KernelLand/Kernel/include/vfs.h

   1 /*
   2  * Acess2
   3  * VFS Common Header
   4  */
   5 /**
   6  * \file vfs.h
   7  * \brief Acess VFS Layer
   8  *
   9  * The Acess Virtual File System (VFS) provides abstraction of multiple
  10  * physical filesystems, network storage and devices (both hardware and
  11  * virtual) to the user.
  12  *
  13  * The core of the VFS is the concept of a \ref tVFS_Node "VFS Node".
  14  * A VFS Node represents a "file" in the VFS tree, this can be any sort
  15  * of file (an ordinary file, a directory, a symbolic link or a device)
  16  * depending on the bits set in the \ref tVFS_Node.Flags Flags field.
  17  * - For more information see "VFS Node Flags"
  18  */
  19 #ifndef _VFS_H
  20 #define _VFS_H
  21
  22 #include <acess.h>
  23 #include <mutex.h>
  24
  25 /**
  26  * \brief Thread list datatype for VFS_Select
  27  */
  28 typedef struct sVFS_SelectList  tVFS_SelectList;
  29
  30 typedef struct sVFS_NodeType    tVFS_NodeType;
  31
  32 /**
  33  * \name tVFS_Node Flags
  34  * \brief Flag values for tVFS_Node.Flags
  35  * \{
  36  */
  37 //! \todo Is this still needed
  38 #define VFS_FFLAG_READONLY      0x01    //!< Readonly File
  39 /**
  40  * \brief Directory Flag
  41  *
  42  * This flag marks the tVFS_Node as describing a directory, and says
  43  * that the tVFS_Node.FindDir, tVFS_Node.ReadDir, tVFS_Node.MkNod and
  44  * tVFS_Node.Relink function pointers are valid.
  45  * For a directory the tVFS_Node.Size field contains the number of files
  46  * within the directory, or -1 for undetermined.
  47  */
  48 #define VFS_FFLAG_DIRECTORY     0x02
  49 /**
  50  * \brief Symbolic Link Flag
  51  *
  52  * Marks a file as a symbolic link
  53  */
  54 #define VFS_FFLAG_SYMLINK       0x04
  55 /**
  56  * \brief Set User ID Flag
  57  *
  58  * Allows an executable file to change it's executing user to the file's
  59  * owner.
  60  * In the case of a directory, it means that all immediate children will
  61  * inherit the UID of the parent.
  62  */
  63 #define VFS_FFLAG_SETUID        0x08
  64 /**
  65  * \brief Set Group ID Flag
  66  *
  67  * Allows an executable file to change it's executing group to the file's
  68  * owning group.
  69  * In the case of a directory, it means that all immediate children will
  70  * inherit the GID of the parent.
  71  */
  72 #define VFS_FFLAG_SETGID        0x10
  73
  74 /**
  75  * \brief "Don't do Write-Back" Flag
  76  *
  77  * Stops the VFS from calling tVFS_Node.Write on dirty pages when a region
  78  * is unmapped. Nice for read-only files and memory-only files (or
  79  * pseudo-readonly filesystems)
  80  */
  81 #define VFS_FFLAG_NOWRITEBACK   0x1000
  82
  83 /**
  84  * \brief "Dirty Metadata" Flag
  85  *
  86  * Indicates that the node's metadata has been altered since the flag was last
  87  * cleared. Tells the driver that it should update the inode at the next flush.
  88  */
  89 #define VFS_FFLAG_DIRTY         0x8000
  90 /**
  91  * \}
  92  */
  93
  94 /**
  95  * \brief Represents a node (file or directory) in the VFS tree
  96  *
  97  * This structure provides the VFS with the functions required to read/write
  98  * the file (or directory) that it represents.
  99  */
 100 typedef struct sVFS_Node
 101 {
 102         /**
 103          * \brief Functions associated with the node
 104          */
 105         tVFS_NodeType   *Type;
 106
 107         /**
 108          * \name Identifiers
 109          * \brief Fields used by the driver to identify what data this node
 110          *        corresponds to.
 111          * \{
 112          */
 113         Uint64  Inode;  //!< Inode ID - Must identify the node uniquely if tVFS_Driver.GetNodeFromINode is non-NULL
 114         Uint    ImplInt;        //!< Implementation Usable Integer
 115         void    *ImplPtr;       //!< Implementation Usable Pointer
 116         /**
 117          * \}
 118          */
 119
 120         /**
 121          * \name Node State
 122          * \brief Stores the misc information about the node
 123          * \{
 124          */
 125          int    ReferenceCount; //!< Number of times the node is used
 126
 127         Uint64  Size;   //!< File Size
 128
 129         Uint32  Flags;  //!< File Flags
 130
 131         /**
 132          * \brief Pointer to cached data (FS Specific)
 133          * \note The Inode_* functions will free when the node is uncached
 134          *       this if needed
 135          */
 136         void    *Data;
 137
 138         /**
 139          * \brief Node mutex
 140          * \note Provided for the Filesystem driver's use
 141          */
 142         tMutex  Lock;
 143
 144         /**
 145          * \}
 146          */
 147
 148         /**
 149          * \name Times
 150          * \{
 151          */
 152         tTime   ATime;  //!< Last Accessed Time
 153         tTime   MTime;  //!< Last Modified Time
 154         tTime   CTime;  //!< Creation Time
 155         /**
 156          * \}
 157          */
 158
 159         /**
 160          * \name Access control
 161          * \{
 162          */
 163         tUID    UID;    //!< ID of Owning User
 164         tGID    GID;    //!< ID of Owning Group
 165
 166          int    NumACLs;        //!< Number of ACL entries
 167         tVFS_ACL        *ACLs;  //!< Access Controll List pointer
 168         /**
 169          * \}
 170          */
 171
 172         /**
 173          * \name VFS_Select() fields
 174          * \note Used by the VFS internals, drivers should use VFS_Mark*
 175          * \{
 176          */
 177          int    DataAvaliable;
 178         tVFS_SelectList *ReadThreads;   //!< Threads waiting to read
 179          int    BufferFull;
 180         tVFS_SelectList *WriteThreads;  //!< Threads waiting to write
 181          int    ErrorOccurred;
 182         tVFS_SelectList *ErrorThreads;  //!< Threads waiting for an error
 183         /**
 184          * \}
 185          */
 186
 187         /**
 188          * \name VFS_MMap() fields
 189          * \{
 190          */
 191         void    *MMapInfo;
 192         /**
 193          * \}
 194          */
 195 } tVFS_Node;
 196
 197 /**
 198  * \name tVFS_NodeType.FindDir Flags
 199  * \brief
 200  * \{
 201  */
 202 //\! Attempt non-blocking IO
 203 #define VFS_IOFLAG_NOBLOCK      0x001
 204 /**
 205  * \}
 206  */
 207
 208 /**
 209  * \name tVFS_NodeType.FindDir Flags
 210  * \brief
 211  * \{
 212  */
 213 //\! Call was triggered by VFS_Stat (as opposed to open)
 214 #define VFS_FDIRFLAG_STAT       0x001
 215 /**
 216  * \}
 217  */
 218
 219 /**
 220  * \brief Functions for a specific node type
 221  */
 222 struct sVFS_NodeType
 223 {
 224         /**
 225          * \brief Debug name for the type
 226          */
 227         const char      *TypeName;
 228
 229         /**
 230          * \name Common Functions
 231          * \brief Functions that are used no matter the value of .Flags
 232          * \{
 233          */
 234         /**
 235          * \brief Reference the node
 236          * \param Node Pointer to this node
 237          */
 238         void    (*Reference)(struct sVFS_Node *Node);
 239         /**
 240          * \brief Close (dereference) the node
 241          * \param Node  Pointer to this node
 242          *
 243          * Usually .Close is used to write any changes to the node back to
 244          * the persistent storage.
 245          */
 246         void    (*Close)(struct sVFS_Node *Node);
 247
 248         /**
 249          * \brief Send an IO Control
 250          * \param Node  Pointer to this node
 251          * \param Id    IOCtl call number
 252          * \param Data  Pointer to data to pass to the driver
 253          * \return Implementation defined
 254          */
 255          int    (*IOCtl)(struct sVFS_Node *Node, int Id, void *Data);
 256
 257         /**
 258          * \}
 259          */
 260
 261         /**
 262          * \name Buffer Functions
 263          * \brief Functions for accessing a buffer-type file (normal file or
 264          *        symbolic link)
 265          * \{
 266          */
 267
 268         /**
 269          * \brief Read from the file
 270          * \param Node  Pointer to this node
 271          * \param Offset        Byte offset in the file
 272          * \param Length        Number of bytes to read
 273          * \param Buffer        Destination for read data
 274          * \return Number of bytes read
 275          */
 276         size_t  (*Read)(struct sVFS_Node *Node, off_t Offset, size_t Length, void *Buffer, Uint Flags);
 277         /**
 278          * \brief Write to the file
 279          * \param Node  Pointer to this node
 280          * \param Offset        Byte offser in the file
 281          * \param Length        Number of bytes to write
 282          * \param Buffer        Source of written data
 283          * \return Number of bytes read
 284          */
 285         size_t  (*Write)(struct sVFS_Node *Node, off_t Offset, size_t Length, const void *Buffer, Uint Flags);
 286
 287         /**
 288          * \brief Map a region of a file into memory
 289          * \param Node  Pointer to this node
 290          * \param Offset        Start of the region (page aligned)
 291          * \param Length        Length of the region (page aligned)
 292          * \param Dest  Location to which to map
 293          * \return Boolean Failure
 294          * \note If NULL, the VFS implements it using .Read
 295          */
 296          int    (*MMap)(struct sVFS_Node *Node, off_t Offset, int Length, void *Dest);
 297
 298         /**
 299          * \}
 300          */
 301
 302         /**
 303          * \name Directory Functions
 304          * \{
 305          */
 306         /**
 307          * \brief Find an directory entry by name
 308          * \param Node  Pointer to this node
 309          * \param Name  Name of the file wanted
 310          * \return Pointer to the requested node or NULL if it cannot be found
 311          * \note The node returned must be accessable until tVFS_NodeType::Close
 312          *       is called and ReferenceCount reaches zero.
 313          */
 314         struct sVFS_Node        *(*FindDir)(struct sVFS_Node *Node, const char *Name, Uint Flags);
 315
 316         /**
 317          * \brief Read from a directory
 318          * \param Node  Pointer to this node
 319          * \param Pos   Offset in the directory
 320          * \param Dest  Destination for filename
 321          * \return Zero on success, negative on error or +ve for ignore entry
 322          */
 323          int    (*ReadDir)(struct sVFS_Node *Node, int Pos, char Dest[FILENAME_MAX]);
 324
 325         /**
 326          * \brief Create a node in a directory
 327          * \param Node  Pointer to this node
 328          * \param Name  Name of the new child
 329          * \param Flags Flags to apply to the new child (directory or symlink)
 330          * \return Created node or NULL on error
 331          */
 332         tVFS_Node       *(*MkNod)(struct sVFS_Node *Node, const char *Name, Uint Mode);
 333
 334         /**
 335          * \brief Relink (Rename/Remove) a file/directory
 336          * \param Node  Pointer to this node
 337          * \param OldName       Name of the item to move/delete
 338          * \return Zero on Success, non-zero on error (see errno.h)
 339          */
 340          int    (*Unlink)(struct sVFS_Node *Node, const char *OldName);
 341
 342         /**
 343          * \brief Link a node to a name
 344          * \param Node  Pointer to this node (directory)
 345          * \param NewName       Name for the new link
 346          * \param Child Node to create a new link to
 347          * \return Zero on success, non-zero on error (see errno.h)
 348          */
 349          int    (*Link)(struct sVFS_Node *Node, const char *NewName, struct sVFS_Node *Child);
 350
 351          /**
 352           * \}
 353           */
 354 };
 355
 356 /**
 357  * \brief VFS Driver (Filesystem) Definition
 358  */
 359 typedef struct sVFS_Driver
 360 {
 361         /**
 362          * \brief Unique Identifier for this filesystem type
 363          */
 364         const char      *Name;
 365         /**
 366          * \brief Flags applying to this driver
 367          */
 368         Uint    Flags;
 369
 370         /**
 371          * \brief Detect if a volume is accessible using this driver
 372          * \return Boolean success (with higher numbers being higher priority)
 373          *
 374          * E.g. FAT would return 1 as it's the lowest common denominator while ext2 might return 2,
 375          * because it can be embedded in a FAT volume (and is a more fully featured filesystem).
 376          */
 377          int    (*Detect)(int FD);
 378
 379         /**
 380          * \brief Callback to mount a device
 381          */
 382         tVFS_Node       *(*InitDevice)(const char *Device, const char **Options);
 383         /**
 384          * \brief Callback to unmount a device
 385          */
 386         void    (*Unmount)(tVFS_Node *Node);
 387         /**
 388          * \brief Retrieve a VFS node from an inode
 389          */
 390         tVFS_Node       *(*GetNodeFromINode)(tVFS_Node *RootNode, Uint64 InodeValue);
 391         /**
 392          * \brief Used internally (next driver in the chain)
 393          */
 394         struct sVFS_Driver      *Next;
 395 } tVFS_Driver;
 396
 397 // === GLOBALS ===
 398 //! \brief Maximum number of elements that can be skipped in one return
 399 #define VFS_MAXSKIP     ((void*)1024)
 400 //! \brief Skip a single entry in readdir
 401 #define VFS_SKIP        ((void*)1)
 402 //! \brief Skip \a n entries in readdir
 403 #define VFS_SKIPN(n)    ((void*)(n))
 404
 405 extern tVFS_Node        NULLNode;       //!< NULL VFS Node (Ignored/Skipped)
 406 /**
 407  * \name Static ACLs
 408  * \brief Simple ACLs to aid writing drivers
 409  * \{
 410  */
 411 extern tVFS_ACL gVFS_ACL_EveryoneRWX;   //!< Everyone Read/Write/Execute
 412 extern tVFS_ACL gVFS_ACL_EveryoneRW;    //!< Everyone Read/Write
 413 extern tVFS_ACL gVFS_ACL_EveryoneRX;    //!< Everyone Read/Execute
 414 extern tVFS_ACL gVFS_ACL_EveryoneRO;    //!< Everyone Read only
 415 /**
 416  * \}
 417  */
 418
 419 // === FUNCTIONS ===
 420 /**
 421  * \fn int VFS_AddDriver(tVFS_Driver *Info)
 422  * \brief Registers the driver with the DevFS layer
 423  * \param Info  Driver information structure
 424  */
 425 extern int      VFS_AddDriver(tVFS_Driver *Info);
 426 /**
 427  * \brief Get the information structure of a driver given its name
 428  * \param Name  Name of filesystem driver to find
 429  */
 430 extern tVFS_Driver      *VFS_GetFSByName(const char *Name);
 431
 432
 433 /**
 434  * \brief Prepare a node for use
 435  */
 436 extern void     VFS_InitNode(tVFS_Node *Node);
 437
 438 /**
 439  * \brief Clean up a node, ready for deletion
 440  * \note This should ALWAYS be called before a node is freed, as it
 441  *       cleans up VFS internal structures.
 442  */
 443 extern void     VFS_CleanupNode(tVFS_Node *Node);
 444
 445 /**
 446  * \fn tVFS_ACL *VFS_UnixToAcessACL(Uint Mode, Uint Owner, Uint Group)
 447  * \brief Transforms Unix Permssions into Acess ACLs
 448  * \param Mode  Unix RWXrwxRWX mask
 449  * \param Owner UID of the file's owner
 450  * \param Group GID of the file's owning group
 451  * \return An array of 3 Acess ACLs
 452  */
 453 extern tVFS_ACL *VFS_UnixToAcessACL(Uint Mode, Uint Owner, Uint Group);
 454
 455 /**
 456  * \brief Flags fro \a TypeFlag of VFS_SelectNode
 457  * \{
 458  */
 459 #define VFS_SELECT_READ 0x01
 460 #define VFS_SELECT_WRITE        0x02
 461 #define VFS_SELECT_ERROR        0x04
 462 /**
 463  * \}
 464  */
 465
 466 /**
 467  * \brief Wait for an event on a node
 468  * \param Node  Node to wait on
 469  * \param Type  Type of wait
 470  * \param Timeout       Time to wait (NULL for infinite wait)
 471  * \param Name  Name to show in debug output
 472  * \return Number of nodes that actioned (0 or 1)
 473  */
 474 extern int      VFS_SelectNode(tVFS_Node *Node, int Type, tTime *Timeout, const char *Name);
 475
 476 /**
 477  * \brief Change the full flag on a node
 478  */
 479 extern int      VFS_MarkFull(tVFS_Node *Node, BOOL IsBufferFull);
 480 /**
 481  * \brief Alter the space avaliable flag on a node
 482  */
 483 extern int      VFS_MarkAvaliable(tVFS_Node *Node, BOOL IsDataAvaliable);
 484 /**
 485  * \brief Alter the error flags on a node
 486  */
 487 extern int      VFS_MarkError(tVFS_Node *Node, BOOL IsErrorState);
 488
 489 // --- Node Cache --
 490 /**
 491  * \name Node Cache
 492  * \brief Functions to allow a node to be cached in memory by the VFS
 493  *
 494  * These functions store a node for the driver, to prevent it from having
 495  * to re-generate the node on each call to FindDir. It also allows for
 496  * fast cleanup when a filesystem is unmounted.
 497  * \{
 498  */
 499
 500 typedef struct sInodeCache      tInodeCache;
 501
 502 typedef void    (*tInode_CleanUpNode)(tVFS_Node *Node);
 503
 504 /**
 505  * \fn int Inode_GetHandle(void)
 506  * \brief Gets a unique handle to the Node Cache
 507  * \return A unique handle for use for the rest of the Inode_* functions
 508  */
 509 extern tInodeCache      *Inode_GetHandle(tInode_CleanUpNode CleanUpNode);
 510 /**
 511  * \fn tVFS_Node *Inode_GetCache(int Handle, Uint64 Inode)
 512  * \brief Gets an inode from the node cache
 513  * \param Handle        A handle returned by Inode_GetHandle()
 514  * \param Inode Value of the Inode field of the ::tVFS_Node you want
 515  * \return A pointer to the cached node
 516  */
 517 extern tVFS_Node        *Inode_GetCache(tInodeCache *Handle, Uint64 Inode);
 518 /**
 519  * \fn tVFS_Node *Inode_CacheNode(int Handle, tVFS_Node *Node)
 520  * \brief Caches a node in the Node Cache
 521  * \param Handle        A handle returned by Inode_GetHandle()
 522  * \param Node  A pointer to the node to be cached (a copy is taken)
 523  * \return A pointer to the node in the node cache
 524  */
 525 extern tVFS_Node        *Inode_CacheNode(tInodeCache *Handle, tVFS_Node *Node);
 526 extern tVFS_Node        *Inode_CacheNodeEx(tInodeCache *Handle, tVFS_Node *Node, size_t Size);
 527 /**
 528  * \fn int Inode_UncacheNode(int Handle, Uint64 Inode)
 529  * \brief Dereferences (and removes if needed) a node from the cache
 530  * \param Handle        A handle returned by Inode_GetHandle()
 531  * \param Inode Value of the Inode field of the ::tVFS_Node you want to remove
 532  * \return -1: Error (not present), 0: Not freed, 1: Freed
 533  */
 534 extern int      Inode_UncacheNode(tInodeCache *Handle, Uint64 Inode);
 535 /**
 536  * \fn void Inode_ClearCache(int Handle)
 537  * \brief Clears the cache for a handle
 538  * \param Handle        A handle returned by Inode_GetHandle()
 539  */
 540 extern void     Inode_ClearCache(tInodeCache *Handle);
 541
 542 /**
 543  * \}
 544  */
 545
 546 #endif