sbin/newfs_msdos/mkfs_msdos.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1998 Robert Nordier
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  12  *    the documentation and/or other materials provided with the
  13  *    distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR(S) ``AS IS'' AND ANY EXPRESS
  16  * OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
  17  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY
  19  * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE
  21  * GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  22  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER
  23  * IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
  24  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN
  25  * IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/param.h>
  29 #include <sys/disklabel32.h>
  30 #include <sys/diskmbr.h>
  31 #include <sys/diskslice.h>
  32 #include <sys/mount.h>
  33 #include <sys/stat.h>
  34 #include <sys/time.h>
  35
  36 #include <machine/ioctl_fd.h>
  37
  38 #include <ctype.h>
  39 #include <disktab.h>
  40 #include <err.h>
  41 #include <errno.h>
  42 #include <fcntl.h>
  43 #include <inttypes.h>
  44 #include <paths.h>
  45 #include <signal.h>
  46 #include <stdio.h>
  47 #include <stdlib.h>
  48 #include <string.h>
  49 #include <time.h>
  50 #include <unistd.h>
  51
  52 #include "mkfs_msdos.h"
  53
  54 #define MAXU16    0xffff        /* maximum unsigned 16-bit quantity */
  55 #define BPN       4             /* bits per nibble */
  56 #define NPB       2             /* nibbles per byte */
  57
  58 #define MINBPS    512           /* minimum bytes per sector */
  59 #define MAXSPC    128           /* maximum sectors per cluster */
  60 #define MAXNFT    16            /* maximum number of FATs */
  61 #define DEFBLK    4096          /* default block size */
  62 #define DEFBLK16  2048          /* default block size FAT16 */
  63 #define DEFRDE    512           /* default root directory entries */
  64 #define RESFTE    2             /* reserved FAT entries */
  65 #define MINCLS12  1U            /* minimum FAT12 clusters */
  66 #define MINCLS16  0xff5U        /* minimum FAT16 clusters */
  67 #define MINCLS32  0xfff5U       /* minimum FAT32 clusters */
  68 #define MAXCLS12  0xff4U        /* maximum FAT12 clusters */
  69 #define MAXCLS16  0xfff4U       /* maximum FAT16 clusters */
  70 #define MAXCLS32  0xffffff4U    /* maximum FAT32 clusters */
  71
  72 #define mincls(fat)  ((fat) == 12 ? MINCLS12 :  \
  73                       (fat) == 16 ? MINCLS16 :  \
  74                                     MINCLS32)
  75
  76 #define maxcls(fat)  ((fat) == 12 ? MAXCLS12 :  \
  77                       (fat) == 16 ? MAXCLS16 :  \
  78                                     MAXCLS32)
  79
  80 #define mk1(p, x)                               \
  81     (p) = (uint8_t)(x)
  82
  83 #define mk2(p, x)                               \
  84     (p)[0] = (uint8_t)(x),                      \
  85     (p)[1] = (uint8_t)((x) >> 010)
  86
  87 #define mk4(p, x)                               \
  88     (p)[0] = (uint8_t)(x),                      \
  89     (p)[1] = (uint8_t)((x) >> 010),             \
  90     (p)[2] = (uint8_t)((x) >> 020),             \
  91     (p)[3] = (uint8_t)((x) >> 030)
  92
  93 struct bs {
  94     uint8_t bsJump[3];                  /* bootstrap entry point */
  95     uint8_t bsOemName[8];               /* OEM name and version */
  96 } __packed;
  97
  98 struct bsbpb {
  99     uint8_t bpbBytesPerSec[2];          /* bytes per sector */
 100     uint8_t bpbSecPerClust;             /* sectors per cluster */
 101     uint8_t bpbResSectors[2];           /* reserved sectors */
 102     uint8_t bpbFATs;                    /* number of FATs */
 103     uint8_t bpbRootDirEnts[2];          /* root directory entries */
 104     uint8_t bpbSectors[2];              /* total sectors */
 105     uint8_t bpbMedia;                   /* media descriptor */
 106     uint8_t bpbFATsecs[2];              /* sectors per FAT */
 107     uint8_t bpbSecPerTrack[2];          /* sectors per track */
 108     uint8_t bpbHeads[2];                /* drive heads */
 109     uint8_t bpbHiddenSecs[4];           /* hidden sectors */
 110     uint8_t bpbHugeSectors[4];          /* big total sectors */
 111 } __packed;
 112
 113 struct bsxbpb {
 114     uint8_t bpbBigFATsecs[4];           /* big sectors per FAT */
 115     uint8_t bpbExtFlags[2];             /* FAT control flags */
 116     uint8_t bpbFSVers[2];               /* file system version */
 117     uint8_t bpbRootClust[4];            /* root directory start cluster */
 118     uint8_t bpbFSInfo[2];               /* file system info sector */
 119     uint8_t bpbBackup[2];               /* backup boot sector */
 120     uint8_t bpbReserved[12];            /* reserved */
 121 } __packed;
 122
 123 struct bsx {
 124     uint8_t exDriveNumber;              /* drive number */
 125     uint8_t exReserved1;                /* reserved */
 126     uint8_t exBootSignature;            /* extended boot signature */
 127     uint8_t exVolumeID[4];              /* volume ID number */
 128     uint8_t exVolumeLabel[11];          /* volume label */
 129     uint8_t exFileSysType[8];           /* file system type */
 130 } __packed;
 131
 132 struct de {
 133     uint8_t deName[11];                 /* name and extension */
 134     uint8_t deAttributes;               /* attributes */
 135     uint8_t rsvd[10];                   /* reserved */
 136     uint8_t deMTime[2];                 /* last-modified time */
 137     uint8_t deMDate[2];                 /* last-modified date */
 138     uint8_t deStartCluster[2];          /* starting cluster */
 139     uint8_t deFileSize[4];              /* size */
 140 } __packed;
 141
 142 struct bpb {
 143     u_int bpbBytesPerSec;               /* bytes per sector */
 144     u_int bpbSecPerClust;               /* sectors per cluster */
 145     u_int bpbResSectors;                /* reserved sectors */
 146     u_int bpbFATs;                      /* number of FATs */
 147     u_int bpbRootDirEnts;               /* root directory entries */
 148     u_int bpbSectors;                   /* total sectors */
 149     u_int bpbMedia;                     /* media descriptor */
 150     u_int bpbFATsecs;                   /* sectors per FAT */
 151     u_int bpbSecPerTrack;               /* sectors per track */
 152     u_int bpbHeads;                     /* drive heads */
 153     u_int bpbHiddenSecs;                /* hidden sectors */
 154     u_int bpbHugeSectors;               /* big total sectors */
 155     u_int bpbBigFATsecs;                /* big sectors per FAT */
 156     u_int bpbRootClust;                 /* root directory start cluster */
 157     u_int bpbFSInfo;                    /* file system info sector */
 158     u_int bpbBackup;                    /* backup boot sector */
 159 };
 160
 161 #define BPBGAP 0, 0, 0, 0, 0, 0
 162
 163 static struct {
 164     const char *name;
 165     struct bpb bpb;
 166 } const stdfmt[] = {
 167     {"160",  {512, 1, 1, 2,  64,  320, 0xfe, 1,  8, 1, BPBGAP}},
 168     {"180",  {512, 1, 1, 2,  64,  360, 0xfc, 2,  9, 1, BPBGAP}},
 169     {"320",  {512, 2, 1, 2, 112,  640, 0xff, 1,  8, 2, BPBGAP}},
 170     {"360",  {512, 2, 1, 2, 112,  720, 0xfd, 2,  9, 2, BPBGAP}},
 171     {"640",  {512, 2, 1, 2, 112, 1280, 0xfb, 2,  8, 2, BPBGAP}},
 172     {"720",  {512, 2, 1, 2, 112, 1440, 0xf9, 3,  9, 2, BPBGAP}},
 173     {"1200", {512, 1, 1, 2, 224, 2400, 0xf9, 7, 15, 2, BPBGAP}},
 174     {"1232", {1024,1, 1, 2, 192, 1232, 0xfe, 2,  8, 2, BPBGAP}},
 175     {"1440", {512, 1, 1, 2, 224, 2880, 0xf0, 9, 18, 2, BPBGAP}},
 176     {"2880", {512, 2, 1, 2, 240, 5760, 0xf0, 9, 36, 2, BPBGAP}}
 177 };
 178
 179 static const uint8_t bootcode[] = {
 180     0xfa,                       /* cli              */
 181     0x31, 0xc0,                 /* xor     ax,ax    */
 182     0x8e, 0xd0,                 /* mov     ss,ax    */
 183     0xbc, 0x00, 0x7c,           /* mov     sp,7c00h */
 184     0xfb,                       /* sti              */
 185     0x8e, 0xd8,                 /* mov     ds,ax    */
 186     0xe8, 0x00, 0x00,           /* call    $ + 3    */
 187     0x5e,                       /* pop     si       */
 188     0x83, 0xc6, 0x19,           /* add     si,+19h  */
 189     0xbb, 0x07, 0x00,           /* mov     bx,0007h */
 190     0xfc,                       /* cld              */
 191     0xac,                       /* lodsb            */
 192     0x84, 0xc0,                 /* test    al,al    */
 193     0x74, 0x06,                 /* jz      $ + 8    */
 194     0xb4, 0x0e,                 /* mov     ah,0eh   */
 195     0xcd, 0x10,                 /* int     10h      */
 196     0xeb, 0xf5,                 /* jmp     $ - 9    */
 197     0x30, 0xe4,                 /* xor     ah,ah    */
 198     0xcd, 0x16,                 /* int     16h      */
 199     0xcd, 0x19,                 /* int     19h      */
 200     0x0d, 0x0a,
 201     'N', 'o', 'n', '-', 's', 'y', 's', 't',
 202     'e', 'm', ' ', 'd', 'i', 's', 'k',
 203     0x0d, 0x0a,
 204     'P', 'r', 'e', 's', 's', ' ', 'a', 'n',
 205     'y', ' ', 'k', 'e', 'y', ' ', 't', 'o',
 206     ' ', 'r', 'e', 'b', 'o', 'o', 't',
 207     0x0d, 0x0a,
 208     0
 209 };
 210
 211 static volatile sig_atomic_t got_siginfo;
 212 static void infohandler(int);
 213
 214 static int check_mounted(const char *, mode_t);
 215 static int getstdfmt(const char *, struct bpb *);
 216 static int getdiskinfo(int, const char *, const char *, int, struct bpb *);
 217 static void print_bpb(struct bpb *);
 218 static int ckgeom(const char *, u_int, const char *);
 219 static void mklabel(uint8_t *, const char *);
 220 static int oklabel(const char *);
 221 static void setstr(uint8_t *, const char *, size_t);
 222
 223 int
 224 mkfs_msdos(const char *fname, const char *dtype, const struct msdos_options *op)
 225 {
 226     char buf[MAXPATHLEN];
 227     struct sigaction si_sa;
 228     struct stat sb;
 229     struct timeval tv;
 230     struct bpb bpb;
 231     struct tm *tm;
 232     struct bs *bs;
 233     struct bsbpb *bsbpb;
 234     struct bsxbpb *bsxbpb;
 235     struct bsx *bsx;
 236     struct de *de;
 237     uint8_t *img;
 238     const char *bname;
 239     ssize_t n;
 240     time_t now;
 241     u_int fat, bss, rds, cls, dir, lsn, x, x1, x2;
 242     u_int extra_res, alignment, saved_x, attempts=0;
 243     bool set_res, set_spf, set_spc;
 244     int fd, fd1, rv;
 245     struct msdos_options o = *op;
 246
 247     img = NULL;
 248     rv = -1;
 249     fd = fd1 = -1;
 250
 251     if (o.block_size && o.sectors_per_cluster) {
 252         warnx("Cannot specify both block size and sectors per cluster");
 253         goto done;
 254     }
 255     if (o.OEM_string && strlen(o.OEM_string) > 8) {
 256         warnx("%s: bad OEM string", o.OEM_string);
 257         goto done;
 258     }
 259     if (o.create_size) {
 260         if (o.no_create) {
 261             warnx("create (-C) is incompatible with -N");
 262             goto done;
 263         }
 264         fd = open(fname, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
 265         if (fd == -1) {
 266             warnx("failed to create %s", fname);
 267             goto done;
 268         }
 269         if (ftruncate(fd, o.create_size)) {
 270             warnx("failed to initialize %jd bytes", (intmax_t)o.create_size);
 271             goto done;
 272         }
 273     } else if ((fd = open(fname, o.no_create ? O_RDONLY : O_RDWR)) == -1) {
 274         warn("%s", fname);
 275         goto done;
 276     }
 277     if (fstat(fd, &sb)) {
 278         warn("%s", fname);
 279         goto done;
 280     }
 281     if (o.create_size) {
 282         if (!S_ISREG(sb.st_mode))
 283             warnx("warning, %s is not a regular file", fname);
 284     } else {
 285         if (!S_ISCHR(sb.st_mode))
 286             warnx("warning, %s is not a character device", fname);
 287     }
 288     if (!o.no_create)
 289         if (check_mounted(fname, sb.st_mode) == -1)
 290             goto done;
 291     if (o.offset && o.offset != lseek(fd, o.offset, SEEK_SET)) {
 292         warnx("cannot seek to %jd", (intmax_t)o.offset);
 293         goto done;
 294     }
 295     memset(&bpb, 0, sizeof(bpb));
 296     if (o.floppy) {
 297         if (getstdfmt(o.floppy, &bpb) == -1)
 298             goto done;
 299         bpb.bpbHugeSectors = bpb.bpbSectors;
 300         bpb.bpbSectors = 0;
 301         bpb.bpbBigFATsecs = bpb.bpbFATsecs;
 302         bpb.bpbFATsecs = 0;
 303     }
 304     if (o.drive_heads)
 305         bpb.bpbHeads = o.drive_heads;
 306     if (o.sectors_per_track)
 307         bpb.bpbSecPerTrack = o.sectors_per_track;
 308     if (o.bytes_per_sector)
 309         bpb.bpbBytesPerSec = o.bytes_per_sector;
 310     if (o.size)
 311         bpb.bpbHugeSectors = o.size;
 312     if (o.hidden_sectors_set)
 313         bpb.bpbHiddenSecs = o.hidden_sectors;
 314     if (!(o.floppy || (o.drive_heads && o.sectors_per_track &&
 315         o.bytes_per_sector && o.size && o.hidden_sectors_set))) {
 316         getdiskinfo(fd, fname, dtype, o.hidden_sectors_set, &bpb);
 317         bpb.bpbHugeSectors -= (o.offset / bpb.bpbBytesPerSec);
 318         if (bpb.bpbSecPerClust == 0) {  /* set defaults */
 319             if (bpb.bpbHugeSectors <= 6000)     /* about 3MB -> 512 bytes */
 320                 bpb.bpbSecPerClust = 1;
 321             else if (bpb.bpbHugeSectors <= (1<<17)) /* 64M -> 4k */
 322                 bpb.bpbSecPerClust = 8;
 323             else if (bpb.bpbHugeSectors <= (1<<19)) /* 256M -> 8k */
 324                 bpb.bpbSecPerClust = 16;
 325             else if (bpb.bpbHugeSectors <= (1<<21)) /* 1G -> 16k */
 326                 bpb.bpbSecPerClust = 32;
 327             else
 328                 bpb.bpbSecPerClust = 64;                /* otherwise 32k */
 329         }
 330     }
 331     if (!powerof2(bpb.bpbBytesPerSec)) {
 332         warnx("bytes/sector (%u) is not a power of 2", bpb.bpbBytesPerSec);
 333         goto done;
 334     }
 335     if (bpb.bpbBytesPerSec < MINBPS) {
 336         warnx("bytes/sector (%u) is too small; minimum is %u",
 337              bpb.bpbBytesPerSec, MINBPS);
 338         goto done;
 339     }
 340
 341     if (o.volume_label && !oklabel(o.volume_label)) {
 342         warnx("%s: bad volume label", o.volume_label);
 343         goto done;
 344     }
 345     if (!(fat = o.fat_type)) {
 346         if (o.floppy)
 347             fat = 12;
 348         else if (!o.directory_entries && (o.info_sector || o.backup_sector))
 349             fat = 32;
 350     }
 351     if ((fat == 32 && o.directory_entries) ||
 352         (fat != 32 && (o.info_sector || o.backup_sector))) {
 353         warnx("-%c is not a legal FAT%s option",
 354              fat == 32 ? 'e' : o.info_sector ? 'i' : 'k',
 355              fat == 32 ? "32" : "12/16");
 356         goto done;
 357     }
 358     if (o.floppy && fat == 32)
 359         bpb.bpbRootDirEnts = 0;
 360     if (fat != 0 && fat != 12 && fat != 16 && fat != 32) {
 361         warnx("%d: bad FAT type", fat);
 362         goto done;
 363     }
 364
 365     if (o.block_size) {
 366         if (!powerof2(o.block_size)) {
 367             warnx("block size (%u) is not a power of 2", o.block_size);
 368             goto done;
 369         }
 370         if (o.block_size < bpb.bpbBytesPerSec) {
 371             warnx("block size (%u) is too small; minimum is %u",
 372                  o.block_size, bpb.bpbBytesPerSec);
 373             goto done;
 374         }
 375         if (o.block_size > bpb.bpbBytesPerSec * MAXSPC) {
 376             warnx("block size (%u) is too large; maximum is %u",
 377                  o.block_size, bpb.bpbBytesPerSec * MAXSPC);
 378             goto done;
 379         }
 380         bpb.bpbSecPerClust = o.block_size / bpb.bpbBytesPerSec;
 381     }
 382     if (o.sectors_per_cluster) {
 383         if (!powerof2(o.sectors_per_cluster)) {
 384             warnx("sectors/cluster (%u) is not a power of 2",
 385                 o.sectors_per_cluster);
 386             goto done;
 387         }
 388         bpb.bpbSecPerClust = o.sectors_per_cluster;
 389     }
 390     if (o.reserved_sectors)
 391         bpb.bpbResSectors = o.reserved_sectors;
 392     if (o.num_FAT) {
 393         if (o.num_FAT > MAXNFT) {
 394             warnx("number of FATs (%u) is too large; maximum is %u",
 395                  o.num_FAT, MAXNFT);
 396             goto done;
 397         }
 398         bpb.bpbFATs = o.num_FAT;
 399     }
 400     if (o.directory_entries)
 401         bpb.bpbRootDirEnts = o.directory_entries;
 402     if (o.media_descriptor_set) {
 403         if (o.media_descriptor < 0xf0) {
 404             warnx("illegal media descriptor (%#x)", o.media_descriptor);
 405             goto done;
 406         }
 407         bpb.bpbMedia = o.media_descriptor;
 408     }
 409     if (o.sectors_per_fat)
 410         bpb.bpbBigFATsecs = o.sectors_per_fat;
 411     if (o.info_sector)
 412         bpb.bpbFSInfo = o.info_sector;
 413     if (o.backup_sector)
 414         bpb.bpbBackup = o.backup_sector;
 415     bss = 1;
 416     bname = NULL;
 417     fd1 = -1;
 418     if (o.bootstrap) {
 419         bname = o.bootstrap;
 420         if (!strchr(bname, '/')) {
 421             snprintf(buf, sizeof(buf), "/boot/%s", bname);
 422             if (!(bname = strdup(buf))) {
 423                 warn(NULL);
 424                 goto done;
 425             }
 426         }
 427         if ((fd1 = open(bname, O_RDONLY)) == -1 || fstat(fd1, &sb)) {
 428             warn("%s", bname);
 429             goto done;
 430         }
 431         if (!S_ISREG(sb.st_mode) || sb.st_size % bpb.bpbBytesPerSec ||
 432             sb.st_size < bpb.bpbBytesPerSec ||
 433             sb.st_size > bpb.bpbBytesPerSec * MAXU16) {
 434             warnx("%s: inappropriate file type or format", bname);
 435             goto done;
 436         }
 437         bss = sb.st_size / bpb.bpbBytesPerSec;
 438     }
 439     if (!bpb.bpbFATs)
 440         bpb.bpbFATs = 2;
 441     if (!fat) {
 442         if (bpb.bpbHugeSectors < (bpb.bpbResSectors ? bpb.bpbResSectors : bss) +
 443             howmany((RESFTE + (bpb.bpbSecPerClust ? MINCLS16 : MAXCLS12 + 1)) *
 444                 (bpb.bpbSecPerClust ? 16 : 12) / BPN,
 445                 bpb.bpbBytesPerSec * NPB) *
 446             bpb.bpbFATs +
 447             howmany(bpb.bpbRootDirEnts ? bpb.bpbRootDirEnts : DEFRDE,
 448                     bpb.bpbBytesPerSec / sizeof(struct de)) +
 449             (bpb.bpbSecPerClust ? MINCLS16 : MAXCLS12 + 1) *
 450             (bpb.bpbSecPerClust ? bpb.bpbSecPerClust :
 451              howmany(DEFBLK, bpb.bpbBytesPerSec)))
 452             fat = 12;
 453         else if (bpb.bpbRootDirEnts || bpb.bpbHugeSectors <
 454                  (bpb.bpbResSectors ? bpb.bpbResSectors : bss) +
 455                  howmany((RESFTE + MAXCLS16) * 2, bpb.bpbBytesPerSec) *
 456                  bpb.bpbFATs +
 457                  howmany(DEFRDE, bpb.bpbBytesPerSec / sizeof(struct de)) +
 458                  (MAXCLS16 + 1) *
 459                  (bpb.bpbSecPerClust ? bpb.bpbSecPerClust :
 460                   howmany(8192, bpb.bpbBytesPerSec)))
 461             fat = 16;
 462         else
 463             fat = 32;
 464     }
 465     x = bss;
 466     if (fat == 32) {
 467         if (!bpb.bpbFSInfo) {
 468             if (x == MAXU16 || x == bpb.bpbBackup) {
 469                 warnx("no room for info sector");
 470                 goto done;
 471             }
 472             bpb.bpbFSInfo = x;
 473         }
 474         if (bpb.bpbFSInfo != MAXU16 && x <= bpb.bpbFSInfo)
 475             x = bpb.bpbFSInfo + 1;
 476         if (!bpb.bpbBackup) {
 477             if (x == MAXU16) {
 478                 warnx("no room for backup sector");
 479                 goto done;
 480             }
 481             bpb.bpbBackup = x;
 482         } else if (bpb.bpbBackup != MAXU16 && bpb.bpbBackup == bpb.bpbFSInfo) {
 483             warnx("backup sector would overwrite info sector");
 484             goto done;
 485         }
 486         if (bpb.bpbBackup != MAXU16 && x <= bpb.bpbBackup)
 487             x = bpb.bpbBackup + 1;
 488     }
 489
 490     extra_res = 0;
 491     alignment = 0;
 492     set_res = (bpb.bpbResSectors == 0);
 493     set_spf = (bpb.bpbBigFATsecs == 0);
 494     set_spc = (bpb.bpbSecPerClust == 0);
 495     saved_x = x;
 496
 497     /*
 498      * Attempt to align the root directory to cluster if o.align is set.
 499      * This is done by padding with reserved blocks. Note that this can
 500      * cause other factors to change, which can in turn change the alignment.
 501      * This should take at most 2 iterations, as increasing the reserved
 502      * amount may cause the FAT size to decrease by 1, requiring another
 503      * bpbFATs reserved blocks. If bpbSecPerClust changes, it will
 504      * be half of its previous size, and thus will not throw off alignment.
 505      */
 506     do {
 507         x = saved_x;
 508         if (set_res)
 509             bpb.bpbResSectors = ((fat == 32) ?
 510                 MAX(x, MAX(16384 / bpb.bpbBytesPerSec, 4)) : x) + extra_res;
 511         else if (bpb.bpbResSectors < x) {
 512             warnx("too few reserved sectors (need %d have %d)", x,
 513                 bpb.bpbResSectors);
 514             goto done;
 515         }
 516         if (fat != 32 && !bpb.bpbRootDirEnts)
 517             bpb.bpbRootDirEnts = DEFRDE;
 518         rds = howmany(bpb.bpbRootDirEnts,
 519             bpb.bpbBytesPerSec / sizeof(struct de));
 520         if (set_spc) {
 521             for (bpb.bpbSecPerClust = howmany(fat == 16 ? DEFBLK16 :
 522                     DEFBLK, bpb.bpbBytesPerSec);
 523                 bpb.bpbSecPerClust < MAXSPC && (bpb.bpbResSectors +
 524                     howmany((RESFTE + maxcls(fat)) * (fat / BPN),
 525                         bpb.bpbBytesPerSec * NPB) * bpb.bpbFATs +
 526                     rds +
 527                     (u_int64_t) (maxcls(fat) + 1) * bpb.bpbSecPerClust) <=
 528                     bpb.bpbHugeSectors;
 529                 bpb.bpbSecPerClust <<= 1)
 530                     continue;
 531
 532         }
 533         if (fat != 32 && bpb.bpbBigFATsecs > MAXU16) {
 534             warnx("too many sectors/FAT for FAT12/16");
 535             goto done;
 536         }
 537         x1 = bpb.bpbResSectors + rds;
 538         x = bpb.bpbBigFATsecs ? bpb.bpbBigFATsecs : 1;
 539         if (x1 + (u_int64_t)x * bpb.bpbFATs > bpb.bpbHugeSectors) {
 540             warnx("meta data exceeds file system size");
 541             goto done;
 542         }
 543         x1 += x * bpb.bpbFATs;
 544         x = (u_int64_t)(bpb.bpbHugeSectors - x1) * bpb.bpbBytesPerSec * NPB /
 545             (bpb.bpbSecPerClust * bpb.bpbBytesPerSec * NPB +
 546             fat / BPN * bpb.bpbFATs);
 547         x2 = howmany((RESFTE + MIN(x, maxcls(fat))) * (fat / BPN),
 548             bpb.bpbBytesPerSec * NPB);
 549         if (set_spf) {
 550             if (bpb.bpbBigFATsecs == 0)
 551                 bpb.bpbBigFATsecs = x2;
 552             x1 += (bpb.bpbBigFATsecs - 1) * bpb.bpbFATs;
 553         }
 554         if (set_res) {
 555             /* attempt to align root directory */
 556             alignment = (bpb.bpbResSectors + bpb.bpbBigFATsecs * bpb.bpbFATs) %
 557                 bpb.bpbSecPerClust;
 558             if (o.align)
 559                 extra_res += bpb.bpbSecPerClust - alignment;
 560         }
 561         attempts++;
 562     } while (o.align && alignment != 0 && attempts < 2);
 563     if (o.align && alignment != 0)
 564         warnx("warning: Alignment failed.");
 565
 566     cls = (bpb.bpbHugeSectors - x1) / bpb.bpbSecPerClust;
 567     x = (uint64_t)bpb.bpbBigFATsecs * bpb.bpbBytesPerSec * NPB / (fat / BPN) -
 568         RESFTE;
 569     if (cls > x)
 570         cls = x;
 571     if (bpb.bpbBigFATsecs < x2)
 572         warnx("warning: sectors/FAT limits file system to %u clusters",
 573               cls);
 574     if (cls < mincls(fat)) {
 575         warnx("%u clusters too few clusters for FAT%u, need %u", cls, fat,
 576             mincls(fat));
 577         goto done;
 578     }
 579     if (cls > maxcls(fat)) {
 580         cls = maxcls(fat);
 581         bpb.bpbHugeSectors = x1 + (cls + 1) * bpb.bpbSecPerClust - 1;
 582         warnx("warning: FAT type limits file system to %u sectors",
 583               bpb.bpbHugeSectors);
 584     }
 585     printf("%s: %u sector%s in %u FAT%u cluster%s "
 586            "(%u bytes/cluster)\n", fname, cls * bpb.bpbSecPerClust,
 587            cls * bpb.bpbSecPerClust == 1 ? "" : "s", cls, fat,
 588            cls == 1 ? "" : "s", bpb.bpbBytesPerSec * bpb.bpbSecPerClust);
 589     if (!bpb.bpbMedia)
 590         bpb.bpbMedia = !bpb.bpbHiddenSecs ? 0xf0 : 0xf8;
 591     if (fat == 32)
 592         bpb.bpbRootClust = RESFTE;
 593     if (bpb.bpbHugeSectors <= MAXU16) {
 594         bpb.bpbSectors = bpb.bpbHugeSectors;
 595         bpb.bpbHugeSectors = 0;
 596     }
 597     if (fat != 32) {
 598         bpb.bpbFATsecs = bpb.bpbBigFATsecs;
 599         bpb.bpbBigFATsecs = 0;
 600     }
 601     print_bpb(&bpb);
 602     if (!o.no_create) {
 603         if (o.timestamp_set) {
 604             tv.tv_sec = now = o.timestamp;
 605             tv.tv_usec = 0;
 606             tm = gmtime(&now);
 607         } else {
 608             gettimeofday(&tv, NULL);
 609             now = tv.tv_sec;
 610             tm = localtime(&now);
 611         }
 612
 613         if (!(img = malloc(bpb.bpbBytesPerSec))) {
 614             warn(NULL);
 615             goto done;
 616         }
 617         dir = bpb.bpbResSectors + (bpb.bpbFATsecs ? bpb.bpbFATsecs :
 618                                    bpb.bpbBigFATsecs) * bpb.bpbFATs;
 619         memset(&si_sa, 0, sizeof(si_sa));
 620         si_sa.sa_handler = infohandler;
 621         if (sigaction(SIGINFO, &si_sa, NULL) == -1) {
 622             warn("sigaction SIGINFO");
 623             goto done;
 624         }
 625         for (lsn = 0; lsn < dir + (fat == 32 ? bpb.bpbSecPerClust : rds); lsn++) {
 626             if (got_siginfo) {
 627                     fprintf(stderr,"%s: writing sector %u of %u (%u%%)\n",
 628                         fname, lsn,
 629                         (dir + (fat == 32 ? bpb.bpbSecPerClust: rds)),
 630                         (lsn * 100) / (dir +
 631                             (fat == 32 ? bpb.bpbSecPerClust: rds)));
 632                     got_siginfo = 0;
 633             }
 634             x = lsn;
 635             if (o.bootstrap &&
 636                 fat == 32 && bpb.bpbBackup != MAXU16 &&
 637                 bss <= bpb.bpbBackup && x >= bpb.bpbBackup) {
 638                 x -= bpb.bpbBackup;
 639                 if (!x && lseek(fd1, o.offset, SEEK_SET)) {
 640                     warn("%s", bname);
 641                     goto done;
 642                 }
 643             }
 644             if (o.bootstrap && x < bss) {
 645                 if ((n = read(fd1, img, bpb.bpbBytesPerSec)) == -1) {
 646                     warn("%s", bname);
 647                     goto done;
 648                 }
 649                 if ((unsigned)n != bpb.bpbBytesPerSec) {
 650                     warnx("%s: can't read sector %u", bname, x);
 651                     goto done;
 652                 }
 653             } else
 654                 memset(img, 0, bpb.bpbBytesPerSec);
 655             if (!lsn ||
 656                 (fat == 32 && bpb.bpbBackup != MAXU16 &&
 657                  lsn == bpb.bpbBackup)) {
 658                 x1 = sizeof(struct bs);
 659                 bsbpb = (struct bsbpb *)(img + x1);
 660                 mk2(bsbpb->bpbBytesPerSec, bpb.bpbBytesPerSec);
 661                 mk1(bsbpb->bpbSecPerClust, bpb.bpbSecPerClust);
 662                 mk2(bsbpb->bpbResSectors, bpb.bpbResSectors);
 663                 mk1(bsbpb->bpbFATs, bpb.bpbFATs);
 664                 mk2(bsbpb->bpbRootDirEnts, bpb.bpbRootDirEnts);
 665                 mk2(bsbpb->bpbSectors, bpb.bpbSectors);
 666                 mk1(bsbpb->bpbMedia, bpb.bpbMedia);
 667                 mk2(bsbpb->bpbFATsecs, bpb.bpbFATsecs);
 668                 mk2(bsbpb->bpbSecPerTrack, bpb.bpbSecPerTrack);
 669                 mk2(bsbpb->bpbHeads, bpb.bpbHeads);
 670                 mk4(bsbpb->bpbHiddenSecs, bpb.bpbHiddenSecs);
 671                 mk4(bsbpb->bpbHugeSectors, bpb.bpbHugeSectors);
 672                 x1 += sizeof(struct bsbpb);
 673                 if (fat == 32) {
 674                     bsxbpb = (struct bsxbpb *)(img + x1);
 675                     mk4(bsxbpb->bpbBigFATsecs, bpb.bpbBigFATsecs);
 676                     mk2(bsxbpb->bpbExtFlags, 0);
 677                     mk2(bsxbpb->bpbFSVers, 0);
 678                     mk4(bsxbpb->bpbRootClust, bpb.bpbRootClust);
 679                     mk2(bsxbpb->bpbFSInfo, bpb.bpbFSInfo);
 680                     mk2(bsxbpb->bpbBackup, bpb.bpbBackup);
 681                     x1 += sizeof(struct bsxbpb);
 682                 }
 683                 bsx = (struct bsx *)(img + x1);
 684                 mk1(bsx->exBootSignature, 0x29);
 685                 if (o.volume_id_set)
 686                     x = o.volume_id;
 687                 else
 688                     x = (((u_int)(1 + tm->tm_mon) << 8 |
 689                           (u_int)tm->tm_mday) +
 690                          ((u_int)tm->tm_sec << 8 |
 691                           (u_int)(tv.tv_usec / 10))) << 16 |
 692                         ((u_int)(1900 + tm->tm_year) +
 693                          ((u_int)tm->tm_hour << 8 |
 694                           (u_int)tm->tm_min));
 695                 mk4(bsx->exVolumeID, x);
 696                 mklabel(bsx->exVolumeLabel, o.volume_label ? o.volume_label : "NO NAME");
 697                 snprintf(buf, sizeof(buf), "FAT%u", fat);
 698                 setstr(bsx->exFileSysType, buf, sizeof(bsx->exFileSysType));
 699                 if (!o.bootstrap) {
 700                     x1 += sizeof(struct bsx);
 701                     bs = (struct bs *)img;
 702                     mk1(bs->bsJump[0], 0xeb);
 703                     mk1(bs->bsJump[1], x1 - 2);
 704                     mk1(bs->bsJump[2], 0x90);
 705                     setstr(bs->bsOemName, o.OEM_string ? o.OEM_string : "BSD4.4  ",
 706                            sizeof(bs->bsOemName));
 707                     memcpy(img + x1, bootcode, sizeof(bootcode));
 708                     mk2(img + MINBPS - 2, DOSMAGIC);
 709                 }
 710             } else if (fat == 32 && bpb.bpbFSInfo != MAXU16 &&
 711                        (lsn == bpb.bpbFSInfo ||
 712                         (bpb.bpbBackup != MAXU16 &&
 713                          lsn == bpb.bpbBackup + bpb.bpbFSInfo))) {
 714                 mk4(img, 0x41615252);
 715                 mk4(img + MINBPS - 28, 0x61417272);
 716                 mk4(img + MINBPS - 24, 0xffffffff);
 717                 mk4(img + MINBPS - 20, 0xffffffff);
 718                 mk2(img + MINBPS - 2, DOSMAGIC);
 719             } else if (lsn >= bpb.bpbResSectors && lsn < dir &&
 720                        !((lsn - bpb.bpbResSectors) %
 721                          (bpb.bpbFATsecs ? bpb.bpbFATsecs :
 722                           bpb.bpbBigFATsecs))) {
 723                 mk1(img[0], bpb.bpbMedia);
 724                 for (x = 1; x < fat * (fat == 32 ? 3 : 2) / 8; x++)
 725                     mk1(img[x], fat == 32 && x % 4 == 3 ? 0x0f : 0xff);
 726             } else if (lsn == dir && o.volume_label) {
 727                 de = (struct de *)img;
 728                 mklabel(de->deName, o.volume_label);
 729                 mk1(de->deAttributes, 050);
 730                 x = (u_int)tm->tm_hour << 11 |
 731                     (u_int)tm->tm_min << 5 |
 732                     (u_int)tm->tm_sec >> 1;
 733                 mk2(de->deMTime, x);
 734                 x = (u_int)(tm->tm_year - 80) << 9 |
 735                     (u_int)(tm->tm_mon + 1) << 5 |
 736                     (u_int)tm->tm_mday;
 737                 mk2(de->deMDate, x);
 738             }
 739             if ((n = write(fd, img, bpb.bpbBytesPerSec)) == -1) {
 740                 warn("%s", fname);
 741                 goto done;
 742             }
 743             if ((unsigned)n != bpb.bpbBytesPerSec) {
 744                 warnx("%s: can't write sector %u", fname, lsn);
 745                 goto done;
 746             }
 747         }
 748     }
 749     rv = 0;
 750 done:
 751     free(img);
 752     if (fd != -1)
 753             close(fd);
 754     if (fd1 != -1)
 755             close(fd1);
 756
 757     return rv;
 758 }
 759
 760 /*
 761  * return -1 with error if file system is mounted.
 762  */
 763 static int
 764 check_mounted(const char *fname, mode_t mode)
 765 {
 766     struct statfs *mp;
 767     const char *s1, *s2;
 768     size_t len;
 769     int n, r;
 770
 771     if (!(n = getmntinfo(&mp, MNT_NOWAIT))) {
 772         warn("getmntinfo");
 773         return -1;
 774     }
 775     len = strlen(_PATH_DEV);
 776     s1 = fname;
 777     if (!strncmp(s1, _PATH_DEV, len))
 778         s1 += len;
 779     r = S_ISCHR(mode) && s1 != fname && *s1 == 'r';
 780     for (; n--; mp++) {
 781         s2 = mp->f_mntfromname;
 782         if (!strncmp(s2, _PATH_DEV, len))
 783             s2 += len;
 784         if ((r && s2 != mp->f_mntfromname && !strcmp(s1 + 1, s2)) ||
 785             !strcmp(s1, s2)) {
 786             warnx("%s is mounted on %s", fname, mp->f_mntonname);
 787             return -1;
 788         }
 789     }
 790     return 0;
 791 }
 792
 793 /*
 794  * Get a standard format.
 795  */
 796 static int
 797 getstdfmt(const char *fmt, struct bpb *bpb)
 798 {
 799     u_int x, i;
 800
 801     x = NELEM(stdfmt);
 802     for (i = 0; i < x && strcmp(fmt, stdfmt[i].name); i++);
 803     if (i == x) {
 804         warnx("%s: unknown standard format", fmt);
 805         return -1;
 806     }
 807     *bpb = stdfmt[i].bpb;
 808     return 0;
 809 }
 810
 811 /*
 812  * Get disk slice, partition, and geometry information.
 813  */
 814 static int
 815 getdiskinfo(int fd, const char *fname, const char *dtype, __unused int oflag,
 816             struct bpb *bpb)
 817 {
 818     struct disklabel32 *lp, dlp;
 819     struct fd_type type;
 820     struct partinfo pi;
 821     off_t ms = 0, hs = 0;
 822
 823     lp = NULL;
 824
 825     /* If the user specified a disk type, try to use that */
 826     if (dtype != NULL) {
 827         lp = getdiskbyname(dtype);
 828     }
 829
 830     /* Maybe it's a floppy drive */
 831     if (lp == NULL) {
 832         if (ioctl(fd, DIOCGPART, &pi) == -1) {
 833             struct stat st;
 834
 835             if (fstat(fd, &st))
 836                 err(1, "cannot get disk size");
 837             /* create a fake geometry for a file image */
 838             ms = st.st_size;
 839             dlp.d_secsize = 512;
 840             dlp.d_nsectors = 63;
 841             dlp.d_ntracks = 255;
 842             dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
 843             lp = &dlp;
 844         } else if (ioctl(fd, FD_GTYPE, &type) != -1) {
 845             ms = pi.media_size;
 846             dlp.d_secsize = 128 << type.secsize;
 847             dlp.d_nsectors = type.sectrac;
 848             dlp.d_ntracks = type.heads;
 849             dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
 850             lp = &dlp;
 851         } else {
 852             ms = pi.media_size;
 853         }
 854     }
 855
 856     /* Maybe it's a fixed drive */
 857     if (lp == NULL) {
 858         if (ioctl(fd, DIOCGPART, &pi) == - 1)
 859             err(1, "cannot get disk information");
 860         dlp.d_secsize = pi.media_blksize;
 861         dlp.d_nsectors = pi.d_secpertrack;
 862         dlp.d_ntracks = pi.d_nheads;
 863         if (bpb->bpbBytesPerSec)
 864             dlp.d_secsize = bpb->bpbBytesPerSec;
 865
 866         dlp.d_secperunit = ms / dlp.d_secsize;
 867
 868         hs = (ms / dlp.d_secsize) - dlp.d_secperunit;
 869         lp = &dlp;
 870     }
 871
 872     if (bpb->bpbBytesPerSec == 0) {
 873         if (ckgeom(fname, lp->d_secsize, "bytes/sector") == -1)
 874             return -1;
 875         bpb->bpbBytesPerSec = lp->d_secsize;
 876     }
 877     if (bpb->bpbSecPerTrack == 0) {
 878         if (ckgeom(fname, lp->d_nsectors, "sectors/track") == -1)
 879             return -1;
 880         bpb->bpbSecPerTrack = lp->d_nsectors;
 881     }
 882     if (bpb->bpbHeads == 0) {
 883         if (ckgeom(fname, lp->d_ntracks, "drive heads") == -1)
 884             return -1;
 885         bpb->bpbHeads = lp->d_ntracks;
 886     }
 887     if (bpb->bpbHugeSectors == 0)
 888         bpb->bpbHugeSectors = lp->d_secperunit;
 889     if (bpb->bpbHiddenSecs == 0)
 890         bpb->bpbHiddenSecs = hs;
 891     return 0;
 892 }
 893
 894 /*
 895  * Print out BPB values.
 896  */
 897 static void
 898 print_bpb(struct bpb *bpb)
 899 {
 900     printf("BytesPerSec=%u SecPerClust=%u ResSectors=%u FATs=%u",
 901            bpb->bpbBytesPerSec, bpb->bpbSecPerClust, bpb->bpbResSectors,
 902            bpb->bpbFATs);
 903     if (bpb->bpbRootDirEnts)
 904         printf(" RootDirEnts=%u", bpb->bpbRootDirEnts);
 905     if (bpb->bpbSectors)
 906         printf(" Sectors=%u", bpb->bpbSectors);
 907     printf(" Media=%#x", bpb->bpbMedia);
 908     if (bpb->bpbFATsecs)
 909         printf(" FATsecs=%u", bpb->bpbFATsecs);
 910     printf(" SecPerTrack=%u Heads=%u HiddenSecs=%u", bpb->bpbSecPerTrack,
 911            bpb->bpbHeads, bpb->bpbHiddenSecs);
 912     if (bpb->bpbHugeSectors)
 913         printf(" HugeSectors=%u", bpb->bpbHugeSectors);
 914     if (!bpb->bpbFATsecs) {
 915         printf(" FATsecs=%u RootCluster=%u", bpb->bpbBigFATsecs,
 916                bpb->bpbRootClust);
 917         printf(" FSInfo=");
 918         printf(bpb->bpbFSInfo == MAXU16 ? "%#x" : "%u", bpb->bpbFSInfo);
 919         printf(" Backup=");
 920         printf(bpb->bpbBackup == MAXU16 ? "%#x" : "%u", bpb->bpbBackup);
 921     }
 922     printf("\n");
 923 }
 924
 925 /*
 926  * Check a disk geometry value.
 927  */
 928 static int
 929 ckgeom(const char *fname, u_int val, const char *msg)
 930 {
 931     if (!val) {
 932         warnx("%s: no default %s", fname, msg);
 933         return -1;
 934     }
 935     if (val > MAXU16) {
 936         warnx("%s: illegal %s %d", fname, msg, val);
 937         return -1;
 938     }
 939     return 0;
 940 }
 941
 942 /*
 943  * Check a volume label.
 944  */
 945 static int
 946 oklabel(const char *src)
 947 {
 948     int c, i;
 949
 950     for (i = 0; i <= 11; i++) {
 951         c = (u_char)*src++;
 952         if (c < ' ' + !i || strchr("\"*+,./:;<=>?[\\]|", c))
 953             break;
 954     }
 955     return i && !c;
 956 }
 957
 958 /*
 959  * Make a volume label.
 960  */
 961 static void
 962 mklabel(uint8_t *dest, const char *src)
 963 {
 964     int c, i;
 965
 966     for (i = 0; i < 11; i++) {
 967         c = *src ? toupper(*src++) : ' ';
 968         *dest++ = !i && c == '\xe5' ? 5 : c;
 969     }
 970 }
 971
 972 /*
 973  * Copy string, padding with spaces.
 974  */
 975 static void
 976 setstr(uint8_t *dest, const char *src, size_t len)
 977 {
 978     while (len--)
 979         *dest++ = *src ? *src++ : ' ';
 980 }
 981
 982 static void
 983 infohandler(int sig __unused)
 984 {
 985
 986         got_siginfo = 1;
 987 }