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  * \brief Functions for a specific node type
 199  */
 200 struct sVFS_NodeType
 201 {
 202         /**
 203          * \brief Debug name for the type
 204          */
 205         const char      *TypeName;
 206
 207         /**
 208          * \name Common Functions
 209          * \brief Functions that are used no matter the value of .Flags
 210          * \{
 211          */
 212         /**
 213          * \brief Reference the node
 214          * \param Node Pointer to this node
 215          */
 216         void    (*Reference)(struct sVFS_Node *Node);
 217         /**
 218          * \brief Close (dereference) the node
 219          * \param Node  Pointer to this node
 220          *
 221          * Usually .Close is used to write any changes to the node back to
 222          * the persistent storage.
 223          */
 224         void    (*Close)(struct sVFS_Node *Node);
 225
 226         /**
 227          * \brief Send an IO Control
 228          * \param Node  Pointer to this node
 229          * \param Id    IOCtl call number
 230          * \param Data  Pointer to data to pass to the driver
 231          * \return Implementation defined
 232          */
 233          int    (*IOCtl)(struct sVFS_Node *Node, int Id, void *Data);
 234
 235         /**
 236          * \}
 237          */
 238
 239         /**
 240          * \name Buffer Functions
 241          * \brief Functions for accessing a buffer-type file (normal file or
 242          *        symbolic link)
 243          * \{
 244          */
 245
 246         /**
 247          * \brief Read from the file
 248          * \param Node  Pointer to this node
 249          * \param Offset        Byte offset in the file
 250          * \param Length        Number of bytes to read
 251          * \param Buffer        Destination for read data
 252          * \return Number of bytes read
 253          */
 254         size_t  (*Read)(struct sVFS_Node *Node, off_t Offset, size_t Length, void *Buffer);
 255         /**
 256          * \brief Write to the file
 257          * \param Node  Pointer to this node
 258          * \param Offset        Byte offser in the file
 259          * \param Length        Number of bytes to write
 260          * \param Buffer        Source of written data
 261          * \return Number of bytes read
 262          */
 263         size_t  (*Write)(struct sVFS_Node *Node, off_t Offset, size_t Length, const void *Buffer);
 264
 265         /**
 266          * \brief Map a region of a file into memory
 267          * \param Node  Pointer to this node
 268          * \param Offset        Start of the region (page aligned)
 269          * \param Length        Length of the region (page aligned)
 270          * \param Dest  Location to which to map
 271          * \return Boolean Failure
 272          * \note If NULL, the VFS implements it using .Read
 273          */
 274          int    (*MMap)(struct sVFS_Node *Node, off_t Offset, int Length, void *Dest);
 275
 276         /**
 277          * \}
 278          */
 279
 280         /**
 281          * \name Directory Functions
 282          * \{
 283          */
 284         /**
 285          * \brief Find an directory entry by name
 286          * \param Node  Pointer to this node
 287          * \param Name  Name of the file wanted
 288          * \return Pointer to the requested node or NULL if it cannot be found
 289          * \note The node returned must be accessable until ::tVFS_Node.Close
 290          *       is called and ReferenceCount reaches zero.
 291          */
 292         struct sVFS_Node        *(*FindDir)(struct sVFS_Node *Node, const char *Name);
 293
 294         /**
 295          * \brief Read from a directory
 296          * \param Node  Pointer to this node
 297          * \param Pos   Offset in the directory
 298          * \param Dest  Destination for filename
 299          * \return Zero on success, negative on error or +ve for ignore entry
 300          */
 301          int    (*ReadDir)(struct sVFS_Node *Node, int Pos, char Dest[FILENAME_MAX]);
 302
 303         /**
 304          * \brief Create a node in a directory
 305          * \param Node  Pointer to this node
 306          * \param Name  Name of the new child
 307          * \param Flags Flags to apply to the new child (directory or symlink)
 308          * \return Created node or NULL on error
 309          */
 310         tVFS_Node       *(*MkNod)(struct sVFS_Node *Node, const char *Name, Uint Flags);
 311
 312         /**
 313          * \brief Relink (Rename/Remove) a file/directory
 314          * \param Node  Pointer to this node
 315          * \param OldName       Name of the item to move/delete
 316          * \return Zero on Success, non-zero on error (see errno.h)
 317          */
 318          int    (*Unlink)(struct sVFS_Node *Node, const char *OldName);
 319
 320         /**
 321          * \brief Link a node to a name
 322          * \param Node  Pointer to this node (directory)
 323          * \param NewName       Name for the new link
 324          * \param Child Node to create a new link to
 325          * \return Zero on success, non-zero on error (see errno.h)
 326          */
 327          int    (*Link)(struct sVFS_Node *Node, const char *NewName, struct sVFS_Node *Child);
 328
 329          /**
 330           * \}
 331           */
 332 };
 333
 334 /**
 335  * \brief VFS Driver (Filesystem) Definition
 336  */
 337 typedef struct sVFS_Driver
 338 {
 339         /**
 340          * \brief Unique Identifier for this filesystem type
 341          */
 342         const char      *Name;
 343         /**
 344          * \brief Flags applying to this driver
 345          */
 346         Uint    Flags;
 347
 348         /**
 349          * \brief Detect if a volume is accessible using this driver
 350          * \return Boolean success (with higher numbers being higher priority)
 351          *
 352          * E.g. FAT would return 1 as it's the lowest common denominator while ext2 might return 2,
 353          * because it can be embedded in a FAT volume (and is a more fully featured filesystem).
 354          */
 355          int    (*Detect)(int FD);
 356
 357         /**
 358          * \brief Callback to mount a device
 359          */
 360         tVFS_Node       *(*InitDevice)(const char *Device, const char **Options);
 361         /**
 362          * \brief Callback to unmount a device
 363          */
 364         void    (*Unmount)(tVFS_Node *Node);
 365         /**
 366          * \brief Retrieve a VFS node from an inode
 367          */
 368         tVFS_Node       *(*GetNodeFromINode)(tVFS_Node *RootNode, Uint64 InodeValue);
 369         /**
 370          * \brief Used internally (next driver in the chain)
 371          */
 372         struct sVFS_Driver      *Next;
 373 } tVFS_Driver;
 374
 375 // === GLOBALS ===
 376 //! \brief Maximum number of elements that can be skipped in one return
 377 #define VFS_MAXSKIP     ((void*)1024)
 378 //! \brief Skip a single entry in readdir
 379 #define VFS_SKIP        ((void*)1)
 380 //! \brief Skip \a n entries in readdir
 381 #define VFS_SKIPN(n)    ((void*)(n))
 382
 383 extern tVFS_Node        NULLNode;       //!< NULL VFS Node (Ignored/Skipped)
 384 /**
 385  * \name Static ACLs
 386  * \brief Simple ACLs to aid writing drivers
 387  * \{
 388  */
 389 extern tVFS_ACL gVFS_ACL_EveryoneRWX;   //!< Everyone Read/Write/Execute
 390 extern tVFS_ACL gVFS_ACL_EveryoneRW;    //!< Everyone Read/Write
 391 extern tVFS_ACL gVFS_ACL_EveryoneRX;    //!< Everyone Read/Execute
 392 extern tVFS_ACL gVFS_ACL_EveryoneRO;    //!< Everyone Read only
 393 /**
 394  * \}
 395  */
 396
 397 // === FUNCTIONS ===
 398 /**
 399  * \fn int VFS_AddDriver(tVFS_Driver *Info)
 400  * \brief Registers the driver with the DevFS layer
 401  * \param Info  Driver information structure
 402  */
 403 extern int      VFS_AddDriver(tVFS_Driver *Info);
 404 /**
 405  * \brief Get the information structure of a driver given its name
 406  * \param Name  Name of filesystem driver to find
 407  */
 408 extern tVFS_Driver      *VFS_GetFSByName(const char *Name);
 409
 410
 411 /**
 412  * \brief Prepare a node for use
 413  */
 414 extern void     VFS_InitNode(tVFS_Node *Node);
 415
 416 /**
 417  * \brief Clean up a node, ready for deletion
 418  * \note This should ALWAYS be called before a node is freed, as it
 419  *       cleans up VFS internal structures.
 420  */
 421 extern void     VFS_CleanupNode(tVFS_Node *Node);
 422
 423 /**
 424  * \fn tVFS_ACL *VFS_UnixToAcessACL(Uint Mode, Uint Owner, Uint Group)
 425  * \brief Transforms Unix Permssions into Acess ACLs
 426  * \param Mode  Unix RWXrwxRWX mask
 427  * \param Owner UID of the file's owner
 428  * \param Group GID of the file's owning group
 429  * \return An array of 3 Acess ACLs
 430  */
 431 extern tVFS_ACL *VFS_UnixToAcessACL(Uint Mode, Uint Owner, Uint Group);
 432
 433 /**
 434  * \brief Flags fro \a TypeFlag of VFS_SelectNode
 435  * \{
 436  */
 437 #define VFS_SELECT_READ 0x01
 438 #define VFS_SELECT_WRITE        0x02
 439 #define VFS_SELECT_ERROR        0x04
 440 /**
 441  * \}
 442  */
 443
 444 /**
 445  * \brief Wait for an event on a node
 446  * \param Node  Node to wait on
 447  * \param Type  Type of wait
 448  * \param Timeout       Time to wait (NULL for infinite wait)
 449  * \param Name  Name to show in debug output
 450  * \return Number of nodes that actioned (0 or 1)
 451  */
 452 extern int      VFS_SelectNode(tVFS_Node *Node, int Type, tTime *Timeout, const char *Name);
 453
 454 /**
 455  * \brief Change the full flag on a node
 456  */
 457 extern int      VFS_MarkFull(tVFS_Node *Node, BOOL IsBufferFull);
 458 /**
 459  * \brief Alter the space avaliable flag on a node
 460  */
 461 extern int      VFS_MarkAvaliable(tVFS_Node *Node, BOOL IsDataAvaliable);
 462 /**
 463  * \brief Alter the error flags on a node
 464  */
 465 extern int      VFS_MarkError(tVFS_Node *Node, BOOL IsErrorState);
 466
 467 // --- Node Cache --
 468 /**
 469  * \name Node Cache
 470  * \brief Functions to allow a node to be cached in memory by the VFS
 471  *
 472  * These functions store a node for the driver, to prevent it from having
 473  * to re-generate the node on each call to FindDir. It also allows for
 474  * fast cleanup when a filesystem is unmounted.
 475  * \{
 476  */
 477 /**
 478  * \fn int Inode_GetHandle(void)
 479  * \brief Gets a unique handle to the Node Cache
 480  * \return A unique handle for use for the rest of the Inode_* functions
 481  */
 482 extern int      Inode_GetHandle(void);
 483 /**
 484  * \fn tVFS_Node *Inode_GetCache(int Handle, Uint64 Inode)
 485  * \brief Gets an inode from the node cache
 486  * \param Handle        A handle returned by Inode_GetHandle()
 487  * \param Inode Value of the Inode field of the ::tVFS_Node you want
 488  * \return A pointer to the cached node
 489  */
 490 extern tVFS_Node        *Inode_GetCache(int Handle, Uint64 Inode);
 491 /**
 492  * \fn tVFS_Node *Inode_CacheNode(int Handle, tVFS_Node *Node)
 493  * \brief Caches a node in the Node Cache
 494  * \param Handle        A handle returned by Inode_GetHandle()
 495  * \param Node  A pointer to the node to be cached (a copy is taken)
 496  * \return A pointer to the node in the node cache
 497  */
 498 extern tVFS_Node        *Inode_CacheNode(int Handle, tVFS_Node *Node);
 499 /**
 500  * \fn int Inode_UncacheNode(int Handle, Uint64 Inode)
 501  * \brief Dereferences (and removes if needed) a node from the cache
 502  * \param Handle        A handle returned by Inode_GetHandle()
 503  * \param Inode Value of the Inode field of the ::tVFS_Node you want to remove
 504  * \return -1: Error (not present), 0: Not freed, 1: Freed
 505  */
 506 extern int      Inode_UncacheNode(int Handle, Uint64 Inode);
 507 /**
 508  * \fn void Inode_ClearCache(int Handle)
 509  * \brief Clears the cache for a handle
 510  * \param Handle        A handle returned by Inode_GetHandle()
 511  */
 512 extern void     Inode_ClearCache(int Handle);
 513
 514 /**
 515  * \}
 516  */
 517
 518 #endif