ffSlogin                 return Ok(bit > 0);
839004e86ffSlogin             }
840004e86ffSlogin             _ => return Ok(true),
841004e86ffSlogin         }
842004e86ffSlogin     }
843004e86ffSlogin 
844004e86ffSlogin     /// @brief 设置文件系统的shut bit为正常状态
845004e86ffSlogin     /// 参考资料:https://thestarman.pcministry.com/DOS/DirtyShutdownFlag.html
846004e86ffSlogin     ///
847004e86ffSlogin     /// @return Ok(()) 设置成功
848676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 在设置过程中,出现错误
849676b8ef6SMork     pub fn set_shut_bit_ok(&mut self) -> Result<(), SystemError> {
850004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
851004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
852004e86ffSlogin                 let raw_entry = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? | 0x0800_0000;
853004e86ffSlogin                 self.set_entry(Cluster::new(1), FATEntry::Next(Cluster::new(raw_entry)))?;
854004e86ffSlogin 
855004e86ffSlogin                 return Ok(());
856004e86ffSlogin             }
857004e86ffSlogin 
858004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
859004e86ffSlogin                 let raw_entry = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? | 0x8000;
860004e86ffSlogin                 self.set_entry(Cluster::new(1), FATEntry::Next(Cluster::new(raw_entry)))?;
861004e86ffSlogin                 return Ok(());
862004e86ffSlogin             }
863004e86ffSlogin             _ => return Ok(()),
864004e86ffSlogin         }
865004e86ffSlogin     }
866004e86ffSlogin 
867004e86ffSlogin     /// @brief 设置文件系统的hard error bit为正常状态
868004e86ffSlogin     /// 参考资料:https://thestarman.pcministry.com/DOS/DirtyShutdownFlag.html
869004e86ffSlogin     ///
870004e86ffSlogin     /// @return Ok(()) 设置成功
871676b8ef6SMork     /// @return Err(SystemError) 在设置过程中,出现错误
872676b8ef6SMork     pub fn set_hard_error_bit_ok(&mut self) -> Result<(), SystemError> {
873004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
874004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
875004e86ffSlogin                 let raw_entry = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? | 0x0400_0000;
876004e86ffSlogin                 self.set_entry(Cluster::new(1), FATEntry::Next(Cluster::new(raw_entry)))?;
877004e86ffSlogin                 return Ok(());
878004e86ffSlogin             }
879004e86ffSlogin 
880004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
881004e86ffSlogin                 let raw_entry = self.get_fat_entry_raw(Cluster::new(1))? | 0x4000;
882004e86ffSlogin                 self.set_entry(Cluster::new(1), FATEntry::Next(Cluster::new(raw_entry)))?;
883004e86ffSlogin                 return Ok(());
884004e86ffSlogin             }
885004e86ffSlogin             _ => return Ok(()),
886004e86ffSlogin         }
887004e86ffSlogin     }
888004e86ffSlogin 
889004e86ffSlogin     /// @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
890676b8ef6SMork     pub fn umount(&mut self) -> Result<(), SystemError> {
891004e86ffSlogin         self.fs_info.0.lock().flush(&self.partition)?;
892004e86ffSlogin 
893004e86ffSlogin         self.set_shut_bit_ok()?;
894004e86ffSlogin 
895004e86ffSlogin         self.set_hard_error_bit_ok()?;
896004e86ffSlogin 
897004e86ffSlogin         self.partition.disk().sync()?;
898004e86ffSlogin 
899004e86ffSlogin         return Ok(());
900004e86ffSlogin     }
901004e86ffSlogin 
902004e86ffSlogin     /// @brief 获取文件系统的最大簇号
903004e86ffSlogin     pub fn max_cluster_number(&self) -> Cluster {
904004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
905004e86ffSlogin             FATType::FAT32(s) => {
906004e86ffSlogin                 // FAT32
907004e86ffSlogin 
908004e86ffSlogin                 // 数据扇区数量(总扇区数-保留扇区-FAT占用的扇区)
909004e86ffSlogin                 let data_sec: u64 = self.bpb.total_sectors_32 as u64
910004e86ffSlogin                     - (self.bpb.rsvd_sec_cnt as u64
911004e86ffSlogin                         + self.bpb.num_fats as u64 * s.fat_size_32 as u64);
912004e86ffSlogin 
913004e86ffSlogin                 // 数据区的簇数量
914004e86ffSlogin                 let total_clusters: u64 = data_sec / self.bpb.sector_per_cluster as u64;
915004e86ffSlogin 
916004e86ffSlogin                 // 返回最大的簇号
917004e86ffSlogin                 return Cluster::new(total_clusters + RESERVED_CLUSTERS as u64 - 1);
918004e86ffSlogin             }
919004e86ffSlogin 
920004e86ffSlogin             _ => {
921004e86ffSlogin                 // FAT12 / FAT16
922004e86ffSlogin                 let root_dir_sectors: u64 = (((self.bpb.root_entries_cnt as u64) * 32)
923004e86ffSlogin                     + self.bpb.bytes_per_sector as u64
924004e86ffSlogin                     - 1)
925004e86ffSlogin                     / self.bpb.bytes_per_sector as u64;
926004e86ffSlogin                 // 数据区扇区数
927004e86ffSlogin                 let data_sec: u64 = self.bpb.total_sectors_16 as u64
928004e86ffSlogin                     - (self.bpb.rsvd_sec_cnt as u64
929004e86ffSlogin                         + (self.bpb.num_fats as u64 * self.bpb.fat_size_16 as u64)
930004e86ffSlogin                         + root_dir_sectors);
931004e86ffSlogin                 let total_clusters = data_sec / self.bpb.sector_per_cluster as u64;
932004e86ffSlogin                 return Cluster::new(total_clusters + RESERVED_CLUSTERS as u64 - 1);
933004e86ffSlogin             }
934004e86ffSlogin         }
935004e86ffSlogin     }
936004e86ffSlogin 
937004e86ffSlogin     /// @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
938004e86ffSlogin     ///
939004e86ffSlogin     /// @param start_cluster 起始簇号
940004e86ffSlogin     /// @param end_cluster 终止簇号(不包含)
941004e86ffSlogin     ///
942004e86ffSlogin     /// @return Ok(Cluster) 寻找到的空闲簇
943676b8ef6SMork     /// @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.
944004e86ffSlogin     pub fn get_free_cluster(
945004e86ffSlogin         &self,
946004e86ffSlogin         start_cluster: Cluster,
947004e86ffSlogin         end_cluster: Cluster,
948676b8ef6SMork     ) -> Result<Cluster, SystemError> {
949004e86ffSlogin         let max_cluster: Cluster = self.max_cluster_number();
950004e86ffSlogin         let mut cluster: u64 = start_cluster.cluster_num;
951004e86ffSlogin 
952004e86ffSlogin         let fat_type: FATType = self.bpb.fat_type;
953004e86ffSlogin         let fat_start_sector: u64 = self.fat_start_sector();
954004e86ffSlogin         let bytes_per_sec: u64 = self.bpb.bytes_per_sector as u64;
955004e86ffSlogin 
956004e86ffSlogin         match fat_type {
957004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
958004e86ffSlogin                 let part_bytes_offset: u64 =
959004e86ffSlogin                     fat_type.get_fat_bytes_offset(start_cluster, fat_start_sector, bytes_per_sec);
960004e86ffSlogin                 let in_block_offset = self.get_in_block_offset(part_bytes_offset);
961004e86ffSlogin 
962004e86ffSlogin                 let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(part_bytes_offset));
963004e86ffSlogin 
964004e86ffSlogin                 // 由于FAT12的FAT表不大于6K,因此直接读取6K
965004e86ffSlogin                 let num_lba = (6 * 1024) / LBA_SIZE;
966b5b571e0SLoGin                 let mut v: Vec<u8> = vec![0; num_lba * LBA_SIZE];
967004e86ffSlogin                 self.partition.disk().read_at(lba, num_lba, &mut v)?;
968004e86ffSlogin 
969004e86ffSlogin                 let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
970004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
971004e86ffSlogin 
972004e86ffSlogin                 let mut packed_val: u16 = cursor.read_u16()?;
973004e86ffSlogin                 loop {
974004e86ffSlogin                     let val = if (cluster & 0x1) > 0 {
975004e86ffSlogin                         packed_val >> 4
976004e86ffSlogin                     } else {
977004e86ffSlogin                         packed_val & 0x0fff
978004e86ffSlogin                     };
979004e86ffSlogin                     if val == 0 {
980b5b571e0SLoGin                         return Ok(Cluster::new(cluster));
981004e86ffSlogin                     }
982004e86ffSlogin 
983004e86ffSlogin                     cluster += 1;
984004e86ffSlogin 
985004e86ffSlogin                     // 磁盘无剩余空间,或者簇号达到给定的最大值
986004e86ffSlogin                     if cluster == end_cluster.cluster_num || cluster == max_cluster.cluster_num {
987676b8ef6SMork                         return Err(SystemError::ENOSPC);
988004e86ffSlogin                     }
989004e86ffSlogin 
990004e86ffSlogin                     packed_val = match cluster & 1 {
991004e86ffSlogin                         0 => cursor.read_u16()?,
992004e86ffSlogin                         _ => {
993004e86ffSlogin                             let next_byte = cursor.read_u8()? as u16;
994004e86ffSlogin                             (packed_val >> 8) | (next_byte << 8)
995004e86ffSlogin                         }
996004e86ffSlogin                     };
997004e86ffSlogin                 }
998004e86ffSlogin             }
999004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
1000004e86ffSlogin                 // todo: 优化这里,减少读取磁盘的次数。
1001004e86ffSlogin                 while cluster < end_cluster.cluster_num && cluster < max_cluster.cluster_num {
1002004e86ffSlogin                     let part_bytes_offset: u64 = fat_type.get_fat_bytes_offset(
1003004e86ffSlogin                         Cluster::new(cluster),
1004004e86ffSlogin                         fat_start_sector,
1005004e86ffSlogin                         bytes_per_sec,
1006004e86ffSlogin                     );
1007004e86ffSlogin                     let in_block_offset = self.get_in_block_offset(part_bytes_offset);
1008004e86ffSlogin 
1009004e86ffSlogin                     let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(part_bytes_offset));
1010004e86ffSlogin 
1011b5b571e0SLoGin                     let mut v: Vec<u8> = vec![0; self.lba_per_sector() * LBA_SIZE];
1012004e86ffSlogin                     self.partition
1013004e86ffSlogin                         .disk()
1014eb49bb99S曾俊                         .read_at_sync(lba, self.lba_per_sector(), &mut v)?;
1015004e86ffSlogin 
1016004e86ffSlogin                     let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1017004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1018004e86ffSlogin 
1019004e86ffSlogin                     let val = cursor.read_u16()?;
1020004e86ffSlogin                     // 找到空闲簇
1021004e86ffSlogin                     if val == 0 {
1022004e86ffSlogin                         return Ok(Cluster::new(val as u64));
1023004e86ffSlogin                     }
1024004e86ffSlogin                     cluster += 1;
1025004e86ffSlogin                 }
1026004e86ffSlogin 
1027004e86ffSlogin                 // 磁盘无剩余空间,或者簇号达到给定的最大值
1028676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOSPC);
1029004e86ffSlogin             }
1030004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
1031004e86ffSlogin                 // todo: 优化这里,减少读取磁盘的次数。
1032004e86ffSlogin                 while cluster < end_cluster.cluster_num && cluster < max_cluster.cluster_num {
1033004e86ffSlogin                     let part_bytes_offset: u64 = fat_type.get_fat_bytes_offset(
1034004e86ffSlogin                         Cluster::new(cluster),
1035004e86ffSlogin                         fat_start_sector,
1036004e86ffSlogin                         bytes_per_sec,
1037004e86ffSlogin                     );
1038004e86ffSlogin                     let in_block_offset = self.get_in_block_offset(part_bytes_offset);
1039004e86ffSlogin 
1040004e86ffSlogin                     let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(part_bytes_offset));
1041004e86ffSlogin 
1042b5b571e0SLoGin                     let mut v: Vec<u8> = vec![0; self.lba_per_sector() * LBA_SIZE];
1043004e86ffSlogin                     self.partition
1044004e86ffSlogin                         .disk()
1045eb49bb99S曾俊                         .read_at_sync(lba, self.lba_per_sector(), &mut v)?;
1046004e86ffSlogin 
1047004e86ffSlogin                     let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1048004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1049004e86ffSlogin 
1050004e86ffSlogin                     let val = cursor.read_u32()? & 0x0fffffff;
1051004e86ffSlogin 
1052004e86ffSlogin                     if val == 0 {
1053004e86ffSlogin                         return Ok(Cluster::new(cluster));
1054004e86ffSlogin                     }
1055004e86ffSlogin                     cluster += 1;
1056004e86ffSlogin                 }
1057004e86ffSlogin 
1058004e86ffSlogin                 // 磁盘无剩余空间,或者簇号达到给定的最大值
1059676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOSPC);
1060004e86ffSlogin             }
1061004e86ffSlogin         }
1062004e86ffSlogin     }
1063004e86ffSlogin 
1064004e86ffSlogin     /// @brief 在FAT表中,设置指定的簇的信息。
1065004e86ffSlogin     ///
1066004e86ffSlogin     /// @param cluster 目标簇
1067004e86ffSlogin     /// @param fat_entry 这个簇在FAT表中,存储的信息(下一个簇的簇号)
1068676b8ef6SMork     pub fn set_entry(&self, cluster: Cluster, fat_entry: FATEntry) -> Result<(), SystemError> {
1069004e86ffSlogin         // fat表项在分区上的字节偏移量
1070004e86ffSlogin         let fat_part_bytes_offset: u64 = self.bpb.fat_type.get_fat_bytes_offset(
1071004e86ffSlogin             cluster,
1072004e86ffSlogin             self.fat_start_sector(),
1073004e86ffSlogin             self.bpb.bytes_per_sector as u64,
1074004e86ffSlogin         );
1075004e86ffSlogin 
1076004e86ffSlogin         match self.bpb.fat_type {
1077004e86ffSlogin             FATType::FAT12(_) => {
1078004e86ffSlogin                 // 计算要写入的值
1079004e86ffSlogin                 let raw_val: u16 = match fat_entry {
1080004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused => 0,
1081004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad => 0xff7,
1082004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain => 0xfff,
1083004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(c) => c.cluster_num as u16,
1084004e86ffSlogin                 };
1085004e86ffSlogin 
1086004e86ffSlogin                 let in_block_offset = self.get_in_block_offset(fat_part_bytes_offset);
1087004e86ffSlogin 
1088004e86ffSlogin                 let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_part_bytes_offset));
1089004e86ffSlogin 
1090b5b571e0SLoGin                 let mut v: Vec<u8> = vec![0; LBA_SIZE];
1091eb49bb99S曾俊                 self.partition.disk().read_at_sync(lba, 1, &mut v)?;
1092004e86ffSlogin 
1093004e86ffSlogin                 let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1094004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1095004e86ffSlogin 
1096004e86ffSlogin                 let old_val: u16 = cursor.read_u16()?;
1097004e86ffSlogin                 let new_val: u16 = if (cluster.cluster_num & 0x1) > 0 {
1098004e86ffSlogin                     (old_val & 0x000f) | (raw_val << 4)
1099004e86ffSlogin                 } else {
1100004e86ffSlogin                     (old_val & 0xf000) | raw_val
1101004e86ffSlogin                 };
1102004e86ffSlogin 
1103004e86ffSlogin                 // 写回数据到磁盘上
1104004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1105004e86ffSlogin                 cursor.write_u16(new_val)?;
1106004e86ffSlogin                 self.partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1107004e86ffSlogin                 return Ok(());
1108004e86ffSlogin             }
1109004e86ffSlogin             FATType::FAT16(_) => {
1110004e86ffSlogin                 // 计算要写入的值
1111004e86ffSlogin                 let raw_val: u16 = match fat_entry {
1112004e86ffSlogin                     FATEntry::Unused => 0,
1113004e86ffSlogin                     FATEntry::Bad => 0xfff7,
1114004e86ffSlogin                     FATEntry::EndOfChain => 0xfdff,
1115004e86ffSlogin                     FATEntry::Next(c) => c.cluster_num as u16,
1116004e86ffSlogin                 };
1117004e86ffSlogin 
1118004e86ffSlogin                 let in_block_offset = self.get_in_block_offset(fat_part_bytes_offset);
1119004e86ffSlogin 
1120004e86ffSlogin                 let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(fat_part_bytes_offset));
1121004e86ffSlogin 
1122b5b571e0SLoGin                 let mut v: Vec<u8> = vec![0; LBA_SIZE];
1123004e86ffSlogin                 self.partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1124004e86ffSlogin 
1125004e86ffSlogin                 let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1126004e86ffSlogin                 cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1127004e86ffSlogin 
1128004e86ffSlogin                 cursor.write_u16(raw_val)?;
1129004e86ffSlogin                 self.partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1130004e86ffSlogin 
1131004e86ffSlogin                 return Ok(());
1132004e86ffSlogin             }
1133004e86ffSlogin             FATType::FAT32(_) => {
1134004e86ffSlogin                 let fat_size: u64 = self.fat_size();
1135004e86ffSlogin                 let bound: u64 = if self.mirroring_enabled() {
1136004e86ffSlogin                     1
1137004e86ffSlogin                 } else {
1138004e86ffSlogin                     self.bpb.num_fats as u64
1139004e86ffSlogin                 };
11402eab6dd7S曾俊                 // debug!("set entry, bound={bound}, fat_size={fat_size}");
1141004e86ffSlogin                 for i in 0..bound {
1142004e86ffSlogin                     // 当前操作的FAT表在磁盘上的字节偏移量
1143004e86ffSlogin                     let f_offset: u64 = fat_part_bytes_offset + i * fat_size;
1144004e86ffSlogin                     let in_block_offset: u64 = self.get_in_block_offset(f_offset);
1145004e86ffSlogin                     let lba = self.get_lba_from_offset(self.bytes_to_sector(f_offset));
1146004e86ffSlogin 
11472eab6dd7S曾俊                     // debug!("set entry, lba={lba}, in_block_offset={in_block_offset}");
1148b5b571e0SLoGin                     let mut v: Vec<u8> = vec![0; LBA_SIZE];
1149004e86ffSlogin                     self.partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1150004e86ffSlogin 
1151004e86ffSlogin                     let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1152004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1153004e86ffSlogin 
1154004e86ffSlogin                     // FAT32的高4位保留
1155004e86ffSlogin                     let old_bits = cursor.read_u32()? & 0xf0000000;
1156004e86ffSlogin 
1157004e86ffSlogin                     if fat_entry == FATEntry::Unused
1158004e86ffSlogin                         && cluster.cluster_num >= 0x0ffffff7
1159004e86ffSlogin                         && cluster.cluster_num <= 0x0fffffff
1160004e86ffSlogin                     {
11612eab6dd7S曾俊                         error!(
1162004e86ffSlogin                             "FAT32: Reserved Cluster {:?} cannot be marked as free",
1163004e86ffSlogin                             cluster
1164004e86ffSlogin                         );
1165676b8ef6SMork                         return Err(SystemError::EPERM);
1166004e86ffSlogin                     }
1167004e86ffSlogin 
1168004e86ffSlogin                     // 计算要写入的值
1169004e86ffSlogin                     let mut raw_val: u32 = match fat_entry {
1170004e86ffSlogin                         FATEntry::Unused => 0,
1171004e86ffSlogin                         FATEntry::Bad => 0x0FFFFFF7,
1172004e86ffSlogin                         FATEntry::EndOfChain => 0x0FFFFFFF,
1173004e86ffSlogin                         FATEntry::Next(c) => c.cluster_num as u32,
1174004e86ffSlogin                     };
1175004e86ffSlogin 
1176004e86ffSlogin                     // 恢复保留位
1177004e86ffSlogin                     raw_val |= old_bits;
1178004e86ffSlogin 
11792eab6dd7S曾俊                     // debug!("sent entry, raw_val={raw_val}");
1180004e86ffSlogin 
1181004e86ffSlogin                     cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1182004e86ffSlogin                     cursor.write_u32(raw_val)?;
1183004e86ffSlogin 
1184004e86ffSlogin                     self.partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1185004e86ffSlogin                 }
1186004e86ffSlogin 
1187004e86ffSlogin                 return Ok(());
1188004e86ffSlogin             }
1189004e86ffSlogin         }
1190004e86ffSlogin     }
1191004e86ffSlogin 
1192004e86ffSlogin     /// @brief 清空指定的簇
1193004e86ffSlogin     ///
1194004e86ffSlogin     /// @param cluster 要被清空的簇
1195676b8ef6SMork     pub fn zero_cluster(&self, cluster: Cluster) -> Result<(), SystemError> {
1196004e86ffSlogin         // 准备数据,用于写入
1197004e86ffSlogin         let zeros: Vec<u8> = vec![0u8; self.bytes_per_cluster() as usize];
1198004e86ffSlogin         let offset: usize = self.cluster_bytes_offset(cluster) as usize;
1199004e86ffSlogin         self.partition
1200004e86ffSlogin             .disk()
1201b087521eSChiichen             .write_at_bytes(offset, zeros.len(), zeros.as_slice())?;
1202004e86ffSlogin         return Ok(());
1203004e86ffSlogin     }
1204004e86ffSlogin }
1205004e86ffSlogin 
1206004e86ffSlogin impl Drop for FATFileSystem {
1207004e86ffSlogin     fn drop(&mut self) {
1208004e86ffSlogin         let r = self.umount();
1209004e86ffSlogin         if r.is_err() {
12102eab6dd7S曾俊             error!(
1211676b8ef6SMork                 "Umount FAT filesystem failed: errno={:?}, FS detail:{self:?}",
12128d72b68dSJomo                 r.as_ref().unwrap_err()
1213004e86ffSlogin             );
1214004e86ffSlogin         }
1215004e86ffSlogin     }
1216004e86ffSlogin }
1217004e86ffSlogin 
1218004e86ffSlogin impl FATFsInfo {
1219004e86ffSlogin     const LEAD_SIG: u32 = 0x41615252;
1220004e86ffSlogin     const STRUC_SIG: u32 = 0x61417272;
1221004e86ffSlogin     const TRAIL_SIG: u32 = 0xAA550000;
122291e9d4abSLoGin     #[allow(dead_code)]
1223004e86ffSlogin     const FS_INFO_SIZE: u64 = 512;
1224004e86ffSlogin 
1225004e86ffSlogin     /// @brief 从磁盘上读取FAT文件系统的FSInfo结构体
1226004e86ffSlogin     ///
1227004e86ffSlogin     /// @param partition 磁盘分区
1228004e86ffSlogin     /// @param in_disk_fs_info_offset FSInfo扇区在磁盘内的字节偏移量(单位:字节)
1229004e86ffSlogin     /// @param bytes_per_sec 每扇区字节数
1230004e86ffSlogin     pub fn new(
1231004e86ffSlogin         partition: Arc<Partition>,
1232004e86ffSlogin         in_disk_fs_info_offset: u64,
1233004e86ffSlogin         bytes_per_sec: usize,
1234676b8ef6SMork     ) -> Result<Self, SystemError> {
1235b5b571e0SLoGin         let mut v = vec![0; bytes_per_sec];
1236004e86ffSlogin 
1237004e86ffSlogin         // 计算fs_info扇区在磁盘上的字节偏移量,从磁盘读取数据
1238004e86ffSlogin         partition
1239004e86ffSlogin             .disk()
1240eb49bb99S曾俊             .read_at_sync(in_disk_fs_info_offset as usize / LBA_SIZE, 1, &mut v)?;
1241004e86ffSlogin         let mut cursor = VecCursor::new(v);
1242004e86ffSlogin 
1243b5b571e0SLoGin         let mut fsinfo = FATFsInfo {
1244b5b571e0SLoGin             lead_sig: cursor.read_u32()?,
1245b5b571e0SLoGin             ..Default::default()
1246b5b571e0SLoGin         };
1247004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(480))?;
1248004e86ffSlogin         fsinfo.struc_sig = cursor.read_u32()?;
1249004e86ffSlogin         fsinfo.free_count = cursor.read_u32()?;
1250004e86ffSlogin         fsinfo.next_free = cursor.read_u32()?;
1251004e86ffSlogin 
1252004e86ffSlogin         cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(12))?;
1253004e86ffSlogin 
1254004e86ffSlogin         fsinfo.trail_sig = cursor.read_u32()?;
1255004e86ffSlogin         fsinfo.dirty = false;
1256004e86ffSlogin         fsinfo.offset = Some(in_disk_fs_info_offset);
1257004e86ffSlogin 
1258004e86ffSlogin         if fsinfo.is_valid() {
1259004e86ffSlogin             return Ok(fsinfo);
1260004e86ffSlogin         } else {
12612eab6dd7S曾俊             error!("Error occurred while parsing FATFsInfo.");
1262676b8ef6SMork             return Err(SystemError::EINVAL);
1263004e86ffSlogin         }
1264004e86ffSlogin     }
1265004e86ffSlogin 
1266004e86ffSlogin     /// @brief 判断是否为正确的FsInfo结构体
1267004e86ffSlogin     fn is_valid(&self) -> bool {
1268004e86ffSlogin         self.lead_sig == Self::LEAD_SIG
1269004e86ffSlogin             && self.struc_sig == Self::STRUC_SIG
1270004e86ffSlogin             && self.trail_sig == Self::TRAIL_SIG
1271004e86ffSlogin     }
1272004e86ffSlogin 
1273004e86ffSlogin     /// @brief 根据fsinfo的信息,计算当前总的空闲簇数量
1274004e86ffSlogin     ///
1275004e86ffSlogin     /// @param 当前文件系统的最大簇号
1276004e86ffSlogin     pub fn count_free_cluster(&self, max_cluster: Cluster) -> Option<u64> {
1277004e86ffSlogin         let count_clusters = max_cluster.cluster_num - RESERVED_CLUSTERS as u64 + 1;
1278004e86ffSlogin         // 信息不合理,当前的FsInfo中存储的free count大于计算出来的值
1279004e86ffSlogin         if self.free_count as u64 > count_clusters {
1280004e86ffSlogin             return None;
1281004e86ffSlogin         } else {
1282004e86ffSlogin             match self.free_count {
1283004e86ffSlogin                 // free count字段不可用
1284004e86ffSlogin                 0xffffffff => return None,
1285004e86ffSlogin                 // 返回FsInfo中存储的数据
1286004e86ffSlogin                 n => return Some(n as u64),
1287004e86ffSlogin             }
1288004e86ffSlogin         }
1289004e86ffSlogin     }
1290004e86ffSlogin 
1291004e86ffSlogin     /// @brief 更新FsInfo中的“空闲簇统计信息“为new_count
1292004e86ffSlogin     ///
1293004e86ffSlogin     /// 请注意,除非手动调用`flush()`,否则本函数不会将数据刷入磁盘
1294004e86ffSlogin     pub fn update_free_count_abs(&mut self, new_count: u32) {
1295004e86ffSlogin         self.free_count = new_count;
1296004e86ffSlogin     }
1297004e86ffSlogin 
1298004e86ffSlogin     /// @brief 更新FsInfo中的“空闲簇统计信息“,把它加上delta.
1299004e86ffSlogin     ///
1300004e86ffSlogin     /// 请注意,除非手动调用`flush()`,否则本函数不会将数据刷入磁盘
1301004e86ffSlogin     pub fn update_free_count_delta(&mut self, delta: i32) {
1302004e86ffSlogin         self.free_count = (self.free_count as i32 + delta) as u32;
1303004e86ffSlogin     }
1304004e86ffSlogin 
1305004e86ffSlogin     /// @brief 更新FsInfo中的“第一个空闲簇统计信息“为next_free.
1306004e86ffSlogin     ///
1307004e86ffSlogin     /// 请注意,除非手动调用`flush()`,否则本函数不会将数据刷入磁盘
1308004e86ffSlogin     pub fn update_next_free(&mut self, next_free: u32) {
1309004e86ffSlogin         // 这个值是参考量,不一定要准确,仅供加速查找
1310004e86ffSlogin         self.next_free = next_free;
1311004e86ffSlogin     }
1312004e86ffSlogin 
1313004e86ffSlogin     /// @brief 获取fs info 记载的第一个空闲簇。(不一定准确,仅供参考)
1314004e86ffSlogin     pub fn next_free(&self) -> Option<u64> {
1315004e86ffSlogin         match self.next_free {
1316004e86ffSlogin             0xffffffff => return None,
1317004e86ffSlogin             0 | 1 => return None,
1318004e86ffSlogin             n => return Some(n as u64),
1319004e86ffSlogin         };
1320004e86ffSlogin     }
1321004e86ffSlogin 
1322004e86ffSlogin     /// @brief 把fs info刷入磁盘
1323004e86ffSlogin     ///
1324004e86ffSlogin     /// @param partition fs info所在的分区
1325676b8ef6SMork     pub fn flush(&self, partition: &Arc<Partition>) -> Result<(), SystemError> {
1326004e86ffSlogin         if let Some(off) = self.offset {
1327004e86ffSlogin             let in_block_offset = off % LBA_SIZE as u64;
1328004e86ffSlogin 
1329004e86ffSlogin             let lba = off as usize / LBA_SIZE;
1330004e86ffSlogin 
1331b5b571e0SLoGin             let mut v: Vec<u8> = vec![0; LBA_SIZE];
1332004e86ffSlogin             partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1333004e86ffSlogin 
1334004e86ffSlogin             let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1335004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1336004e86ffSlogin 
1337004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.lead_sig)?;
1338004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(480))?;
1339004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.struc_sig)?;
1340004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.free_count)?;
1341004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.next_free)?;
1342004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(12))?;
1343004e86ffSlogin             cursor.write_u32(self.trail_sig)?;
1344004e86ffSlogin 
1345004e86ffSlogin             partition.disk().write_at(lba, 1, cursor.as_slice())?;
1346004e86ffSlogin         }
1347004e86ffSlogin         return Ok(());
1348004e86ffSlogin     }
1349004e86ffSlogin 
1350004e86ffSlogin     /// @brief 读取磁盘上的Fs Info扇区,将里面的内容更新到结构体中
1351004e86ffSlogin     ///
1352004e86ffSlogin     /// @param partition fs info所在的分区
1353676b8ef6SMork     pub fn update(&mut self, partition: Arc<Partition>) -> Result<(), SystemError> {
1354004e86ffSlogin         if let Some(off) = self.offset {
1355004e86ffSlogin             let in_block_offset = off % LBA_SIZE as u64;
1356004e86ffSlogin 
1357004e86ffSlogin             let lba = off as usize / LBA_SIZE;
1358004e86ffSlogin 
1359b5b571e0SLoGin             let mut v: Vec<u8> = vec![0; LBA_SIZE];
1360004e86ffSlogin             partition.disk().read_at(lba, 1, &mut v)?;
1361004e86ffSlogin             let mut cursor: VecCursor = VecCursor::new(v);
1362004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekSet(in_block_offset as i64))?;
1363004e86ffSlogin             self.lead_sig = cursor.read_u32()?;
1364004e86ffSlogin 
1365004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(480))?;
1366004e86ffSlogin             self.struc_sig = cursor.read_u32()?;
1367004e86ffSlogin             self.free_count = cursor.read_u32()?;
1368004e86ffSlogin             self.next_free = cursor.read_u32()?;
1369004e86ffSlogin             cursor.seek(SeekFrom::SeekCurrent(12))?;
1370004e86ffSlogin             self.trail_sig = cursor.read_u32()?;
1371004e86ffSlogin         }
1372004e86ffSlogin         return Ok(());
1373004e86ffSlogin     }
1374004e86ffSlogin }
1375004e86ffSlogin 
1376004e86ffSlogin impl IndexNode for LockedFATInode {
1377004e86ffSlogin     fn read_at(
1378004e86ffSlogin         &self,
1379004e86ffSlogin         offset: usize,
1380004e86ffSlogin         len: usize,
1381004e86ffSlogin         buf: &mut [u8],
1382dfe53cf0SGnoCiYeH         _data: SpinLockGuard<FilePrivateData>,
1383676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
1384004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1385004e86ffSlogin         match &guard.inode_type {
1386004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(f) | FATDirEntry::VolId(f) => {
1387004e86ffSlogin                 let r = f.read(
1388004e86ffSlogin                     &guard.fs.upgrade().unwrap(),
1389004e86ffSlogin                     &mut buf[0..len],
1390004e86ffSlogin                     offset as u64,
1391004e86ffSlogin                 );
1392004e86ffSlogin                 guard.update_metadata();
1393004e86ffSlogin                 return r;
1394004e86ffSlogin             }
1395004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(_) => {
1396676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EISDIR);
1397004e86ffSlogin             }
1398004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
13992eab6dd7S曾俊                 error!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1400676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1401004e86ffSlogin             }
1402004e86ffSlogin         }
1403004e86ffSlogin     }
1404004e86ffSlogin 
1405004e86ffSlogin     fn write_at(
1406004e86ffSlogin         &self,
1407004e86ffSlogin         offset: usize,
1408004e86ffSlogin         len: usize,
1409004e86ffSlogin         buf: &[u8],
1410dfe53cf0SGnoCiYeH         _data: SpinLockGuard<FilePrivateData>,
1411676b8ef6SMork     ) -> Result<usize, SystemError> {
1412004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1413004e86ffSlogin         let fs: &Arc<FATFileSystem> = &guard.fs.upgrade().unwrap();
1414004e86ffSlogin 
1415004e86ffSlogin         match &mut guard.inode_type {
1416004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(f) | FATDirEntry::VolId(f) => {
1417004e86ffSlogin                 let r = f.write(fs, &buf[0..len], offset as u64);
1418004e86ffSlogin                 guard.update_metadata();
1419004e86ffSlogin                 return r;
1420004e86ffSlogin             }
1421004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(_) => {
1422676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EISDIR);
1423004e86ffSlogin             }
1424004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
14252eab6dd7S曾俊                 error!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1426676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1427004e86ffSlogin             }
1428004e86ffSlogin         }
1429004e86ffSlogin     }
1430004e86ffSlogin 
1431004e86ffSlogin     fn create(
1432004e86ffSlogin         &self,
1433004e86ffSlogin         name: &str,
1434004e86ffSlogin         file_type: FileType,
14356b4e7a29SLoGin         _mode: ModeType,
1436676b8ef6SMork     ) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
1437004e86ffSlogin         // 由于FAT32不支持文件权限的功能,因此忽略mode参数
1438004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1439004e86ffSlogin         let fs: &Arc<FATFileSystem> = &guard.fs.upgrade().unwrap();
1440004e86ffSlogin 
1441004e86ffSlogin         match &mut guard.inode_type {
1442004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1443676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1444004e86ffSlogin             }
1445004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => match file_type {
1446004e86ffSlogin                 FileType::File => {
1447004e86ffSlogin                     d.create_file(name, fs)?;
1448004e86ffSlogin                     return Ok(guard.find(name)?);
1449004e86ffSlogin                 }
1450004e86ffSlogin                 FileType::Dir => {
1451004e86ffSlogin                     d.create_dir(name, fs)?;
1452004e86ffSlogin                     return Ok(guard.find(name)?);
1453004e86ffSlogin                 }
1454004e86ffSlogin 
14551074eb34SSamuel Dai                 FileType::SymLink => return Err(SystemError::ENOSYS),
1456676b8ef6SMork                 _ => return Err(SystemError::EINVAL),
1457004e86ffSlogin             },
1458004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
14592eab6dd7S曾俊                 error!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1460676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1461004e86ffSlogin             }
1462004e86ffSlogin         }
1463004e86ffSlogin     }
1464004e86ffSlogin 
1465004e86ffSlogin     fn fs(&self) -> Arc<dyn FileSystem> {
1466004e86ffSlogin         return self.0.lock().fs.upgrade().unwrap();
1467004e86ffSlogin     }
1468004e86ffSlogin 
1469004e86ffSlogin     fn as_any_ref(&self) -> &dyn core::any::Any {
1470004e86ffSlogin         return self;
1471004e86ffSlogin     }
1472004e86ffSlogin 
1473676b8ef6SMork     fn metadata(&self) -> Result<Metadata, SystemError> {
1474004e86ffSlogin         return Ok(self.0.lock().metadata.clone());
1475004e86ffSlogin     }
14766f189d27Slinfeng     fn set_metadata(&self, metadata: &Metadata) -> Result<(), SystemError> {
14776f189d27Slinfeng         let inode = &mut self.0.lock();
14786f189d27Slinfeng         inode.metadata.atime = metadata.atime;
14796f189d27Slinfeng         inode.metadata.mtime = metadata.mtime;
14806f189d27Slinfeng         inode.metadata.ctime = metadata.ctime;
14816f189d27Slinfeng         inode.metadata.mode = metadata.mode;
14826f189d27Slinfeng         inode.metadata.uid = metadata.uid;
14836f189d27Slinfeng         inode.metadata.gid = metadata.gid;
14846f189d27Slinfeng         Ok(())
14856f189d27Slinfeng     }
14866d81180bSLoGin     fn resize(&self, len: usize) -> Result<(), SystemError> {
14876d81180bSLoGin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
14886d81180bSLoGin         let fs: &Arc<FATFileSystem> = &guard.fs.upgrade().unwrap();
14896d81180bSLoGin         let old_size = guard.metadata.size as usize;
14906d81180bSLoGin 
14916d81180bSLoGin         match &mut guard.inode_type {
14926d81180bSLoGin             FATDirEntry::File(file) | FATDirEntry::VolId(file) => {
14936d81180bSLoGin                 // 如果新的长度和旧的长度相同,那么就直接返回
1494b5b571e0SLoGin                 match len.cmp(&old_size) {
1495b5b571e0SLoGin                     Ordering::Equal => {
14966d81180bSLoGin                         return Ok(());
1497b5b571e0SLoGin                     }
1498b5b571e0SLoGin                     Ordering::Greater => {
14996d81180bSLoGin                         // 如果新的长度比旧的长度大,那么就在文件末尾添加空白
15006d81180bSLoGin                         let mut buf: Vec<u8> = Vec::new();
15016d81180bSLoGin                         let mut remain_size = len - old_size;
15026d81180bSLoGin                         let buf_size = remain_size;
15036d81180bSLoGin                         // let buf_size = core::cmp::min(remain_size, 512 * 1024);
15046d81180bSLoGin                         buf.resize(buf_size, 0);
15056d81180bSLoGin 
15066d81180bSLoGin                         let mut offset = old_size;
15076d81180bSLoGin                         while remain_size > 0 {
15086d81180bSLoGin                             let write_size = core::cmp::min(remain_size, buf_size);
15096d81180bSLoGin                             file.write(fs, &buf[0..write_size], offset as u64)?;
15106d81180bSLoGin                             remain_size -= write_size;
15116d81180bSLoGin                             offset += write_size;
15126d81180bSLoGin                         }
1513b5b571e0SLoGin                     }
1514b5b571e0SLoGin                     Ordering::Less => {
15156d81180bSLoGin                         file.truncate(fs, len as u64)?;
15166d81180bSLoGin                     }
1517b5b571e0SLoGin                 }
15186d81180bSLoGin                 guard.update_metadata();
15196d81180bSLoGin                 return Ok(());
15206d81180bSLoGin             }
15211074eb34SSamuel Dai             FATDirEntry::Dir(_) => return Err(SystemError::ENOSYS),
15226d81180bSLoGin             FATDirEntry::UnInit => {
15232eab6dd7S曾俊                 error!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
15246d81180bSLoGin                 return Err(SystemError::EROFS);
15256d81180bSLoGin             }
15266d81180bSLoGin         }
15276d81180bSLoGin     }
1528004e86ffSlogin 
152904babc3fSMemoryShore     fn truncate(&self, len: usize) -> Result<(), SystemError> {
153004babc3fSMemoryShore         let guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
153104babc3fSMemoryShore         let old_size = guard.metadata.size as usize;
153204babc3fSMemoryShore         if len < old_size {
153304babc3fSMemoryShore             drop(guard);
153404babc3fSMemoryShore             self.resize(len)
153504babc3fSMemoryShore         } else {
153604babc3fSMemoryShore             Ok(())
153704babc3fSMemoryShore         }
153804babc3fSMemoryShore     }
153904babc3fSMemoryShore 
1540676b8ef6SMork     fn list(&self) -> Result<Vec<String>, SystemError> {
1541004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1542004e86ffSlogin         let fatent: &FATDirEntry = &guard.inode_type;
1543004e86ffSlogin         match fatent {
1544004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1545676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1546004e86ffSlogin             }
1547004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(dir) => {
1548004e86ffSlogin                 // 获取当前目录下的所有目录项
1549004e86ffSlogin                 let mut ret: Vec<String> = Vec::new();
1550004e86ffSlogin                 let dir_iter: FATDirIter = dir.to_iter(guard.fs.upgrade().unwrap());
1551004e86ffSlogin                 for ent in dir_iter {
1552004e86ffSlogin                     ret.push(ent.name());
1553004e86ffSlogin 
1554004e86ffSlogin                     // ====== 生成inode缓存,存入B树
15551074eb34SSamuel Dai                     let name = DName::from(ent.name().to_uppercase());
15562eab6dd7S曾俊                     // debug!("name={name}");
1557004e86ffSlogin 
15581074eb34SSamuel Dai                     if !guard.children.contains_key(&name)
15591074eb34SSamuel Dai                         && name.as_ref() != "."
15601074eb34SSamuel Dai                         && name.as_ref() != ".."
1561004e86ffSlogin                     {
1562004e86ffSlogin                         // 创建新的inode
1563004e86ffSlogin                         let entry_inode: Arc<LockedFATInode> = LockedFATInode::new(
15641074eb34SSamuel Dai                             name.clone(),
1565004e86ffSlogin                             guard.fs.upgrade().unwrap(),
1566004e86ffSlogin                             guard.self_ref.clone(),
1567004e86ffSlogin                             ent,
1568004e86ffSlogin                         );
1569004e86ffSlogin                         // 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
15701074eb34SSamuel Dai                         guard.children.insert(name, entry_inode.clone());
1571004e86ffSlogin                     }
1572004e86ffSlogin                 }
1573004e86ffSlogin                 return Ok(ret);
1574004e86ffSlogin             }
1575004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
15762eab6dd7S曾俊                 error!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1577676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1578004e86ffSlogin             }
1579004e86ffSlogin         }
1580004e86ffSlogin     }
1581004e86ffSlogin 
1582676b8ef6SMork     fn find(&self, name: &str) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
1583004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1584004e86ffSlogin         let target = guard.find(name)?;
1585004e86ffSlogin         return Ok(target);
1586004e86ffSlogin     }
1587004e86ffSlogin 
1588dfe53cf0SGnoCiYeH     fn open(
1589dfe53cf0SGnoCiYeH         &self,
1590dfe53cf0SGnoCiYeH         _data: SpinLockGuard<FilePrivateData>,
1591dfe53cf0SGnoCiYeH         _mode: &FileMode,
1592dfe53cf0SGnoCiYeH     ) -> Result<(), SystemError> {
1593004e86ffSlogin         return Ok(());
1594004e86ffSlogin     }
1595004e86ffSlogin 
1596dfe53cf0SGnoCiYeH     fn close(&self, _data: SpinLockGuard<FilePrivateData>) -> Result<(), SystemError> {
1597004e86ffSlogin         return Ok(());
1598004e86ffSlogin     }
1599004e86ffSlogin 
1600676b8ef6SMork     fn unlink(&self, name: &str) -> Result<(), SystemError> {
1601004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1602004e86ffSlogin         let target: Arc<LockedFATInode> = guard.find(name)?;
1603004e86ffSlogin         // 对目标inode上锁,以防更改
1604004e86ffSlogin         let target_guard: SpinLockGuard<FATInode> = target.0.lock();
1605004e86ffSlogin         // 先从缓存删除
16061074eb34SSamuel Dai         let nod = guard.children.remove(&DName::from(name.to_uppercase()));
16072dbef785SGnoCiYeH 
16082dbef785SGnoCiYeH         // 若删除缓存中为管道的文件,则不需要再到磁盘删除
1609b5b571e0SLoGin         if nod.is_some() {
16102dbef785SGnoCiYeH             let file_type = target_guard.metadata.file_type;
16112dbef785SGnoCiYeH             if file_type == FileType::Pipe {
16122dbef785SGnoCiYeH                 return Ok(());
16132dbef785SGnoCiYeH             }
16142dbef785SGnoCiYeH         }
1615004e86ffSlogin 
1616004e86ffSlogin         let dir = match &guard.inode_type {
1617004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1618676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1619004e86ffSlogin             }
1620004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => d,
1621004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
16222eab6dd7S曾俊                 error!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1623676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1624004e86ffSlogin             }
1625004e86ffSlogin         };
1626004e86ffSlogin         // 检查文件是否存在
1627004e86ffSlogin         dir.check_existence(name, Some(false), guard.fs.upgrade().unwrap())?;
1628004e86ffSlogin 
1629004e86ffSlogin         // 再从磁盘删除
1630004e86ffSlogin         let r = dir.remove(guard.fs.upgrade().unwrap().clone(), name, true);
1631004e86ffSlogin         drop(target_guard);
1632004e86ffSlogin         return r;
1633004e86ffSlogin     }
1634004e86ffSlogin 
1635676b8ef6SMork     fn rmdir(&self, name: &str) -> Result<(), SystemError> {
1636004e86ffSlogin         let mut guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1637004e86ffSlogin         let target: Arc<LockedFATInode> = guard.find(name)?;
1638004e86ffSlogin         // 对目标inode上锁,以防更改
1639004e86ffSlogin         let target_guard: SpinLockGuard<FATInode> = target.0.lock();
1640004e86ffSlogin         // 先从缓存删除
16411074eb34SSamuel Dai         guard.children.remove(&DName::from(name.to_uppercase()));
1642004e86ffSlogin 
1643004e86ffSlogin         let dir = match &guard.inode_type {
1644004e86ffSlogin             FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
1645676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::ENOTDIR);
1646004e86ffSlogin             }
1647004e86ffSlogin             FATDirEntry::Dir(d) => d,
1648004e86ffSlogin             FATDirEntry::UnInit => {
16492eab6dd7S曾俊                 error!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
1650676b8ef6SMork                 return Err(SystemError::EROFS);
1651004e86ffSlogin             }
1652004e86ffSlogin         };
1653004e86ffSlogin         // 检查文件夹是否存在
1654004e86ffSlogin         dir.check_existence(name, Some(true), guard.fs.upgrade().unwrap())?;
1655004e86ffSlogin 
1656004e86ffSlogin         // 再从磁盘删除
165778bf93f0SYJwu2023         let r: Result<(), SystemError> =
165878bf93f0SYJwu2023             dir.remove(guard.fs.upgrade().unwrap().clone(), name, true);
1659b5b571e0SLoGin         match r {
1660b5b571e0SLoGin             Ok(_) => return r,
1661b5b571e0SLoGin             Err(r) => {
1662676b8ef6SMork                 if r == SystemError::ENOTEMPTY {
1663004e86ffSlogin                     // 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
16641074eb34SSamuel Dai                     guard
16651074eb34SSamuel Dai                         .children
16661074eb34SSamuel Dai                         .insert(DName::from(name.to_uppercase()), target.clone());
1667004e86ffSlogin                     drop(target_guard);
1668004e86ffSlogin                 }
1669004e86ffSlogin                 return Err(r);
1670004e86ffSlogin             }
1671004e86ffSlogin         }
1672b5b571e0SLoGin     }
1673004e86ffSlogin 
16749e481b3bSTTaq     fn move_to(
16759e481b3bSTTaq         &self,
16769e481b3bSTTaq         old_name: &str,
16779e481b3bSTTaq         target: &Arc<dyn IndexNode>,
16789e481b3bSTTaq         new_name: &str,
16799e481b3bSTTaq     ) -> Result<(), SystemError> {
16809e481b3bSTTaq         let old_id = self.metadata().unwrap().inode_id;
16819e481b3bSTTaq         let new_id = target.metadata().unwrap().inode_id;
16829e481b3bSTTaq         // 若在同一父目录下
16839e481b3bSTTaq         if old_id == new_id {
16849e481b3bSTTaq             let mut guard = self.0.lock();
16859e481b3bSTTaq             let old_inode: Arc<LockedFATInode> = guard.find(old_name)?;
16869e481b3bSTTaq             // 对目标inode上锁,以防更改
16879e481b3bSTTaq             let old_inode_guard: SpinLockGuard<FATInode> = old_inode.0.lock();
16889e481b3bSTTaq             let fs = old_inode_guard.fs.upgrade().unwrap();
16899e481b3bSTTaq             // 从缓存删除
16901074eb34SSamuel Dai             let _nod = guard.children.remove(&DName::from(old_name.to_uppercase()));
16919e481b3bSTTaq             let old_dir = match &guard.inode_type {
16929e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
16939e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::ENOTDIR);
16949e481b3bSTTaq                 }
16959e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::Dir(d) => d,
16969e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::UnInit => {
16972eab6dd7S曾俊                     error!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
16989e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::EROFS);
16999e481b3bSTTaq                 }
17009e481b3bSTTaq             };
17019e481b3bSTTaq             // 检查文件是否存在
17029e481b3bSTTaq             // old_dir.check_existence(old_name, Some(false), guard.fs.upgrade().unwrap())?;
17039e481b3bSTTaq 
17049e481b3bSTTaq             old_dir.rename(fs, old_name, new_name)?;
17059e481b3bSTTaq         } else {
17069e481b3bSTTaq             let mut old_guard = self.0.lock();
17079e481b3bSTTaq             let other: &LockedFATInode = target
17089e481b3bSTTaq                 .downcast_ref::<LockedFATInode>()
17099e481b3bSTTaq                 .ok_or(SystemError::EPERM)?;
17109e481b3bSTTaq 
17119e481b3bSTTaq             let new_guard = other.0.lock();
17129e481b3bSTTaq             let old_inode: Arc<LockedFATInode> = old_guard.find(old_name)?;
17139e481b3bSTTaq             // 对目标inode上锁,以防更改
17149e481b3bSTTaq             let old_inode_guard: SpinLockGuard<FATInode> = old_inode.0.lock();
17159e481b3bSTTaq             let fs = old_inode_guard.fs.upgrade().unwrap();
17169e481b3bSTTaq             // 从缓存删除
17171074eb34SSamuel Dai             let _nod = old_guard
17181074eb34SSamuel Dai                 .children
17191074eb34SSamuel Dai                 .remove(&DName::from(old_name.to_uppercase()));
17209e481b3bSTTaq             let old_dir = match &old_guard.inode_type {
17219e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
17229e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::ENOTDIR);
17239e481b3bSTTaq                 }
17249e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::Dir(d) => d,
17259e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::UnInit => {
17262eab6dd7S曾俊                     error!("FATFS: param: Inode_type uninitialized.");
17279e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::EROFS);
17289e481b3bSTTaq                 }
17299e481b3bSTTaq             };
17309e481b3bSTTaq             let new_dir = match &new_guard.inode_type {
17319e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::File(_) | FATDirEntry::VolId(_) => {
17329e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::ENOTDIR);
17339e481b3bSTTaq                 }
17349e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::Dir(d) => d,
17359e481b3bSTTaq                 FATDirEntry::UnInit => {
17362eab6dd7S曾俊                     error!("FATFA: param: Inode_type uninitialized.");
17379e481b3bSTTaq                     return Err(SystemError::EROFS);
17389e481b3bSTTaq                 }
17399e481b3bSTTaq             };
17409e481b3bSTTaq             // 检查文件是否存在
17419e481b3bSTTaq             old_dir.check_existence(old_name, Some(false), old_guard.fs.upgrade().unwrap())?;
17429e481b3bSTTaq             old_dir.rename_across(fs, new_dir, old_name, new_name)?;
17439e481b3bSTTaq         }
17449e481b3bSTTaq 
17459e481b3bSTTaq         return Ok(());
17469e481b3bSTTaq     }
17479e481b3bSTTaq 
1748676b8ef6SMork     fn get_entry_name(&self, ino: InodeId) -> Result<String, SystemError> {
1749004e86ffSlogin         let guard: SpinLockGuard<FATInode> = self.0.lock();
1750004e86ffSlogin         if guard.metadata.file_type != FileType::Dir {
1751676b8ef6SMork             return Err(SystemError::ENOTDIR);
1752004e86ffSlogin         }
17536b4e7a29SLoGin         match ino.into() {
1754004e86ffSlogin             0 => {
1755004e86ffSlogin                 return Ok(String::from("."));
1756004e86ffSlogin             }
1757004e86ffSlogin             1 => {
1758004e86ffSlogin                 return Ok(String::from(".."));
1759004e86ffSlogin             }
1760004e86ffSlogin             ino => {
1761004e86ffSlogin                 // 暴力遍历所有的children,判断inode id是否相同
1762004e86ffSlogin                 // TODO: 优化这里,这个地方性能很差!
1763004e86ffSlogin                 let mut key: Vec<String> = guard
1764004e86ffSlogin                     .children
17651074eb34SSamuel Dai                     .iter()
17661074eb34SSamuel Dai                     .filter_map(|(k, v)| {
17671074eb34SSamuel Dai                         if v.0.lock().metadata.inode_id.into() == ino {
17681074eb34SSamuel Dai                             Some(k.to_string())
17691074eb34SSamuel Dai                         } else {
17701074eb34SSamuel Dai                             None
17711074eb34SSamuel Dai                         }
17726b4e7a29SLoGin                     })
1773004e86ffSlogin                     .collect();
1774004e86ffSlogin 
1775004e86ffSlogin                 match key.len() {
1776676b8ef6SMork                     0=>{return Err(SystemError::ENOENT);}
1777004e86ffSlogin                     1=>{return Ok(key.remove(0));}
17786b4e7a29SLoGin                     _ => 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)
1779004e86ffSlogin                 }
1780004e86ffSlogin             }
1781004e86ffSlogin         }
1782004e86ffSlogin     }
17832dbef785SGnoCiYeH 
17842dbef785SGnoCiYeH     fn mknod(
17852dbef785SGnoCiYeH         &self,
17862dbef785SGnoCiYeH         filename: &str,
17872dbef785SGnoCiYeH         mode: ModeType,
1788c566df45SLoGin         _dev_t: DeviceNumber,
17892dbef785SGnoCiYeH     ) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
17902dbef785SGnoCiYeH         let mut inode = self.0.lock();
17912dbef785SGnoCiYeH         if inode.metadata.file_type != FileType::Dir {
17922dbef785SGnoCiYeH             return Err(SystemError::ENOTDIR);
17932dbef785SGnoCiYeH         }
17942dbef785SGnoCiYeH 
17952dbef785SGnoCiYeH         // 判断需要创建的类型
17962dbef785SGnoCiYeH         if unlikely(mode.contains(ModeType::S_IFREG)) {
17972dbef785SGnoCiYeH             // 普通文件
1798b5b571e0SLoGin             return self.create(filename, FileType::File, mode);
17992dbef785SGnoCiYeH         }
18002dbef785SGnoCiYeH 
18011074eb34SSamuel Dai         let filename = DName::from(filename.to_uppercase());
18022dbef785SGnoCiYeH         let nod = LockedFATInode::new(
18031074eb34SSamuel Dai             filename.clone(),
18042dbef785SGnoCiYeH             inode.fs.upgrade().unwrap(),
18052dbef785SGnoCiYeH             inode.self_ref.clone(),
18062dbef785SGnoCiYeH             FATDirEntry::File(FATFile::default()),
18072dbef785SGnoCiYeH         );
18082dbef785SGnoCiYeH 
18092dbef785SGnoCiYeH         if mode.contains(ModeType::S_IFIFO) {
18102dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().metadata.file_type = FileType::Pipe;
18112dbef785SGnoCiYeH             // 创建pipe文件
18122dbef785SGnoCiYeH             let pipe_inode = LockedPipeInode::new();
18132dbef785SGnoCiYeH             // 设置special_node
18142dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().special_node = Some(SpecialNodeData::Pipe(pipe_inode));
18152dbef785SGnoCiYeH         } else if mode.contains(ModeType::S_IFBLK) {
18162dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().metadata.file_type = FileType::BlockDevice;
18172dbef785SGnoCiYeH             unimplemented!()
18182dbef785SGnoCiYeH         } else if mode.contains(ModeType::S_IFCHR) {
18192dbef785SGnoCiYeH             nod.0.lock().metadata.file_type = FileType::CharDevice;
18202dbef785SGnoCiYeH             unimplemented!()
18211effcfe5SGnoCiYeH         } else {
18221effcfe5SGnoCiYeH             return Err(SystemError::EINVAL);
18232dbef785SGnoCiYeH         }
18242dbef785SGnoCiYeH 
18251074eb34SSamuel Dai         inode.children.insert(filename, nod.clone());
18262dbef785SGnoCiYeH         Ok(nod)
18272dbef785SGnoCiYeH     }
18282dbef785SGnoCiYeH 
18292dbef785SGnoCiYeH     fn special_node(&self) -> Option<SpecialNodeData> {
18302dbef785SGnoCiYeH         self.0.lock().special_node.clone()
18312dbef785SGnoCiYeH     }
18321074eb34SSamuel Dai 
18331074eb34SSamuel Dai     fn dname(&self) -> Result<DName, SystemError> {
18341074eb34SSamuel Dai         Ok(self.0.lock().dname.clone())
18351074eb34SSamuel Dai     }
18361074eb34SSamuel Dai 
18371074eb34SSamuel Dai     fn parent(&self) -> Result<Arc<dyn IndexNode>, SystemError> {
18381074eb34SSamuel Dai         self.0
18391074eb34SSamuel Dai             .lock()
18401074eb34SSamuel Dai             .parent
18411074eb34SSamuel Dai             .upgrade()
18421074eb34SSamuel Dai             .map(|item| item as Arc<dyn IndexNode>)
18431074eb34SSamuel Dai             .ok_or(SystemError::EINVAL)
18441074eb34SSamuel Dai     }
1845004e86ffSlogin }
1846004e86ffSlogin 
1847004e86ffSlogin impl Default for FATFsInfo {
1848004e86ffSlogin     fn default() -> Self {
1849004e86ffSlogin         return FATFsInfo {
1850004e86ffSlogin             lead_sig: FATFsInfo::LEAD_SIG,
1851004e86ffSlogin             struc_sig: FATFsInfo::STRUC_SIG,
1852004e86ffSlogin             free_count: 0xFFFFFFFF,
1853004e86ffSlogin             next_free: RESERVED_CLUSTERS,
1854004e86ffSlogin             trail_sig: FATFsInfo::TRAIL_SIG,
1855004e86ffSlogin             dirty: false,
1856004e86ffSlogin             offset: None,
1857004e86ffSlogin         };
1858004e86ffSlogin     }
1859004e86ffSlogin }
1860004e86ffSlogin 
1861004e86ffSlogin impl Cluster {
1862004e86ffSlogin     pub fn new(cluster: u64) -> Self {
1863004e86ffSlogin         return Cluster {
1864004e86ffSlogin             cluster_num: cluster,
1865004e86ffSlogin             parent_cluster: 0,
1866004e86ffSlogin         };
1867004e86ffSlogin     }
1868004e86ffSlogin }
1869004e86ffSlogin 
1870004e86ffSlogin /// @brief 用于迭代FAT表的内容的簇迭代器对象
1871004e86ffSlogin #[derive(Debug)]
1872004e86ffSlogin struct ClusterIter<'a> {
1873004e86ffSlogin     /// 迭代器的next要返回的簇
1874004e86ffSlogin     current_cluster: Option<Cluster>,
1875004e86ffSlogin     /// 属于的文件系统
1876004e86ffSlogin     fs: &'a FATFileSystem,
1877004e86ffSlogin }
1878004e86ffSlogin 
1879004e86ffSlogin impl<'a> Iterator for ClusterIter<'a> {
1880004e86ffSlogin     type Item = Cluster;
1881004e86ffSlogin 
1882004e86ffSlogin     fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
1883004e86ffSlogin         // 当前要返回的簇
1884004e86ffSlogin         let ret: Option<Cluster> = self.current_cluster;
1885004e86ffSlogin 
1886004e86ffSlogin         // 获得下一个要返回簇
1887004e86ffSlogin         let new: Option<Cluster> = match self.current_cluster {
1888004e86ffSlogin             Some(c) => {
1889004e86ffSlogin                 let entry: Option<FATEntry> = self.fs.get_fat_entry(c).ok();
1890004e86ffSlogin                 match entry {
1891004e86ffSlogin                     Some(FATEntry::Next(c)) => Some(c),
1892004e86ffSlogin                     _ => None,
1893004e86ffSlogin                 }
1894004e86ffSlogin             }
1895004e86ffSlogin             _ => None,
1896004e86ffSlogin         };
1897004e86ffSlogin 
1898004e86ffSlogin         self.current_cluster = new;
1899004e86ffSlogin         return ret;
1900004e86ffSlogin     }
1901004e86ffSlogin }
1902