Fixes KFS multi-paths
[akaros.git] / kern / src / kfs.c
1 /* Copyright (c) 2009, 2010 The Regents of the University of California
2  * Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
3  * See LICENSE for details.
4  *
5  * Implementation of the KFS file system.  It is a RAM based, read-only FS
6  * consisting of files that are added to the kernel binary image.  Might turn
7  * this into a read/write FS with directories someday. */
8
9 #ifdef __SHARC__
10 #pragma nosharc
11 #endif
12
13 #ifdef __DEPUTY__
14 #pragma nodeputy
15 #endif
16
17 #include <vfs.h>
18 #include <kfs.h>
19 #include <slab.h>
20 #include <kmalloc.h>
21 #include <string.h>
22 #include <stdio.h>
23 #include <assert.h>
24 #include <error.h>
25 #include <cpio.h>
26 #include <pmap.h>
27 #include <smp.h>
28
29 #define KFS_MAX_FILE_SIZE 1024*1024*128
30 #define KFS_MAGIC 0xdead0001
31
32 /* VFS required Functions */
33 /* These structs are declared again and initialized farther down */
34 struct page_map_operations kfs_pm_op;
35 struct super_operations kfs_s_op;
36 struct inode_operations kfs_i_op;
37 struct dentry_operations kfs_d_op;
38 struct file_operations kfs_f_op_file;
39 struct file_operations kfs_f_op_dir;
40 struct file_operations kfs_f_op_sym;
41
42 /* TODO: something more better.  Prob something like the vmem cache, for this,
43  * pids, etc.  Good enough for now.  This also means we can only have one
44  * KFS instance, and we also aren't synchronizing access. */
45 static unsigned long kfs_get_free_ino(void)
46 {
47         static unsigned long last_ino = 1;       /* 1 is reserved for the root */
48         last_ino++;
49         if (!last_ino)
50                 panic("Out of inos in KFS!");
51         return last_ino;
52 }
53
54 /* Slabs for KFS specific info chunks */
55 struct kmem_cache *kfs_i_kcache;
56
57 static void kfs_init(void)
58 {
59         kfs_i_kcache = kmem_cache_create("kfs_ino_info", sizeof(struct kfs_i_info),
60                                          __alignof__(struct kfs_i_info), 0, 0, 0);
61 }
62
63 /* Creates the SB (normally would read in from disc and create).  Passes it's
64  * ref out to whoever consumes this.  Returns 0 on failure.
65  * TODO: consider pulling out more of the FS-independent stuff, if possible.
66  * There are only two things, but the pain in the ass is that you'd need to read
67  * the disc to get that first inode, and it's a FS-specific thing. */
68 struct super_block *kfs_get_sb(struct fs_type *fs, int flags,
69                                char *dev_name, struct vfsmount *vmnt)
70 {
71         /* Ought to check that dev_name has our FS on it.  in this case, it's
72          * irrelevant. */
73         //if (something_bad)
74         //      return 0;
75         static bool ran_once = FALSE;
76         if (!ran_once) {
77                 ran_once = TRUE;
78                 kfs_init();
79         }
80
81         /* Build and init the SB.  No need to read off disc. */
82         struct super_block *sb = get_sb();
83         sb->s_dev = 0;
84         sb->s_blocksize = 1;
85         sb->s_maxbytes = KFS_MAX_FILE_SIZE;
86         sb->s_type = &kfs_fs_type;
87         sb->s_op = &kfs_s_op;
88         sb->s_flags = flags;
89         sb->s_magic = KFS_MAGIC;
90         sb->s_mount = vmnt;
91         sb->s_syncing = FALSE;
92         sb->s_bdev = 0;
93         strlcpy(sb->s_name, "KFS", 32);
94         /* store the location of the CPIO archive.  make this more generic later. */
95         extern uint8_t _binary_obj_kern_initramfs_cpio_size[];
96         extern uint8_t _binary_obj_kern_initramfs_cpio_start[];
97         sb->s_fs_info = (void*)_binary_obj_kern_initramfs_cpio_start;
98
99         /* Final stages of initializing the sb, mostly FS-independent */
100         /* 1 is the KFS root ino (inode number) */
101         init_sb(sb, vmnt, &kfs_d_op, 1, 0);
102         /* Parses the CPIO entries and builds the in-memory KFS tree. */
103         parse_cpio_entries(sb, sb->s_fs_info);
104         printk("KFS superblock loaded\n");
105         return sb;
106 }
107
108 void kfs_kill_sb(struct super_block *sb)
109 {
110         panic("Killing KFS is not supported!");
111 }
112
113 /* Every FS must have a static FS Type, with which the VFS code can bootstrap */
114 struct fs_type kfs_fs_type = {"KFS", 0, kfs_get_sb, kfs_kill_sb, {0, 0},
115                TAILQ_HEAD_INITIALIZER(kfs_fs_type.fs_supers)};
116
117 /* Page Map Operations */
118
119 /* Fills page with its contents from its backing store file.  Note that we do
120  * the zero padding here, instead of higher in the VFS.  Might change in the
121  * future. */
122 int kfs_readpage(struct page_map *pm, struct page *page)
123 {
124         size_t pg_idx_byte = page->pg_index * PGSIZE;
125         struct kfs_i_info *k_i_info = (struct kfs_i_info*)
126                                       pm->pm_host->i_fs_info;
127         uintptr_t begin = (size_t)k_i_info->filestart + pg_idx_byte;
128         /* If we're beyond the initial start point, we just need a zero page.  This
129          * is for a hole or for extending a file (even though it won't be saved).
130          * Otherwise, we want the data from KFS, being careful to not copy from
131          * beyond the original EOF (and zero padding anything extra). */
132         if (pg_idx_byte >= k_i_info->init_size) {
133                 memset(page2kva(page), 0, PGSIZE);
134         } else {
135                 size_t copy_amt = MIN(PGSIZE, k_i_info->init_size - pg_idx_byte);
136                 memcpy(page2kva(page), (void*)begin, copy_amt);
137                 memset(page2kva(page) + copy_amt, 0, PGSIZE - copy_amt);
138         }
139         struct buffer_head *bh = kmem_cache_alloc(bh_kcache, 0);
140         if (!bh)
141                 return -1;                      /* untested, un-thought-through */
142         /* KFS does a 1:1 BH to page mapping */
143         bh->bh_page = page;                                                             /* weak ref */
144         bh->bh_buffer = page2kva(page);
145         bh->bh_flags = 0;                                                               /* whatever... */
146         bh->bh_next = 0;                                                                /* only one BH needed */
147         bh->bh_bdev = pm->pm_host->i_sb->s_bdev;                /* uncounted */
148         bh->bh_sector = page->pg_index;
149         bh->bh_nr_sector = 1;                                                   /* sector size = PGSIZE */
150         page->pg_private = bh;
151         /* This is supposed to be done in the IO system when the operation is
152          * complete.  Since we aren't doing a real IO request, and it is already
153          * done, we can do it here. */
154         page->pg_flags |= PG_UPTODATE;
155         return 0;
156 }
157
158 /* Super Operations */
159
160 /* Creates and initializes a new inode.  FS specific, yet inode-generic fields
161  * are filled in.  inode-specific fields are filled in in read_inode() based on
162  * what's on the disk for a given i_no.  i_no and i_fop are set by the caller.
163  *
164  * Note that this means this inode can be for an inode that is already on disk,
165  * or it can be used when creating.  The i_fop depends on the type of file
166  * (file, directory, symlink, etc). */
167 struct inode *kfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
168 {
169         struct inode *inode = kmem_cache_alloc(inode_kcache, 0);
170         memset(inode, 0, sizeof(struct inode));
171         inode->i_op = &kfs_i_op;
172         inode->i_pm.pm_op = &kfs_pm_op;
173         inode->i_fs_info = kmem_cache_alloc(kfs_i_kcache, 0);
174         TAILQ_INIT(&((struct kfs_i_info*)inode->i_fs_info)->children);
175         ((struct kfs_i_info*)inode->i_fs_info)->filestart = 0;
176         ((struct kfs_i_info*)inode->i_fs_info)->init_size = 0;
177         return inode;
178 }
179
180 /* FS-specific clean up when an inode is dealloced.  this is just cleaning up
181  * the in-memory version, and only the FS-specific parts.  whether or not the
182  * inode is still on disc is irrelevant. */
183 void kfs_dealloc_inode(struct inode *inode)
184 {
185         /* If we're a symlink, give up our storage for the symname */
186         if (S_ISLNK(inode->i_mode))
187                 kfree(((struct kfs_i_info*)inode->i_fs_info)->filestart);
188         kmem_cache_free(kfs_i_kcache, inode->i_fs_info);
189 }
190
191 /* reads the inode data on disk specified by inode->i_ino into the inode.
192  * basically, it's a "make this inode the one for i_ino (i number)" */
193 void kfs_read_inode(struct inode *inode)
194 {
195         /* need to do something to link this inode/file to the actual "blocks" on
196          * "disk". */
197
198         /* TODO: what does it mean to ask for an inode->i_ino that doesn't exist?
199          *      possibly a bug, since these inos come from directories */
200         if (inode->i_ino == 1) {
201                 inode->i_mode = S_IRWXU | S_IRWXG | S_IRWXO;
202                 SET_FTYPE(inode->i_mode, __S_IFDIR);
203                 inode->i_fop = &kfs_f_op_dir;
204                 inode->i_nlink = 1;                             /* assuming only one hardlink */
205                 inode->i_uid = 0;
206                 inode->i_gid = 0;
207                 inode->i_size = 0;                              /* make sense for KFS? */
208                 inode->i_atime.tv_sec = 0;
209                 inode->i_atime.tv_nsec = 0;
210                 inode->i_mtime.tv_sec = 0;
211                 inode->i_mtime.tv_nsec = 0;
212                 inode->i_ctime.tv_sec = 0;
213                 inode->i_ctime.tv_nsec = 0;
214                 inode->i_blocks = 0;
215                 inode->i_flags = 0;
216                 inode->i_socket = FALSE;
217         } else {
218                 panic("Not implemented");
219         }
220         /* TODO: unused: inode->i_hash add to hash (saves on disc reading) */
221 }
222
223 /* called when an inode in memory is modified (journalling FS's care) */
224 void kfs_dirty_inode(struct inode *inode)
225 {       // KFS doesn't care
226 }
227
228 /* write the inode to disk (specifically, to inode inode->i_ino), synchronously
229  * if we're asked to wait */
230 void kfs_write_inode(struct inode *inode, bool wait)
231 {       // KFS doesn't care
232 }
233
234 /* called when an inode is decref'd, to do any FS specific work */
235 void kfs_put_inode(struct inode *inode)
236 {       // KFS doesn't care
237 }
238
239 /* called when an inode is about to be destroyed.  the generic version ought to
240  * remove every reference to the inode from the VFS, and if the inode isn't in
241  * any directory, calls delete_inode */
242 void kfs_drop_inode(struct inode *inode)
243 { // TODO: should call a generic one instead.  or at least do something...
244         // remove from lists
245 }
246
247 /* delete the inode from disk (all data) */
248 void kfs_delete_inode(struct inode *inode)
249 {
250         // would remove from "disk" here
251         /* TODO: give up our i_ino */
252 }
253
254 /* unmount and release the super block */
255 void kfs_put_super(struct super_block *sb)
256 {
257         panic("Shazbot! KFS can't be unmounted yet!");
258 }
259
260 /* updates the on-disk SB with the in-memory SB */
261 void kfs_write_super(struct super_block *sb)
262 {       // KFS doesn't care
263 }
264
265 /* syncs FS metadata with the disc, synchronously if we're waiting.  this info
266  * also includes anything pointed to by s_fs_info. */
267 int kfs_sync_fs(struct super_block *sb, bool wait)
268 {
269         return 0;
270 }
271
272 /* remount the FS with the new flags */
273 int kfs_remount_fs(struct super_block *sb, int flags, char *data)
274 {
275         warn("KFS will not remount.");
276         return -1; // can't remount
277 }
278
279 /* interrupts a mount operation - used by NFS and friends */
280 void kfs_umount_begin(struct super_block *sb)
281 {
282         panic("Cannot abort a KFS mount, and why would you?");
283 }
284
285 /* inode_operations */
286
287 /* Little helper, used for initializing new inodes for file-like objects (files,
288  * symlinks, etc).  We pass the dentry, since we need to up it. */
289 static void kfs_init_inode(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
290 {
291         struct inode *inode = dentry->d_inode;
292         kref_get(&dentry->d_kref, 1);   /* to pin the dentry in RAM, KFS-style... */
293         inode->i_ino = kfs_get_free_ino();
294         /* our parent dentry's inode tracks our dentry info.  We do this
295          * since it's all in memory and we aren't using the dcache yet.
296          * We're reusing the subdirs link, which is used by the VFS when
297          * we're a directory.  But since we're a file, it's okay to reuse
298          * it. */
299         TAILQ_INSERT_TAIL(&((struct kfs_i_info*)dir->i_fs_info)->children,
300                           dentry, d_subdirs_link);
301 }
302
303 /* Called when creating a new disk inode in dir associated with dentry.  We need
304  * to fill out the i_ino, set the type, and do whatever else we need */
305 int kfs_create(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode,
306                struct nameidata *nd)
307 {
308         struct inode *inode = dentry->d_inode;
309         kfs_init_inode(dir, dentry);
310         SET_FTYPE(inode->i_mode, __S_IFREG);
311         inode->i_fop = &kfs_f_op_file;
312         /* fs_info->filestart is set by the caller, or else when first written (for
313          * new files.  it was set to 0 in alloc_inode(). */
314         return 0;
315 }
316
317 /* Searches the directory for the filename in the dentry, filling in the dentry
318  * with the FS specific info of this file.  If it succeeds, it will pass back
319  * the *dentry you should use.  If this fails, it will return 0.  It will NOT
320  * take your dentry ref (it used to).  It probably will not be the same dentry
321  * you passed in.  This is ugly.
322  *
323  * Callers, make sure you alloc and fill out the name parts of the dentry, and
324  * an initialized nameidata. TODO: not sure why we need an ND.  Don't use it in
325  * a fs_lookup for now!
326  *
327  * Because of the way KFS currently works, if there is ever a dentry, it's
328  * already in memory, along with its inode (all path's pinned).  So we just find
329  * it and return it, freeing the one that came in. */
330 struct dentry *kfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
331                           struct nameidata *nd)
332 {
333         struct kfs_i_info *k_i_info = (struct kfs_i_info*)dir->i_fs_info;
334         struct dentry *dir_dent = TAILQ_FIRST(&dir->i_dentry);
335         struct dentry *d_i;
336
337         assert(dir_dent && dir_dent == TAILQ_LAST(&dir->i_dentry, dentry_tailq));
338         /* had this fail when kern/kfs has a symlink go -> ../../../go, though
339          * a symlink like lib2 -> lib work okay. */
340         assert(S_ISDIR(dir->i_mode));
341         assert(kref_refcnt(&dentry->d_kref) == 1);
342         TAILQ_FOREACH(d_i, &dir_dent->d_subdirs, d_subdirs_link) {
343                 if (!strcmp(d_i->d_name.name, dentry->d_name.name)) {
344                         /* since this dentry is already in memory (that's how KFS works), we
345                          * just return the real one (with another refcnt) */
346                         kref_get(&d_i->d_kref, 1);
347                         return d_i;
348                 }
349         }
350         TAILQ_FOREACH(d_i, &k_i_info->children, d_subdirs_link) {
351                 if (!strcmp(d_i->d_name.name, dentry->d_name.name)) {
352                         /* since this dentry is already in memory (that's how KFS works), we
353                          * just return the real one (with another refcnt) */
354                         kref_get(&d_i->d_kref, 1);
355                         return d_i;
356                 }
357         }
358         printd("Not Found %s!!\n", dentry->d_name.name);
359         return 0;
360 }
361
362 /* Hard link to old_dentry in directory dir with a name specified by new_dentry.
363  * At the very least, set the new_dentry's FS-specific fields. */
364 int kfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
365              struct dentry *new_dentry)
366 {
367         assert(new_dentry->d_op = &kfs_d_op);
368         kref_get(&new_dentry->d_kref, 1);               /* pin the dentry, KFS-style */
369         /* KFS-style directory-tracking-of-kids */
370         TAILQ_INSERT_TAIL(&((struct kfs_i_info*)dir->i_fs_info)->children,
371                           new_dentry, d_subdirs_link);
372         return 0;
373 }
374
375 /* Removes the link from the dentry in the directory */
376 int kfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
377 {
378         /* Stop tracking our child */
379         TAILQ_REMOVE(&((struct kfs_i_info*)dir->i_fs_info)->children, dentry,
380                      d_subdirs_link);
381         kref_put(&dentry->d_kref);                              /* unpin the dentry, KFS-style */
382         return 0;
383 }
384
385 /* Creates a new inode for a symlink dir, linking to / containing the name
386  * symname.  dentry is the controlling dentry of the inode. */
387 int kfs_symlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry, const char *symname)
388 {
389         struct inode *inode = dentry->d_inode;
390         struct kfs_i_info *k_i_info = (struct kfs_i_info*)inode->i_fs_info;
391         size_t len = strlen(symname);
392         char *string = kmalloc(len + 1, 0);
393
394         kfs_init_inode(dir, dentry);
395         SET_FTYPE(inode->i_mode, __S_IFLNK);
396         inode->i_fop = &kfs_f_op_sym;
397         strncpy(string, symname, len);
398         string[len] = '\0';             /* symname should be \0d anyway, but just in case */
399         k_i_info->filestart = string;   /* reusing this void* to hold the char* */
400         return 0;
401 }
402
403 /* Called when creating a new inode for a directory associated with dentry in
404  * dir with the given mode.  Note, we might (later) need to track subdirs within
405  * the parent inode, like we do with regular files.  I'd rather not, so we'll
406  * see if we need it. */
407 int kfs_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
408 {
409         struct inode *inode = dentry->d_inode;
410         kref_get(&dentry->d_kref, 1);   /* to pin the dentry in RAM, KFS-style... */
411         inode->i_ino = kfs_get_free_ino();
412         SET_FTYPE(inode->i_mode, __S_IFDIR);
413         inode->i_fop = &kfs_f_op_dir;
414         /* get ready to have our own kids */
415         TAILQ_INIT(&((struct kfs_i_info*)inode->i_fs_info)->children);
416         ((struct kfs_i_info*)inode->i_fs_info)->filestart = 0;
417         return 0;
418 }
419
420 /* Removes from dir the directory 'dentry.'  KFS doesn't store anything in the
421  * inode for which children it has.  It probably should, but since everything is
422  * pinned, it just relies on the dentry connections. */
423 int kfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
424 {
425         struct kfs_i_info *d_info = (struct kfs_i_info*)dentry->d_inode->i_fs_info;
426         struct dentry *d_i;
427         bool empty = TRUE;
428         /* Check if we are empty.  If not, error out, need to check the sub-dirs as
429          * well as the sub-"files" */
430         TAILQ_FOREACH(d_i, &dentry->d_subdirs, d_subdirs_link) {
431                 empty = FALSE;
432                 break;
433         }
434         TAILQ_FOREACH(d_i, &d_info->children, d_subdirs_link) {
435                 empty = FALSE;
436                 break;
437         }
438         if (!empty)
439                 return -ENOTEMPTY;
440         kref_put(&dentry->d_kref);                              /* unpin the dentry, KFS-style */
441         printk("DENTRY %s REFCNT %d\n", dentry->d_name.name, kref_refcnt(&dentry->d_kref));
442         return 0;
443 }
444
445 /* Used to make a generic file, based on the type and the major/minor numbers
446  * (in rdev), with the given mode.  As with others, this creates a new disk
447  * inode for the file */
448 int kfs_mknod(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode, dev_t rdev)
449 {
450         return -1;
451 }
452
453 /* Moves old_dentry from old_dir to new_dentry in new_dir */
454 int kfs_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
455                struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry)
456 {
457         return -1;
458 }
459
460 /* Returns the char* for the symname for the given dentry.  The VFS code that
461  * calls this for real FS's might assume it's already read in, so if the char *
462  * isn't already in memory, we'd need to read it in here.  Regarding the char*
463  * storage, the char* only will last as long as the dentry and inode are in
464  * memory. */
465 char *kfs_readlink(struct dentry *dentry)
466 {
467         struct inode *inode = dentry->d_inode;
468         struct kfs_i_info *k_i_info = (struct kfs_i_info*)inode->i_fs_info;
469         if (!S_ISLNK(inode->i_mode))
470                 return 0;
471         return k_i_info->filestart;
472 }
473
474 /* Modifies the size of the file of inode to whatever its i_size is set to */
475 void kfs_truncate(struct inode *inode)
476 {
477 }
478
479 /* Checks whether the the access mode is allowed for the file belonging to the
480  * inode.  Implies that the permissions are on the file, and not the hardlink */
481 int kfs_permission(struct inode *inode, int mode, struct nameidata *nd)
482 {
483         return -1;
484 }
485
486
487 /* dentry_operations */
488 /* Determines if the dentry is still valid before using it to translate a path.
489  * Network FS's need to deal with this. */
490 int kfs_d_revalidate(struct dentry *dir, struct nameidata *nd)
491 { // default, nothing
492         return -1;
493 }
494
495 /* Produces the hash to lookup this dentry from the dcache */
496 int kfs_d_hash(struct dentry *dentry, struct qstr *name)
497 {
498         return -1;
499 }
500
501 /* Compares name1 and name2.  name1 should be a member of dir. */
502 int kfs_d_compare(struct dentry *dir, struct qstr *name1, struct qstr *name2)
503 { // default, string comp (case sensitive)
504         return -1;
505 }
506
507 /* Called when the last ref is deleted (refcnt == 0) */
508 int kfs_d_delete(struct dentry *dentry)
509 { // default, nothin
510         return -1;
511 }
512
513 /* Called when it's about to be slab-freed */
514 int kfs_d_release(struct dentry *dentry)
515 {
516         return -1;
517 }
518
519 /* Called when the dentry loses it's inode (becomes "negative") */
520 void kfs_d_iput(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
521 { // default, call i_put to release the inode object
522 }
523
524
525 /* file_operations */
526
527 /* Updates the file pointer.  KFS doesn't let you go past the end of a file
528  * yet, so it won't let you seek past either.  TODO: think about locking. */
529 int kfs_llseek(struct file *file, off64_t offset, off64_t *ret, int whence)
530 {
531         off64_t temp_off = 0;
532         switch (whence) {
533                 case SEEK_SET:
534                         temp_off = offset;
535                         break;
536                 case SEEK_CUR:
537                         temp_off = file->f_pos + offset;
538                         break;
539                 case SEEK_END:
540                         temp_off = file->f_dentry->d_inode->i_size + offset;
541                         break;
542                 default:
543                         set_errno(EINVAL);
544                         warn("Unknown 'whence' in llseek()!\n");
545                         return -1;
546         }
547         /* make sure the f_pos isn't outside the limits of the existing file.
548          * techincally, if they go too far, we should return EINVAL */
549         temp_off = MAX(MIN(temp_off, file->f_dentry->d_inode->i_size), 0);
550         file->f_pos = temp_off;
551         *ret = temp_off;
552         return 0;
553 }
554
555 /* Fills in the next directory entry (dirent), starting with d_off.  KFS treats
556  * the size of each dirent as 1 byte, which we can get away with since the d_off
557  * is a way of communicating with future calls to readdir (FS-specific).
558  *
559  * Like with read and write, there will be issues with userspace and the *dirent
560  * buf.  TODO: we don't really do anything with userspace concerns here, in part
561  * because memcpy_to doesn't work well.  When we fix how we want to handle the
562  * userbuffers, we can write this accordingly. (UMEM)  */
563 int kfs_readdir(struct file *dir, struct dirent *dirent)
564 {
565         int count = 2;  /* total num dirents, gets incremented in check_entry() */
566         int desired_file = dirent->d_off;
567         bool found = FALSE;
568         struct dentry *subent;
569         struct dentry *dir_d = dir->f_dentry;
570         struct kfs_i_info *k_i_info = (struct kfs_i_info*)dir_d->d_inode->i_fs_info;
571
572         /* how we check inside the for loops below.  moderately ghetto. */
573         void check_entry(void)
574         {
575                 if (count++ == desired_file) {
576                         dirent->d_ino = subent->d_inode->i_ino;
577                         dirent->d_off = count;
578                         dirent->d_reclen = subent->d_name.len;
579                         /* d_name.name is null terminated, the byte after d_name.len */
580                         assert(subent->d_name.len <= MAX_FILENAME_SZ);
581                         strncpy(dirent->d_name, subent->d_name.name, subent->d_name.len +1);
582                         found = TRUE;
583                 }
584         }
585
586         /* Handle . and .. (first two dirents) */
587         if (desired_file == 0) {
588                 dirent->d_ino = dir_d->d_inode->i_ino;
589                 dirent->d_off = 1;
590                 dirent->d_reclen = 1;
591                 strncpy(dirent->d_name, ".", 2);        /* the extra is for the null term */
592                 found = TRUE;
593         } else if (desired_file == 1) {
594                 dirent->d_ino = dir_d->d_parent->d_inode->i_ino;
595                 dirent->d_off = 2;
596                 dirent->d_reclen = 2;
597                 strncpy(dirent->d_name, "..", 3);       /* the extra is for the null term */
598                 found = TRUE;
599         }
600         /* need to check the sub-dirs as well as the sub-"files".  The main
601          * ghetto-ness with this is that we check even though we have our result,
602          * simply to figure out how big our directory is.  It's just not worth
603          * changing at this point. */
604         TAILQ_FOREACH(subent, &dir_d->d_subdirs, d_subdirs_link)
605                 check_entry();
606         TAILQ_FOREACH(subent, &k_i_info->children, d_subdirs_link)
607                 check_entry();
608         if (!found)
609                 return -ENOENT;
610         if (count - 1 == desired_file)          /* found the last dir in the list */
611                 return 0;
612         return 1;                                                       /* normal success for readdir */
613 }
614
615 /* This is called when a VMR is mapping a particular file.  The FS needs to do
616  * whatever it needs so that faults can be handled by read_page(), and handle all
617  * of the cases of MAP_SHARED, MAP_PRIVATE, whatever.  It also needs to ensure
618  * the file is not being mmaped in a way that conflicts with the manner in which
619  * the file was opened or the file type. */
620 int kfs_mmap(struct file *file, struct vm_region *vmr)
621 {
622         if (S_ISREG(file->f_dentry->d_inode->i_mode))
623                 return 0;
624         return -1;
625 }
626
627 /* Called by the VFS while opening the file, which corresponds to inode,  for
628  * the FS to do whatever it needs. */
629 int kfs_open(struct inode *inode, struct file *file)
630 {
631         return 0;
632 }
633
634 /* Called when a file descriptor is closed. */
635 int kfs_flush(struct file *file)
636 {
637         return -1;
638 }
639
640 /* Called when the file is about to be closed (file obj freed) */
641 int kfs_release(struct inode *inode, struct file *file)
642 {
643         return 0;
644 }
645
646 /* Flushes the file's dirty contents to disc */
647 int kfs_fsync(struct file *file, struct dentry *dentry, int datasync)
648 {
649         return -1;
650 }
651
652 /* Traditionally, sleeps until there is file activity.  We probably won't
653  * support this, or we'll handle it differently. */
654 unsigned int kfs_poll(struct file *file, struct poll_table_struct *poll_table)
655 {
656         return -1;
657 }
658
659 /* Reads count bytes from a file, starting from (and modifiying) offset, and
660  * putting the bytes into buffers described by vector */
661 ssize_t kfs_readv(struct file *file, const struct iovec *vector,
662                   unsigned long count, off64_t *offset)
663 {
664         return -1;
665 }
666
667 /* Writes count bytes to a file, starting from (and modifiying) offset, and
668  * taking the bytes from buffers described by vector */
669 ssize_t kfs_writev(struct file *file, const struct iovec *vector,
670                   unsigned long count, off64_t *offset)
671 {
672         return -1;
673 }
674
675 /* Write the contents of file to the page.  Will sort the params later */
676 ssize_t kfs_sendpage(struct file *file, struct page *page, int offset,
677                      size_t size, off64_t pos, int more)
678 {
679         return -1;
680 }
681
682 /* Checks random FS flags.  Used by NFS. */
683 int kfs_check_flags(int flags)
684 { // default, nothing
685         return -1;
686 }
687
688 /* Redeclaration and initialization of the FS ops structures */
689 struct page_map_operations kfs_pm_op = {
690         kfs_readpage,
691 };
692
693 struct super_operations kfs_s_op = {
694         kfs_alloc_inode,
695         kfs_dealloc_inode,
696         kfs_read_inode,
697         kfs_dirty_inode,
698         kfs_write_inode,
699         kfs_put_inode,
700         kfs_drop_inode,
701         kfs_delete_inode,
702         kfs_put_super,
703         kfs_write_super,
704         kfs_sync_fs,
705         kfs_remount_fs,
706         kfs_umount_begin,
707 };
708
709 struct inode_operations kfs_i_op = {
710         kfs_create,
711         kfs_lookup,
712         kfs_link,
713         kfs_unlink,
714         kfs_symlink,
715         kfs_mkdir,
716         kfs_rmdir,
717         kfs_mknod,
718         kfs_rename,
719         kfs_readlink,
720         kfs_truncate,
721         kfs_permission,
722 };
723
724 struct dentry_operations kfs_d_op = {
725         kfs_d_revalidate,
726         kfs_d_hash,
727         kfs_d_compare,
728         kfs_d_delete,
729         kfs_d_release,
730         kfs_d_iput,
731 };
732
733 struct file_operations kfs_f_op_file = {
734         kfs_llseek,
735         generic_file_read,
736         generic_file_write,
737         kfs_readdir,
738         kfs_mmap,
739         kfs_open,
740         kfs_flush,
741         kfs_release,
742         kfs_fsync,
743         kfs_poll,
744         kfs_readv,
745         kfs_writev,
746         kfs_sendpage,
747         kfs_check_flags,
748 };
749
750 struct file_operations kfs_f_op_dir = {
751         kfs_llseek,
752         generic_dir_read,
753         0,
754         kfs_readdir,
755         kfs_mmap,
756         kfs_open,
757         kfs_flush,
758         kfs_release,
759         kfs_fsync,
760         kfs_poll,
761         kfs_readv,
762         kfs_writev,
763         kfs_sendpage,
764         kfs_check_flags,
765 };
766
767 struct file_operations kfs_f_op_sym = {
768         kfs_llseek,
769         generic_file_read,
770         generic_file_write,
771         kfs_readdir,
772         kfs_mmap,
773         kfs_open,
774         kfs_flush,
775         kfs_release,
776         kfs_fsync,
777         kfs_poll,
778         kfs_readv,
779         kfs_writev,
780         kfs_sendpage,
781         kfs_check_flags,
782 };
783
784 /* KFS Specific Internal Functions */
785
786 /* Need to pass path separately, since we'll recurse on it.  TODO: this recurses,
787  * and takes up a lot of stack space (~270 bytes).  Core 0's KSTACK is 8 pages,
788  * which can handle about 120 levels deep...  Other cores are not so fortunate.
789  * Can rework this if it becomes an issue. */
790 static int __add_kfs_entry(struct dentry *parent, char *path,
791                            struct cpio_bin_hdr *c_bhdr)
792 {
793         char *first_slash = strchr(path, '/');  
794         char dir[MAX_FILENAME_SZ + 1];  /* room for the \0 */
795         size_t dirname_sz;                              /* not counting the \0 */
796         struct dentry *dentry = 0;
797         struct inode *inode;
798         int err, retval;
799         char *symname, old_end;                 /* for symlink manipulation */
800
801         if (first_slash) {
802                 /* get the first part, find that dentry, pass in the second part,
803                  * recurse.  this isn't being smart about extra slashes, dots, or
804                  * anything like that. */
805                 dirname_sz = first_slash - path;
806                 assert(dirname_sz <= MAX_FILENAME_SZ);
807                 strncpy(dir, path, dirname_sz);
808                 dir[dirname_sz] = '\0';
809                 printd("Finding DIR %s in dentry %s (start: %p, size %d)\n", dir,
810                        parent->d_name.name, c_bhdr->c_filestart, c_bhdr->c_filesize);
811                 /* Need to create a dentry for the lookup, and fill in the basic nd */
812                 dentry = get_dentry(parent->d_sb, parent, dir);
813                 /* TODO: use a VFS lookup instead, to use the dcache, thought its not a
814                  * big deal since KFS currently pins all metadata. */
815                 dentry = kfs_lookup(parent->d_inode, dentry, 0);
816                 if (!dentry) {
817                         printk("Missing dir in CPIO archive or something, aborting.\n");
818                         return -1;
819                 }
820                 retval = __add_kfs_entry(dentry, first_slash + 1, c_bhdr);
821                 kref_put(&dentry->d_kref);
822                 return retval;
823         } else {
824                 /* no directories left in the path.  add the 'file' to the dentry */
825                 printd("Adding file/dir %s to dentry %s (start: %p, size %d)\n", path,
826                        parent->d_name.name, c_bhdr->c_filestart, c_bhdr->c_filesize);
827                 /* Init the dentry for this path */
828                 dentry = get_dentry(parent->d_sb, parent, path);
829                 // want to test the regular/natural dentry caching paths
830                 //dcache_put(dentry->d_sb, dentry);
831                 /* build the inode */
832                 switch (c_bhdr->c_mode & CPIO_FILE_MASK) {
833                         case (CPIO_DIRECTORY):
834                                 err = create_dir(parent->d_inode, dentry, c_bhdr->c_mode);
835                                 assert(!err);
836                                 break;
837                         case (CPIO_SYMLINK):
838                                 /* writing the '\0' is safe since the next entry is always still
839                                  * in the CPIO (and we are processing sequentially). */
840                                 symname = c_bhdr->c_filestart;
841                                 old_end = symname[c_bhdr->c_filesize];
842                                 symname[c_bhdr->c_filesize] = '\0';
843                                 err = create_symlink(parent->d_inode, dentry, symname,
844                                                      c_bhdr->c_mode & CPIO_PERM_MASK);
845                                 assert(!err);
846                                 symname[c_bhdr->c_filesize] = old_end;
847                                 break;
848                         case (CPIO_REG_FILE):
849                                 err = create_file(parent->d_inode, dentry,
850                                                   c_bhdr->c_mode & CPIO_PERM_MASK);
851                                 assert(!err);
852                                 ((struct kfs_i_info*)dentry->d_inode->i_fs_info)->filestart =
853                                                                                                                 c_bhdr->c_filestart;
854                                 ((struct kfs_i_info*)dentry->d_inode->i_fs_info)->init_size =
855                                                                                                                 c_bhdr->c_filesize;
856                                 break;
857                         default:
858                                 printk("Unknown file type %d in the CPIO!",
859                                        c_bhdr->c_mode & CPIO_FILE_MASK);
860                                 kref_put(&dentry->d_kref);
861                                 return -1;
862                 }
863                 inode = dentry->d_inode;
864                 /* Set other info from the CPIO entry */
865                 inode->i_uid = c_bhdr->c_uid;
866                 inode->i_gid = c_bhdr->c_gid;
867                 inode->i_atime.tv_sec = c_bhdr->c_mtime;
868                 inode->i_ctime.tv_sec = c_bhdr->c_mtime;
869                 inode->i_mtime.tv_sec = c_bhdr->c_mtime;
870                 inode->i_size = c_bhdr->c_filesize;
871                 //inode->i_XXX = c_bhdr->c_dev;                 /* and friends */
872                 inode->i_bdev = 0;                                              /* assuming blockdev? */
873                 inode->i_socket = FALSE;
874                 inode->i_blocks = c_bhdr->c_filesize;   /* blocksize == 1 */
875                 kref_put(&dentry->d_kref);
876         }
877         return 0;
878 }
879
880 /* Adds an entry (from a CPIO archive) to KFS.  This will put all the FS
881  * metadata in memory, instead of having to reparse the entire archive each time
882  * we need to traverse.
883  *
884  * The other option is to just maintain a LL of {FN, FS}, and O(n) scan it.
885  *
886  * The path is a complete path, interpreted from the root of the mount point.
887  * Directories have a size of 0.  so do symlinks, but we don't handle those yet.
888  *
889  * If a directory does not exist for a file, this will return an error.  Don't
890  * use the -depth flag to find when building the CPIO archive, and this won't be
891  * a problem.  (Maybe) */
892 static int add_kfs_entry(struct super_block *sb, struct cpio_bin_hdr *c_bhdr)
893 {
894         char *path = c_bhdr->c_filename;
895         /* Root of the FS, already part of KFS */
896         if (!strcmp(path, "."))
897                 return 0;
898         return __add_kfs_entry(sb->s_mount->mnt_root, path, c_bhdr);
899 }
900
901 void parse_cpio_entries(struct super_block *sb, void *cpio_b)
902 {
903         struct cpio_newc_header *c_hdr = (struct cpio_newc_header*)cpio_b;
904
905         char buf[9] = {0};      /* temp space for strol conversions */
906         size_t namesize = 0;
907         int offset = 0;         /* offset in the cpio archive */
908         struct cpio_bin_hdr *c_bhdr = kmalloc(sizeof(*c_bhdr), 0);
909         memset(c_bhdr, 0, sizeof(*c_bhdr));
910
911         /* read all files and paths */
912         for (; ; c_hdr = (struct cpio_newc_header*)(cpio_b + offset)) {
913                 offset += sizeof(*c_hdr);
914                 if (strncmp(c_hdr->c_magic, "070701", 6)) {
915                         printk("Invalid magic number in CPIO header, aborting.\n");
916                         return;
917                 }
918                 c_bhdr->c_filename = (char*)c_hdr + sizeof(*c_hdr);
919                 namesize = cpio_strntol(buf, c_hdr->c_namesize, 8);
920                 printd("Namesize: %d\n", namesize);
921                 if (!strcmp(c_bhdr->c_filename, "TRAILER!!!"))
922                         break;
923                 c_bhdr->c_ino = cpio_strntol(buf, c_hdr->c_ino, 8);
924                 c_bhdr->c_mode = (int)cpio_strntol(buf, c_hdr->c_mode, 8);
925                 c_bhdr->c_uid = cpio_strntol(buf, c_hdr->c_uid, 8);
926                 c_bhdr->c_gid = cpio_strntol(buf, c_hdr->c_gid, 8);
927                 c_bhdr->c_nlink = (unsigned int)cpio_strntol(buf, c_hdr->c_nlink, 8);
928                 c_bhdr->c_mtime = cpio_strntol(buf, c_hdr->c_mtime, 8);
929                 c_bhdr->c_filesize = cpio_strntol(buf, c_hdr->c_filesize, 8);
930                 c_bhdr->c_dev_maj = cpio_strntol(buf, c_hdr->c_dev_maj, 8);
931                 c_bhdr->c_dev_min = cpio_strntol(buf, c_hdr->c_dev_min, 8);
932                 c_bhdr->c_rdev_maj = cpio_strntol(buf, c_hdr->c_rdev_maj, 8);
933                 c_bhdr->c_rdev_min = cpio_strntol(buf, c_hdr->c_rdev_min, 8);
934                 printd("File: %s: %d Bytes\n", c_bhdr->c_filename, c_bhdr->c_filesize);
935                 offset += namesize;
936                 /* header + name will be padded out to 4-byte alignment */
937                 offset = ROUNDUP(offset, 4);
938                 c_bhdr->c_filestart = cpio_b + offset;
939                 /* make this a function pointer or something */
940                 if (add_kfs_entry(sb, c_bhdr)) {
941                         printk("Failed to add an entry to KFS!\n");
942                         break;
943                 }
944                 offset += c_bhdr->c_filesize;
945                 offset = ROUNDUP(offset, 4);
946                 //printk("offset is %d bytes\n", offset);
947                 c_hdr = (struct cpio_newc_header*)(cpio_b + offset);
948         }
949         kfree(c_bhdr);
950 }