lib/libexfat.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *   Copyright (C) 2019 Namjae Jeon <linkinjeon@kernel.org>
   4  */
   5
   6 #include <sys/types.h>
   7 #include <sys/stat.h>
   8 #include <sys/ioctl.h>
   9 #include <sys/sysmacros.h>
  10 #include <unistd.h>
  11 #include <fcntl.h>
  12 #include <stdlib.h>
  13 #include <stdio.h>
  14 #include <string.h>
  15 #include <errno.h>
  16 #include <wchar.h>
  17 #include <limits.h>
  18 #include <assert.h>
  19
  20 #include "exfat_ondisk.h"
  21 #include "libexfat.h"
  22 #include "version.h"
  23 #include "exfat_fs.h"
  24 #include "exfat_dir.h"
  25
  26 unsigned int print_level  = EXFAT_INFO;
  27
  28 void exfat_bitmap_set_range(struct exfat *exfat, char *bitmap,
  29                             clus_t start_clus, clus_t count)
  30 {
  31         clus_t clus;
  32
  33         if (!exfat_heap_clus(exfat, start_clus) ||
  34             !exfat_heap_clus(exfat, start_clus + count - 1))
  35                 return;
  36
  37         clus = start_clus;
  38         while (clus < start_clus + count) {
  39                 exfat_bitmap_set(bitmap, clus);
  40                 clus++;
  41         }
  42 }
  43
  44 static int exfat_bitmap_find_bit(struct exfat *exfat, char *bmap,
  45                                  clus_t start_clu, clus_t *next,
  46                                  int bit)
  47 {
  48         clus_t last_clu;
  49
  50         last_clu = le32_to_cpu(exfat->bs->bsx.clu_count) +
  51                 EXFAT_FIRST_CLUSTER;
  52         while (start_clu < last_clu) {
  53                 if (!!exfat_bitmap_get(bmap, start_clu) == bit) {
  54                         *next = start_clu;
  55                         return 0;
  56                 }
  57                 start_clu++;
  58         }
  59         return 1;
  60 }
  61
  62 int exfat_bitmap_find_zero(struct exfat *exfat, char *bmap,
  63                            clus_t start_clu, clus_t *next)
  64 {
  65         return exfat_bitmap_find_bit(exfat, bmap,
  66                                      start_clu, next, 0);
  67 }
  68
  69 int exfat_bitmap_find_one(struct exfat *exfat, char *bmap,
  70                           clus_t start_clu, clus_t *next)
  71 {
  72         return exfat_bitmap_find_bit(exfat, bmap,
  73                                      start_clu, next, 1);
  74 }
  75
  76 wchar_t exfat_bad_char(wchar_t w)
  77 {
  78         return (w < 0x0020)
  79                 || (w == '*') || (w == '?') || (w == '<') || (w == '>')
  80                 || (w == '|') || (w == '"') || (w == ':') || (w == '/')
  81                 || (w == '\\');
  82 }
  83
  84 void boot_calc_checksum(unsigned char *sector, unsigned short size,
  85                 bool is_boot_sec, __le32 *checksum)
  86 {
  87         unsigned int index;
  88
  89         if (is_boot_sec) {
  90                 for (index = 0; index < size; index++) {
  91                         if ((index == 106) || (index == 107) || (index == 112))
  92                                 continue;
  93                         *checksum = ((*checksum & 1) ? 0x80000000 : 0) +
  94                                 (*checksum >> 1) + sector[index];
  95                 }
  96         } else {
  97                 for (index = 0; index < size; index++) {
  98                         *checksum = ((*checksum & 1) ? 0x80000000 : 0) +
  99                                 (*checksum >> 1) + sector[index];
 100                 }
 101         }
 102 }
 103
 104 void show_version(void)
 105 {
 106         printf("exfatprogs version : %s\n", EXFAT_PROGS_VERSION);
 107 }
 108
 109 static inline unsigned int sector_size_bits(unsigned int size)
 110 {
 111         unsigned int bits = 8;
 112
 113         do {
 114                 bits++;
 115                 size >>= 1;
 116         } while (size > 256);
 117
 118         return bits;
 119 }
 120
 121 static void exfat_set_default_cluster_size(struct exfat_blk_dev *bd,
 122                 struct exfat_user_input *ui)
 123 {
 124         if (256 * MB >= bd->size)
 125                 ui->cluster_size = 4 * KB;
 126         else if (32 * GB >= bd->size)
 127                 ui->cluster_size = 32 * KB;
 128         else
 129                 ui->cluster_size = 128 * KB;
 130 }
 131
 132 void init_user_input(struct exfat_user_input *ui)
 133 {
 134         memset(ui, 0, sizeof(struct exfat_user_input));
 135         ui->writeable = true;
 136         ui->quick = true;
 137 }
 138
 139 int exfat_get_blk_dev_info(struct exfat_user_input *ui,
 140                 struct exfat_blk_dev *bd)
 141 {
 142         int fd, ret = -1;
 143         off_t blk_dev_size;
 144         struct stat st;
 145         unsigned long long blk_dev_offset = 0;
 146
 147         fd = open(ui->dev_name, ui->writeable ? O_RDWR|O_EXCL : O_RDONLY);
 148         if (fd < 0) {
 149                 exfat_err("open failed : %s, %s\n", ui->dev_name,
 150                         strerror(errno));
 151                 return -1;
 152         }
 153         blk_dev_size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
 154         if (blk_dev_size <= 0) {
 155                 exfat_err("invalid block device size(%s)\n",
 156                         ui->dev_name);
 157                 ret = blk_dev_size;
 158                 close(fd);
 159                 goto out;
 160         }
 161
 162         if (fstat(fd, &st) == 0 && S_ISBLK(st.st_mode)) {
 163                 char pathname[sizeof("/sys/dev/block/4294967295:4294967295/start")];
 164                 FILE *fp;
 165
 166                 snprintf(pathname, sizeof(pathname), "/sys/dev/block/%u:%u/start",
 167                         major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
 168                 fp = fopen(pathname, "r");
 169                 if (fp != NULL) {
 170                         if (fscanf(fp, "%llu", &blk_dev_offset) == 1) {
 171                                 /*
 172                                  * Linux kernel always reports partition offset
 173                                  * in 512-byte units, regardless of sector size
 174                                  */
 175                                 blk_dev_offset <<= 9;
 176                         }
 177                         fclose(fp);
 178                 }
 179         }
 180
 181         bd->dev_fd = fd;
 182         bd->offset = blk_dev_offset;
 183         bd->size = blk_dev_size;
 184         if (!ui->cluster_size)
 185                 exfat_set_default_cluster_size(bd, ui);
 186
 187         if (!ui->boundary_align)
 188                 ui->boundary_align = DEFAULT_BOUNDARY_ALIGNMENT;
 189
 190         if (ioctl(fd, BLKSSZGET, &bd->sector_size) < 0)
 191                 bd->sector_size = DEFAULT_SECTOR_SIZE;
 192         bd->sector_size_bits = sector_size_bits(bd->sector_size);
 193         bd->num_sectors = blk_dev_size / bd->sector_size;
 194         bd->num_clusters = blk_dev_size / ui->cluster_size;
 195
 196         exfat_debug("Block device name : %s\n", ui->dev_name);
 197         exfat_debug("Block device offset : %llu\n", bd->offset);
 198         exfat_debug("Block device size : %llu\n", bd->size);
 199         exfat_debug("Block sector size : %u\n", bd->sector_size);
 200         exfat_debug("Number of the sectors : %llu\n",
 201                 bd->num_sectors);
 202         exfat_debug("Number of the clusters : %u\n",
 203                 bd->num_clusters);
 204
 205         ret = 0;
 206         bd->dev_fd = fd;
 207 out:
 208         return ret;
 209 }
 210
 211 ssize_t exfat_read(int fd, void *buf, size_t size, off_t offset)
 212 {
 213         return pread(fd, buf, size, offset);
 214 }
 215
 216 ssize_t exfat_write(int fd, void *buf, size_t size, off_t offset)
 217 {
 218         return pwrite(fd, buf, size, offset);
 219 }
 220
 221 size_t exfat_utf16_len(const __le16 *str, size_t max_size)
 222 {
 223         size_t i = 0;
 224
 225         while (le16_to_cpu(str[i]) && i < max_size)
 226                 i++;
 227         return i;
 228 }
 229
 230 ssize_t exfat_utf16_enc(const char *in_str, __u16 *out_str, size_t out_size)
 231 {
 232         size_t mbs_len, out_len, i;
 233         wchar_t *wcs;
 234
 235         mbs_len = mbstowcs(NULL, in_str, 0);
 236         if (mbs_len == (size_t)-1) {
 237                 if (errno == EINVAL || errno == EILSEQ)
 238                         exfat_err("invalid character sequence in current locale\n");
 239                 return -errno;
 240         }
 241
 242         wcs = calloc(mbs_len+1, sizeof(wchar_t));
 243         if (!wcs)
 244                 return -ENOMEM;
 245
 246         /* First convert multibyte char* string to wchar_t* string */
 247         if (mbstowcs(wcs, in_str, mbs_len+1) == (size_t)-1) {
 248                 if (errno == EINVAL || errno == EILSEQ)
 249                         exfat_err("invalid character sequence in current locale\n");
 250                 free(wcs);
 251                 return -errno;
 252         }
 253
 254         /* Convert wchar_t* string (sequence of code points) to UTF-16 string */
 255         for (i = 0, out_len = 0; i < mbs_len; i++) {
 256                 if (2*(out_len+1) > out_size ||
 257                     (wcs[i] >= 0x10000 && 2*(out_len+2) > out_size)) {
 258                         exfat_err("input string is too long\n");
 259                         free(wcs);
 260                         return -E2BIG;
 261                 }
 262
 263                 /* Encode code point above Plane0 as UTF-16 surrogate pair */
 264                 if (wcs[i] >= 0x10000) {
 265                         out_str[out_len++] =
 266                           cpu_to_le16(((wcs[i] - 0x10000) >> 10) + 0xD800);
 267                         wcs[i] = ((wcs[i] - 0x10000) & 0x3FF) + 0xDC00;
 268                 }
 269
 270                 out_str[out_len++] = cpu_to_le16(wcs[i]);
 271         }
 272
 273         free(wcs);
 274         return 2*out_len;
 275 }
 276
 277 ssize_t exfat_utf16_dec(const __u16 *in_str, size_t in_len,
 278                         char *out_str, size_t out_size)
 279 {
 280         size_t wcs_len, out_len, c_len, i;
 281         char c_str[MB_LEN_MAX];
 282         wchar_t *wcs;
 283         mbstate_t ps;
 284         wchar_t w;
 285
 286         wcs = calloc(in_len/2+1, sizeof(wchar_t));
 287         if (!wcs)
 288                 return -ENOMEM;
 289
 290         /* First convert UTF-16 string to wchar_t* string */
 291         for (i = 0, wcs_len = 0; i < in_len/2; i++, wcs_len++) {
 292                 wcs[wcs_len] = le16_to_cpu(in_str[i]);
 293                 /*
 294                  * If wchar_t can store code point above Plane0
 295                  * then unpack UTF-16 surrogate pair to code point
 296                  */
 297 #if WCHAR_MAX >= 0x10FFFF
 298                 if (wcs[wcs_len] >= 0xD800 && wcs[wcs_len] <= 0xDBFF &&
 299                     i+1 < in_len/2) {
 300                         w = le16_to_cpu(in_str[i+1]);
 301                         if (w >= 0xDC00 && w <= 0xDFFF) {
 302                                 wcs[wcs_len] = 0x10000 +
 303                                                ((wcs[wcs_len] - 0xD800) << 10) +
 304                                                (w - 0xDC00);
 305                                 i++;
 306                         }
 307                 }
 308 #endif
 309         }
 310
 311         memset(&ps, 0, sizeof(ps));
 312
 313         /* And then convert wchar_t* string to multibyte char* string */
 314         for (i = 0, out_len = 0, c_len = 0; i <= wcs_len; i++) {
 315                 c_len = wcrtomb(c_str, wcs[i], &ps);
 316                 /*
 317                  * If character is non-representable in current locale then
 318                  * try to store it as Unicode replacement code point U+FFFD
 319                  */
 320                 if (c_len == (size_t)-1 && errno == EILSEQ)
 321                         c_len = wcrtomb(c_str, 0xFFFD, &ps);
 322                 /* If U+FFFD is also non-representable, try question mark */
 323                 if (c_len == (size_t)-1 && errno == EILSEQ)
 324                         c_len = wcrtomb(c_str, L'?', &ps);
 325                 /* If also (7bit) question mark fails then we cannot do more */
 326                 if (c_len == (size_t)-1) {
 327                         exfat_err("invalid UTF-16 sequence\n");
 328                         free(wcs);
 329                         return -errno;
 330                 }
 331                 if (out_len+c_len > out_size) {
 332                         exfat_err("input string is too long\n");
 333                         free(wcs);
 334                         return -E2BIG;
 335                 }
 336                 memcpy(out_str+out_len, c_str, c_len);
 337                 out_len += c_len;
 338         }
 339
 340         free(wcs);
 341
 342         /* Last iteration of above loop should have produced null byte */
 343         if (c_len == 0 || out_str[out_len-1] != 0) {
 344                 exfat_err("invalid UTF-16 sequence\n");
 345                 return -errno;
 346         }
 347
 348         return out_len-1;
 349 }
 350
 351 off_t exfat_get_root_entry_offset(struct exfat_blk_dev *bd)
 352 {
 353         struct pbr *bs;
 354         int nbytes;
 355         unsigned int cluster_size, sector_size;
 356         off_t root_clu_off;
 357
 358         bs = (struct pbr *)malloc(EXFAT_MAX_SECTOR_SIZE);
 359         if (!bs) {
 360                 exfat_err("failed to allocate memory\n");
 361                 return -ENOMEM;
 362         }
 363
 364         nbytes = exfat_read(bd->dev_fd, bs, EXFAT_MAX_SECTOR_SIZE, 0);
 365         if (nbytes != EXFAT_MAX_SECTOR_SIZE) {
 366                 exfat_err("boot sector read failed: %d\n", errno);
 367                 free(bs);
 368                 return -1;
 369         }
 370
 371         if (memcmp(bs->bpb.oem_name, "EXFAT   ", 8) != 0) {
 372                 exfat_err("Bad fs_name in boot sector, which does not describe a valid exfat filesystem\n");
 373                 free(bs);
 374                 return -1;
 375         }
 376
 377         sector_size = 1 << bs->bsx.sect_size_bits;
 378         cluster_size = (1 << bs->bsx.sect_per_clus_bits) * sector_size;
 379         root_clu_off = le32_to_cpu(bs->bsx.clu_offset) * sector_size +
 380                 (le32_to_cpu(bs->bsx.root_cluster) - EXFAT_RESERVED_CLUSTERS) *
 381                 cluster_size;
 382         free(bs);
 383
 384         return root_clu_off;
 385 }
 386
 387 char *exfat_conv_volume_label(struct exfat_dentry *vol_entry)
 388 {
 389         char *volume_label;
 390         __le16 disk_label[VOLUME_LABEL_MAX_LEN];
 391
 392         volume_label = malloc(VOLUME_LABEL_BUFFER_SIZE);
 393         if (!volume_label)
 394                 return NULL;
 395
 396         memcpy(disk_label, vol_entry->vol_label, sizeof(disk_label));
 397         memset(volume_label, 0, VOLUME_LABEL_BUFFER_SIZE);
 398         if (exfat_utf16_dec(disk_label, vol_entry->vol_char_cnt*2,
 399                 volume_label, VOLUME_LABEL_BUFFER_SIZE) < 0) {
 400                 exfat_err("failed to decode volume label\n");
 401                 free(volume_label);
 402                 return NULL;
 403         }
 404
 405         return volume_label;
 406 }
 407
 408 int exfat_read_volume_label(struct exfat *exfat)
 409 {
 410         struct exfat_dentry *dentry;
 411         int err;
 412         __le16 disk_label[VOLUME_LABEL_MAX_LEN];
 413         struct exfat_lookup_filter filter = {
 414                 .in.type = EXFAT_VOLUME,
 415                 .in.dentry_count = 0,
 416                 .in.filter = NULL,
 417         };
 418
 419         err = exfat_lookup_dentry_set(exfat, exfat->root, &filter);
 420         if (err)
 421                 return err;
 422
 423         dentry = filter.out.dentry_set;
 424
 425         if (dentry->vol_char_cnt == 0)
 426                 goto out;
 427
 428         if (dentry->vol_char_cnt > VOLUME_LABEL_MAX_LEN) {
 429                 exfat_err("too long label. %d\n", dentry->vol_char_cnt);
 430                 err = -EINVAL;
 431                 goto out;
 432         }
 433
 434         memcpy(disk_label, dentry->vol_label, sizeof(disk_label));
 435         if (exfat_utf16_dec(disk_label, dentry->vol_char_cnt*2,
 436                 exfat->volume_label, sizeof(exfat->volume_label)) < 0) {
 437                 exfat_err("failed to decode volume label\n");
 438                 err = -EINVAL;
 439                 goto out;
 440         }
 441
 442         exfat_info("label: %s\n", exfat->volume_label);
 443 out:
 444         free(filter.out.dentry_set);
 445         return err;
 446 }
 447
 448 int exfat_set_volume_label(struct exfat *exfat, char *label_input)
 449 {
 450         struct exfat_dentry *pvol;
 451         struct exfat_dentry_loc loc;
 452         __u16 volume_label[VOLUME_LABEL_MAX_LEN];
 453         int volume_label_len, dcount, err;
 454
 455         struct exfat_lookup_filter filter = {
 456                 .in.type = EXFAT_VOLUME,
 457                 .in.dentry_count = 1,
 458                 .in.filter = NULL,
 459         };
 460
 461         err = exfat_lookup_dentry_set(exfat, exfat->root, &filter);
 462         if (!err) {
 463                 pvol = filter.out.dentry_set;
 464                 dcount = filter.out.dentry_count;
 465                 memset(pvol->vol_label, 0, sizeof(pvol->vol_label));
 466         } else {
 467                 pvol = calloc(sizeof(struct exfat_dentry), 1);
 468                 if (!pvol)
 469                         return -ENOMEM;
 470
 471                 dcount = 1;
 472                 pvol->type = EXFAT_VOLUME;
 473         }
 474
 475         volume_label_len = exfat_utf16_enc(label_input,
 476                         volume_label, sizeof(volume_label));
 477         if (volume_label_len < 0) {
 478                 exfat_err("failed to encode volume label\n");
 479                 free(pvol);
 480                 return -1;
 481         }
 482
 483         memcpy(pvol->vol_label, volume_label, volume_label_len);
 484         pvol->vol_char_cnt = volume_label_len/2;
 485
 486         loc.parent = exfat->root;
 487         loc.file_offset = filter.out.file_offset;
 488         loc.dev_offset = filter.out.dev_offset;
 489         err = exfat_add_dentry_set(exfat, &loc, pvol, dcount, false);
 490         exfat_info("new label: %s\n", label_input);
 491
 492         free(pvol);
 493
 494         return err;
 495 }
 496
 497 static inline void print_guid(const char *msg, const __u8 *guid)
 498 {
 499         exfat_info("%s: %02x%02x%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x-%02x%02x%02x%02x%02x%02x\n",
 500                         msg,
 501                         guid[0], guid[1], guid[2], guid[3],
 502                         guid[4], guid[5], guid[5], guid[7],
 503                         guid[8], guid[9], guid[10], guid[11],
 504                         guid[12], guid[13], guid[14], guid[15]);
 505 }
 506
 507 static int set_guid(__u8 *guid, const char *input)
 508 {
 509         int i, j, zero_len = 0;
 510         int len = strlen(input);
 511
 512         if (len != VOLUME_GUID_LEN * 2 && len != VOLUME_GUID_LEN * 2 + 4) {
 513                 exfat_err("invalid format for volume guid\n");
 514                 return -EINVAL;
 515         }
 516
 517         for (i = 0, j = 0; i < len; i++) {
 518                 unsigned char ch = input[i];
 519
 520                 if (ch >= '0' && ch <= '9')
 521                         ch -= '0';
 522                 else if (ch >= 'a' && ch <= 'f')
 523                         ch -= 'a' - 0xA;
 524                 else if (ch >= 'A' && ch <= 'F')
 525                         ch -= 'A' - 0xA;
 526                 else if (ch == '-' && len == VOLUME_GUID_LEN * 2 + 4 &&
 527                          (i == 8 || i == 13 || i == 18 || i == 23))
 528                         continue;
 529                 else {
 530                         exfat_err("invalid character '%c' for volume GUID\n", ch);
 531                         return -EINVAL;
 532                 }
 533
 534                 if (j & 1)
 535                         guid[j >> 1] |= ch;
 536                 else
 537                         guid[j >> 1] = ch << 4;
 538
 539                 j++;
 540
 541                 if (ch == 0)
 542                         zero_len++;
 543         }
 544
 545         if (zero_len == VOLUME_GUID_LEN * 2) {
 546                 exfat_err("%s is invalid for volume GUID\n", input);
 547                 return -EINVAL;
 548         }
 549
 550         return 0;
 551 }
 552
 553 int exfat_read_volume_guid(struct exfat *exfat)
 554 {
 555         int err;
 556         uint16_t checksum = 0;
 557         struct exfat_dentry *dentry;
 558         struct exfat_lookup_filter filter = {
 559                 .in.type = EXFAT_GUID,
 560                 .in.dentry_count = 1,
 561                 .in.filter = NULL,
 562         };
 563
 564         err = exfat_lookup_dentry_set(exfat, exfat->root, &filter);
 565         if (err)
 566                 return err;
 567
 568         dentry = filter.out.dentry_set;
 569         exfat_calc_dentry_checksum(dentry, &checksum, true);
 570
 571         if (cpu_to_le16(checksum) == dentry->dentry.guid.checksum)
 572                 print_guid("GUID", dentry->dentry.guid.guid);
 573         else
 574                 exfat_info("GUID is corrupted, please delete it or set a new one\n");
 575
 576         free(dentry);
 577
 578         return err;
 579 }
 580
 581 int __exfat_set_volume_guid(struct exfat_dentry *dentry, const char *guid)
 582 {
 583         int err;
 584         uint16_t checksum = 0;
 585
 586         memset(dentry, 0, sizeof(*dentry));
 587         dentry->type = EXFAT_GUID;
 588
 589         err = set_guid(dentry->dentry.guid.guid, guid);
 590         if (err)
 591                 return err;
 592
 593         exfat_calc_dentry_checksum(dentry, &checksum, true);
 594         dentry->dentry.guid.checksum = cpu_to_le16(checksum);
 595
 596         return 0;
 597 }
 598
 599 /*
 600  * Create/Update/Delete GUID dentry in root directory
 601  *
 602  * create/update GUID if @guid is not NULL.
 603  * delete GUID if @guid is NULL.
 604  */
 605 int exfat_set_volume_guid(struct exfat *exfat, const char *guid)
 606 {
 607         struct exfat_dentry *dentry;
 608         struct exfat_dentry_loc loc;
 609         int err;
 610
 611         struct exfat_lookup_filter filter = {
 612                 .in.type = EXFAT_GUID,
 613                 .in.dentry_count = 1,
 614                 .in.filter = NULL,
 615         };
 616
 617         err = exfat_lookup_dentry_set(exfat, exfat->root, &filter);
 618         if (!err) {
 619                 /* GUID entry is found */
 620                 dentry = filter.out.dentry_set;
 621         } else {
 622                 /* no GUID to delete */
 623                 if (guid == NULL)
 624                         return 0;
 625
 626                 dentry = calloc(1, sizeof(*dentry));
 627                 if (!dentry)
 628                         return -ENOMEM;
 629         }
 630
 631         if (guid) {
 632                 /* Set GUID */
 633                 err = __exfat_set_volume_guid(dentry, guid);
 634                 if (err)
 635                         goto out;
 636         } else {
 637                 /* Delete GUID */
 638                 dentry->type &= ~EXFAT_INVAL;
 639         }
 640
 641         loc.parent = exfat->root;
 642         loc.file_offset = filter.out.file_offset;
 643         loc.dev_offset = filter.out.dev_offset;
 644         err = exfat_add_dentry_set(exfat, &loc, dentry, 1, false);
 645         if (!err) {
 646                 if (guid)
 647                         print_guid("new GUID", dentry->dentry.guid.guid);
 648                 else
 649                         exfat_info("GUID is deleted\n");
 650         }
 651
 652 out:
 653         free(dentry);
 654
 655         return err;
 656 }
 657
 658 int exfat_read_sector(struct exfat_blk_dev *bd, void *buf, unsigned int sec_off)
 659 {
 660         int ret;
 661         unsigned long long offset =
 662                 (unsigned long long)sec_off * bd->sector_size;
 663
 664         ret = pread(bd->dev_fd, buf, bd->sector_size, offset);
 665         if (ret < 0) {
 666                 exfat_err("read failed, sec_off : %u\n", sec_off);
 667                 return -1;
 668         }
 669         return 0;
 670 }
 671
 672 int exfat_write_sector(struct exfat_blk_dev *bd, void *buf,
 673                 unsigned int sec_off)
 674 {
 675         int bytes;
 676         unsigned long long offset =
 677                 (unsigned long long)sec_off * bd->sector_size;
 678
 679         bytes = pwrite(bd->dev_fd, buf, bd->sector_size, offset);
 680         if (bytes != (int)bd->sector_size) {
 681                 exfat_err("write failed, sec_off : %u, bytes : %d\n", sec_off,
 682                         bytes);
 683                 return -1;
 684         }
 685         return 0;
 686 }
 687
 688 int exfat_write_checksum_sector(struct exfat_blk_dev *bd,
 689                 unsigned int checksum, bool is_backup)
 690 {
 691         __le32 *checksum_buf;
 692         int ret = 0;
 693         unsigned int i;
 694         unsigned int sec_idx = CHECKSUM_SEC_IDX;
 695
 696         checksum_buf = malloc(bd->sector_size);
 697         if (!checksum_buf)
 698                 return -1;
 699
 700         if (is_backup)
 701                 sec_idx += BACKUP_BOOT_SEC_IDX;
 702
 703         for (i = 0; i < bd->sector_size / sizeof(int); i++)
 704                 checksum_buf[i] = cpu_to_le32(checksum);
 705
 706         ret = exfat_write_sector(bd, checksum_buf, sec_idx);
 707         if (ret) {
 708                 exfat_err("checksum sector write failed\n");
 709                 goto free;
 710         }
 711
 712 free:
 713         free(checksum_buf);
 714         return ret;
 715 }
 716
 717 int exfat_show_volume_serial(int fd)
 718 {
 719         struct pbr *ppbr;
 720         int ret;
 721
 722         ppbr = malloc(EXFAT_MAX_SECTOR_SIZE);
 723         if (!ppbr) {
 724                 exfat_err("Cannot allocate pbr: out of memory\n");
 725                 return -1;
 726         }
 727
 728         /* read main boot sector */
 729         ret = exfat_read(fd, (char *)ppbr, EXFAT_MAX_SECTOR_SIZE, 0);
 730         if (ret < 0) {
 731                 exfat_err("main boot sector read failed\n");
 732                 ret = -1;
 733                 goto free_ppbr;
 734         }
 735
 736         if (memcmp(ppbr->bpb.oem_name, "EXFAT   ", 8) != 0) {
 737                 exfat_err("Bad fs_name in boot sector, which does not describe a valid exfat filesystem\n");
 738                 ret = -1;
 739                 goto free_ppbr;
 740         }
 741
 742         exfat_info("volume serial : 0x%x\n", ppbr->bsx.vol_serial);
 743
 744 free_ppbr:
 745         free(ppbr);
 746         return ret;
 747 }
 748
 749 static int exfat_update_boot_checksum(struct exfat_blk_dev *bd, bool is_backup)
 750 {
 751         unsigned int checksum = 0;
 752         int ret, sec_idx, backup_sec_idx = 0;
 753         unsigned char *buf;
 754
 755         buf = malloc(bd->sector_size);
 756         if (!buf) {
 757                 exfat_err("Cannot allocate pbr: out of memory\n");
 758                 return -1;
 759         }
 760
 761         if (is_backup)
 762                 backup_sec_idx = BACKUP_BOOT_SEC_IDX;
 763
 764         for (sec_idx = BOOT_SEC_IDX; sec_idx < CHECKSUM_SEC_IDX; sec_idx++) {
 765                 bool is_boot_sec = false;
 766
 767                 ret = exfat_read_sector(bd, buf, sec_idx + backup_sec_idx);
 768                 if (ret < 0) {
 769                         exfat_err("sector(%d) read failed\n", sec_idx);
 770                         ret = -1;
 771                         goto free_buf;
 772                 }
 773
 774                 if (sec_idx == BOOT_SEC_IDX)
 775                         is_boot_sec = true;
 776
 777                 boot_calc_checksum(buf, bd->sector_size, is_boot_sec,
 778                         &checksum);
 779         }
 780
 781         ret = exfat_write_checksum_sector(bd, checksum, is_backup);
 782
 783 free_buf:
 784         free(buf);
 785
 786         return ret;
 787 }
 788
 789 int exfat_set_volume_serial(struct exfat_blk_dev *bd,
 790                 struct exfat_user_input *ui)
 791 {
 792         int ret;
 793         struct pbr *ppbr;
 794
 795         ppbr = malloc(EXFAT_MAX_SECTOR_SIZE);
 796         if (!ppbr) {
 797                 exfat_err("Cannot allocate pbr: out of memory\n");
 798                 return -1;
 799         }
 800
 801         /* read main boot sector */
 802         ret = exfat_read(bd->dev_fd, (char *)ppbr, EXFAT_MAX_SECTOR_SIZE,
 803                         BOOT_SEC_IDX);
 804         if (ret < 0) {
 805                 exfat_err("main boot sector read failed\n");
 806                 ret = -1;
 807                 goto free_ppbr;
 808         }
 809
 810         if (memcmp(ppbr->bpb.oem_name, "EXFAT   ", 8) != 0) {
 811                 exfat_err("Bad fs_name in boot sector, which does not describe a valid exfat filesystem\n");
 812                 ret = -1;
 813                 goto free_ppbr;
 814         }
 815
 816         bd->sector_size = 1 << ppbr->bsx.sect_size_bits;
 817         ppbr->bsx.vol_serial = ui->volume_serial;
 818
 819         /* update main boot sector */
 820         ret = exfat_write_sector(bd, (char *)ppbr, BOOT_SEC_IDX);
 821         if (ret < 0) {
 822                 exfat_err("main boot sector write failed\n");
 823                 ret = -1;
 824                 goto free_ppbr;
 825         }
 826
 827         /* update backup boot sector */
 828         ret = exfat_write_sector(bd, (char *)ppbr, BACKUP_BOOT_SEC_IDX);
 829         if (ret < 0) {
 830                 exfat_err("backup boot sector write failed\n");
 831                 ret = -1;
 832                 goto free_ppbr;
 833         }
 834
 835         ret = exfat_update_boot_checksum(bd, 0);
 836         if (ret < 0) {
 837                 exfat_err("main checksum update failed\n");
 838                 goto free_ppbr;
 839         }
 840
 841         ret = exfat_update_boot_checksum(bd, 1);
 842         if (ret < 0)
 843                 exfat_err("backup checksum update failed\n");
 844 free_ppbr:
 845         free(ppbr);
 846
 847         exfat_info("New volume serial : 0x%x\n", ui->volume_serial);
 848
 849         return ret;
 850 }
 851
 852 unsigned int exfat_clus_to_blk_dev_off(struct exfat_blk_dev *bd,
 853                 unsigned int clu_off_sectnr, unsigned int clu)
 854 {
 855         return clu_off_sectnr * bd->sector_size +
 856                 (clu - EXFAT_RESERVED_CLUSTERS) * bd->cluster_size;
 857 }
 858
 859 int exfat_get_next_clus(struct exfat *exfat, clus_t clus, clus_t *next)
 860 {
 861         off_t offset;
 862
 863         *next = EXFAT_EOF_CLUSTER;
 864
 865         if (!exfat_heap_clus(exfat, clus))
 866                 return -EINVAL;
 867
 868         offset = (off_t)le32_to_cpu(exfat->bs->bsx.fat_offset) <<
 869                                 exfat->bs->bsx.sect_size_bits;
 870         offset += sizeof(clus_t) * clus;
 871
 872         if (exfat_read(exfat->blk_dev->dev_fd, next, sizeof(*next), offset)
 873                         != sizeof(*next))
 874                 return -EIO;
 875         *next = le32_to_cpu(*next);
 876         return 0;
 877 }
 878
 879 int exfat_get_inode_next_clus(struct exfat *exfat, struct exfat_inode *node,
 880                               clus_t clus, clus_t *next)
 881 {
 882         *next = EXFAT_EOF_CLUSTER;
 883
 884         if (node->is_contiguous) {
 885                 if (!exfat_heap_clus(exfat, clus))
 886                         return -EINVAL;
 887                 *next = clus + 1;
 888                 return 0;
 889         }
 890
 891         return exfat_get_next_clus(exfat, clus, next);
 892 }
 893
 894 int exfat_set_fat(struct exfat *exfat, clus_t clus, clus_t next_clus)
 895 {
 896         off_t offset;
 897
 898         offset = le32_to_cpu(exfat->bs->bsx.fat_offset) <<
 899                 exfat->bs->bsx.sect_size_bits;
 900         offset += sizeof(clus_t) * clus;
 901
 902         if (exfat_write(exfat->blk_dev->dev_fd, &next_clus, sizeof(next_clus),
 903                         offset) != sizeof(next_clus))
 904                 return -EIO;
 905         return 0;
 906 }
 907
 908 off_t exfat_s2o(struct exfat *exfat, off_t sect)
 909 {
 910         return sect << exfat->bs->bsx.sect_size_bits;
 911 }
 912
 913 off_t exfat_c2o(struct exfat *exfat, unsigned int clus)
 914 {
 915         assert(clus >= EXFAT_FIRST_CLUSTER);
 916
 917         return exfat_s2o(exfat, le32_to_cpu(exfat->bs->bsx.clu_offset) +
 918                                 ((off_t)(clus - EXFAT_FIRST_CLUSTER) <<
 919                                  exfat->bs->bsx.sect_per_clus_bits));
 920 }
 921
 922 int exfat_o2c(struct exfat *exfat, off_t device_offset,
 923               unsigned int *clu, unsigned int *offset)
 924 {
 925         off_t heap_offset;
 926
 927         heap_offset = exfat_s2o(exfat, le32_to_cpu(exfat->bs->bsx.clu_offset));
 928         if (device_offset < heap_offset)
 929                 return -ERANGE;
 930
 931         *clu = (unsigned int)((device_offset - heap_offset) /
 932                               exfat->clus_size) + EXFAT_FIRST_CLUSTER;
 933         if (!exfat_heap_clus(exfat, *clu))
 934                 return -ERANGE;
 935         *offset = (device_offset - heap_offset) % exfat->clus_size;
 936         return 0;
 937 }
 938
 939 bool exfat_heap_clus(struct exfat *exfat, clus_t clus)
 940 {
 941         return clus >= EXFAT_FIRST_CLUSTER &&
 942                 (clus - EXFAT_FIRST_CLUSTER) < exfat->clus_count;
 943 }
 944
 945 int exfat_root_clus_count(struct exfat *exfat)
 946 {
 947         struct exfat_inode *node = exfat->root;
 948         clus_t clus, next;
 949         int clus_count = 0;
 950
 951         if (!exfat_heap_clus(exfat, node->first_clus))
 952                 return -EIO;
 953
 954         clus = node->first_clus;
 955         do {
 956                 if (exfat_bitmap_get(exfat->alloc_bitmap, clus))
 957                         return -EINVAL;
 958
 959                 exfat_bitmap_set(exfat->alloc_bitmap, clus);
 960
 961                 if (exfat_get_inode_next_clus(exfat, node, clus, &next)) {
 962                         exfat_err("ERROR: failed to read the fat entry of root");
 963                         return -EIO;
 964                 }
 965
 966                 if (next != EXFAT_EOF_CLUSTER && !exfat_heap_clus(exfat, next))
 967                         return -EINVAL;
 968
 969                 clus = next;
 970                 clus_count++;
 971         } while (clus != EXFAT_EOF_CLUSTER);
 972
 973         node->size = clus_count * exfat->clus_size;
 974         return 0;
 975 }
 976
 977 int read_boot_sect(struct exfat_blk_dev *bdev, struct pbr **bs)
 978 {
 979         struct pbr *pbr;
 980         int err = 0;
 981         unsigned int sect_size, clu_size;
 982
 983         pbr = malloc(sizeof(struct pbr));
 984
 985         if (exfat_read(bdev->dev_fd, pbr, sizeof(*pbr), 0) !=
 986             (ssize_t)sizeof(*pbr)) {
 987                 exfat_err("failed to read a boot sector\n");
 988                 err = -EIO;
 989                 goto err;
 990         }
 991
 992         err = -EINVAL;
 993         if (memcmp(pbr->bpb.oem_name, "EXFAT   ", 8) != 0) {
 994                 exfat_err("failed to find exfat file system\n");
 995                 goto err;
 996         }
 997
 998         sect_size = 1 << pbr->bsx.sect_size_bits;
 999         clu_size = 1 << (pbr->bsx.sect_size_bits +
1000                          pbr->bsx.sect_per_clus_bits);
1001
1002         if (sect_size < 512 || sect_size > 4 * KB) {
1003                 exfat_err("too small or big sector size: %d\n",
1004                           sect_size);
1005                 goto err;
1006         }
1007
1008         if (clu_size < sect_size || clu_size > 32 * MB) {
1009                 exfat_err("too small or big cluster size: %d\n",
1010                           clu_size);
1011                 goto err;
1012         }
1013
1014         *bs = pbr;
1015         return 0;
1016 err:
1017         free(pbr);
1018         return err;
1019 }