libexfat/io.c

   1 /*
   2         io.c (02.09.09)
   3         exFAT file system implementation library.
   4
   5         Free exFAT implementation.
   6         Copyright (C) 2010-2017  Andrew Nayenko
   7
   8         This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9         it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10         the Free Software Foundation, either version 2 of the License, or
  11         (at your option) any later version.
  12
  13         This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14         but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15         MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16         GNU General Public License for more details.
  17
  18         You should have received a copy of the GNU General Public License along
  19         with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  20         51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  21 */
  22
  23 #include "exfat.h"
  24 #include <inttypes.h>
  25 #include <sys/types.h>
  26 #include <sys/stat.h>
  27 #include <fcntl.h>
  28 #include <unistd.h>
  29 #include <string.h>
  30 #include <errno.h>
  31 #if defined(__APPLE__)
  32 #include <sys/disk.h>
  33 #elif defined(__OpenBSD__)
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/disklabel.h>
  36 #include <sys/dkio.h>
  37 #include <sys/ioctl.h>
  38 #endif
  39 #include <sys/mount.h>
  40
  41 struct exfat_dev
  42 {
  43         int fd;
  44         enum exfat_mode mode;
  45         off_t size; /* in bytes */
  46 };
  47
  48 static int open_ro(const char* spec)
  49 {
  50         return open(spec, O_RDONLY);
  51 }
  52
  53 static int open_rw(const char* spec)
  54 {
  55         int fd = open(spec, O_RDWR);
  56 #ifdef __linux__
  57         int ro = 0;
  58
  59         /*
  60            This ioctl is needed because after "blockdev --setro" kernel still
  61            allows to open the device in read-write mode but fails writes.
  62         */
  63         if (fd != -1 && ioctl(fd, BLKROGET, &ro) == 0 && ro)
  64         {
  65                 close(fd);
  66                 errno = EROFS;
  67                 return -1;
  68         }
  69 #endif
  70         return fd;
  71 }
  72
  73 struct exfat_dev* exfat_open(const char* spec, enum exfat_mode mode)
  74 {
  75         struct exfat_dev* dev;
  76         struct stat stbuf;
  77
  78         dev = malloc(sizeof(struct exfat_dev));
  79         if (dev == NULL)
  80         {
  81                 exfat_error("failed to allocate memory for device structure");
  82                 return NULL;
  83         }
  84
  85         switch (mode)
  86         {
  87         case EXFAT_MODE_RO:
  88                 dev->fd = open_ro(spec);
  89                 if (dev->fd == -1)
  90                 {
  91                         free(dev);
  92                         exfat_error("failed to open '%s' in read-only mode: %s", spec,
  93                                         strerror(errno));
  94                         return NULL;
  95                 }
  96                 dev->mode = EXFAT_MODE_RO;
  97                 break;
  98         case EXFAT_MODE_RW:
  99                 dev->fd = open_rw(spec);
 100                 if (dev->fd == -1)
 101                 {
 102                         free(dev);
 103                         exfat_error("failed to open '%s' in read-write mode: %s", spec,
 104                                         strerror(errno));
 105                         return NULL;
 106                 }
 107                 dev->mode = EXFAT_MODE_RW;
 108                 break;
 109         case EXFAT_MODE_ANY:
 110                 dev->fd = open_rw(spec);
 111                 if (dev->fd != -1)
 112                 {
 113                         dev->mode = EXFAT_MODE_RW;
 114                         break;
 115                 }
 116                 dev->fd = open_ro(spec);
 117                 if (dev->fd != -1)
 118                 {
 119                         dev->mode = EXFAT_MODE_RO;
 120                         exfat_warn("'%s' is write-protected, mounting read-only", spec);
 121                         break;
 122                 }
 123                 free(dev);
 124                 exfat_error("failed to open '%s': %s", spec, strerror(errno));
 125                 return NULL;
 126         }
 127
 128         if (fstat(dev->fd, &stbuf) != 0)
 129         {
 130                 close(dev->fd);
 131                 free(dev);
 132                 exfat_error("failed to fstat '%s'", spec);
 133                 return NULL;
 134         }
 135         if (!S_ISBLK(stbuf.st_mode) &&
 136                 !S_ISCHR(stbuf.st_mode) &&
 137                 !S_ISREG(stbuf.st_mode))
 138         {
 139                 close(dev->fd);
 140                 free(dev);
 141                 exfat_error("'%s' is neither a device, nor a regular file", spec);
 142                 return NULL;
 143         }
 144
 145 #if defined(__APPLE__)
 146         if (!S_ISREG(stbuf.st_mode))
 147         {
 148                 uint32_t block_size = 0;
 149                 uint64_t blocks = 0;
 150
 151                 if (ioctl(dev->fd, DKIOCGETBLOCKSIZE, &block_size) != 0)
 152                 {
 153                         close(dev->fd);
 154                         free(dev);
 155                         exfat_error("failed to get block size");
 156                         return NULL;
 157                 }
 158                 if (ioctl(dev->fd, DKIOCGETBLOCKCOUNT, &blocks) != 0)
 159                 {
 160                         close(dev->fd);
 161                         free(dev);
 162                         exfat_error("failed to get blocks count");
 163                         return NULL;
 164                 }
 165                 dev->size = blocks * block_size;
 166         }
 167         else
 168 #elif defined(__OpenBSD__)
 169         if (!S_ISREG(stbuf.st_mode))
 170         {
 171                 struct disklabel lab;
 172                 struct partition* pp;
 173                 char* partition;
 174
 175                 if (ioctl(dev->fd, DIOCGDINFO, &lab) == -1)
 176                 {
 177                         close(dev->fd);
 178                         free(dev);
 179                         exfat_error("failed to get disklabel");
 180                         return NULL;
 181                 }
 182
 183                 /* Don't need to check that partition letter is valid as we won't get
 184                    this far otherwise. */
 185                 partition = strchr(spec, '\0') - 1;
 186                 pp = &(lab.d_partitions[*partition - 'a']);
 187                 dev->size = DL_GETPSIZE(pp) * lab.d_secsize;
 188
 189                 if (pp->p_fstype != FS_NTFS)
 190                         exfat_warn("partition type is not 0x07 (NTFS/exFAT); "
 191                                         "you can fix this with fdisk(8)");
 192         }
 193         else
 194 #endif
 195         {
 196                 /* works for Linux, FreeBSD, Solaris */
 197                 dev->size = exfat_seek(dev, 0, SEEK_END);
 198                 if (dev->size <= 0)
 199                 {
 200                         close(dev->fd);
 201                         free(dev);
 202                         exfat_error("failed to get size of '%s'", spec);
 203                         return NULL;
 204                 }
 205                 if (exfat_seek(dev, 0, SEEK_SET) == -1)
 206                 {
 207                         close(dev->fd);
 208                         free(dev);
 209                         exfat_error("failed to seek to the beginning of '%s'", spec);
 210                         return NULL;
 211                 }
 212         }
 213
 214         return dev;
 215 }
 216
 217 int exfat_close(struct exfat_dev* dev)
 218 {
 219         int rc = 0;
 220
 221         if (close(dev->fd) != 0)
 222         {
 223                 exfat_error("failed to close device: %s", strerror(errno));
 224                 rc = -EIO;
 225         }
 226         free(dev);
 227         return rc;
 228 }
 229
 230 int exfat_fsync(struct exfat_dev* dev)
 231 {
 232         int rc = 0;
 233
 234         if (fsync(dev->fd) != 0)
 235         {
 236                 exfat_error("fsync failed: %s", strerror(errno));
 237                 rc = -EIO;
 238         }
 239         return rc;
 240 }
 241
 242 enum exfat_mode exfat_get_mode(const struct exfat_dev* dev)
 243 {
 244         return dev->mode;
 245 }
 246
 247 off_t exfat_get_size(const struct exfat_dev* dev)
 248 {
 249         return dev->size;
 250 }
 251
 252 off_t exfat_seek(struct exfat_dev* dev, off_t offset, int whence)
 253 {
 254 #if defined(__ANDROID__)
 255         return lseek64(dev->fd, offset, whence);
 256 #else
 257         return lseek(dev->fd, offset, whence);
 258 #endif
 259 }
 260
 261 ssize_t exfat_read(struct exfat_dev* dev, void* buffer, size_t size)
 262 {
 263         return read(dev->fd, buffer, size);
 264 }
 265
 266 ssize_t exfat_write(struct exfat_dev* dev, const void* buffer, size_t size)
 267 {
 268         return write(dev->fd, buffer, size);
 269 }
 270
 271 ssize_t exfat_pread(struct exfat_dev* dev, void* buffer, size_t size,
 272                 off_t offset)
 273 {
 274 #if defined(__ANDROID__)
 275         return pread64(dev->fd, buffer, size, offset);
 276 #else
 277         return pread(dev->fd, buffer, size, offset);
 278 #endif
 279 }
 280
 281 ssize_t exfat_pwrite(struct exfat_dev* dev, const void* buffer, size_t size,
 282                 off_t offset)
 283 {
 284 #if defined(__ANDROID__)
 285         return pwrite64(dev->fd, buffer, size, offset);
 286 #else
 287         return pwrite(dev->fd, buffer, size, offset);
 288 #endif
 289 }
 290
 291 ssize_t exfat_generic_pread(const struct exfat* ef, struct exfat_node* node,
 292                 void* buffer, size_t size, off_t offset)
 293 {
 294         cluster_t cluster;
 295         char* bufp = buffer;
 296         off_t lsize, loffset, remainder;
 297
 298         if (offset >= node->size)
 299                 return 0;
 300         if (size == 0)
 301                 return 0;
 302
 303         cluster = exfat_advance_cluster(ef, node, offset / CLUSTER_SIZE(*ef->sb));
 304         if (CLUSTER_INVALID(cluster))
 305         {
 306                 exfat_error("invalid cluster 0x%x while reading", cluster);
 307                 return -EIO;
 308         }
 309
 310         loffset = offset % CLUSTER_SIZE(*ef->sb);
 311         remainder = MIN(size, node->size - offset);
 312         while (remainder > 0)
 313         {
 314                 if (CLUSTER_INVALID(cluster))
 315                 {
 316                         exfat_error("invalid cluster 0x%x while reading", cluster);
 317                         return -EIO;
 318                 }
 319                 lsize = MIN(CLUSTER_SIZE(*ef->sb) - loffset, remainder);
 320                 if (exfat_pread(ef->dev, bufp, lsize,
 321                                         exfat_c2o(ef, cluster) + loffset) < 0)
 322                 {
 323                         exfat_error("failed to read cluster %#x", cluster);
 324                         return -EIO;
 325                 }
 326                 bufp += lsize;
 327                 loffset = 0;
 328                 remainder -= lsize;
 329                 cluster = exfat_next_cluster(ef, node, cluster);
 330         }
 331         if (!(node->attrib & EXFAT_ATTRIB_DIR) && !ef->ro && !ef->noatime)
 332                 exfat_update_atime(node);
 333         return MIN(size, node->size - offset) - remainder;
 334 }
 335
 336 ssize_t exfat_generic_pwrite(struct exfat* ef, struct exfat_node* node,
 337                 const void* buffer, size_t size, off_t offset)
 338 {
 339         int rc;
 340         cluster_t cluster;
 341         const char* bufp = buffer;
 342         off_t lsize, loffset, remainder;
 343
 344         if (offset > node->size)
 345         {
 346                 rc = exfat_truncate(ef, node, offset, true);
 347                 if (rc != 0)
 348                         return rc;
 349         }
 350         if (offset + size > node->size)
 351         {
 352                 rc = exfat_truncate(ef, node, offset + size, false);
 353                 if (rc != 0)
 354                         return rc;
 355         }
 356         if (size == 0)
 357                 return 0;
 358
 359         cluster = exfat_advance_cluster(ef, node, offset / CLUSTER_SIZE(*ef->sb));
 360         if (CLUSTER_INVALID(cluster))
 361         {
 362                 exfat_error("invalid cluster 0x%x while writing", cluster);
 363                 return -EIO;
 364         }
 365
 366         loffset = offset % CLUSTER_SIZE(*ef->sb);
 367         remainder = size;
 368         while (remainder > 0)
 369         {
 370                 if (CLUSTER_INVALID(cluster))
 371                 {
 372                         exfat_error("invalid cluster 0x%x while writing", cluster);
 373                         return -EIO;
 374                 }
 375                 lsize = MIN(CLUSTER_SIZE(*ef->sb) - loffset, remainder);
 376                 if (exfat_pwrite(ef->dev, bufp, lsize,
 377                                 exfat_c2o(ef, cluster) + loffset) < 0)
 378                 {
 379                         exfat_error("failed to write cluster %#x", cluster);
 380                         return -EIO;
 381                 }
 382                 bufp += lsize;
 383                 loffset = 0;
 384                 remainder -= lsize;
 385                 cluster = exfat_next_cluster(ef, node, cluster);
 386         }
 387         if (!(node->attrib & EXFAT_ATTRIB_DIR))
 388                 /* directory's mtime should be updated by the caller only when it
 389                    creates or removes something in this directory */
 390                 exfat_update_mtime(node);
 391         return size - remainder;
 392 }