feat: twifs - pseudo file system for lunaix kernel state exposure
[lunaix-os.git] / lunaix-os / kernel / fs / vfs.c
index 09539c9a4c95147224e789c2a84ea8354269cca5..4640dbdae9e6eecba67c87c9844d22aab0f463ea 100644 (file)
@@ -1,7 +1,9 @@
 #include <klibc/string.h>
 #include <lunaix/fs.h>
 #include <lunaix/mm/cake.h>
+#include <lunaix/mm/page.h>
 #include <lunaix/mm/valloc.h>
+#include <lunaix/spike.h>
 
 #define PATH_DELIM '/'
 #define DNODE_HASHTABLE_BITS 10
 #define DNODE_HASH_MASK (DNODE_HASHTABLE_SIZE - 1)
 #define DNODE_HASHBITS (32 - DNODE_HASHTABLE_BITS)
 
-#define VFS_ETOOLONG -1
-#define VFS_ENOFS -2
-
 static struct cake_pile* dnode_pile;
 static struct cake_pile* inode_pile;
+static struct cake_pile* file_pile;
 static struct cake_pile* superblock_pile;
-static struct cake_pile* name_pile;
 
 static struct v_superblock* root_sb;
 static struct hbucket* dnode_cache;
@@ -23,32 +22,32 @@ static struct hbucket* dnode_cache;
 static int fs_id = 0;
 
 struct v_dnode*
-__new_dnode();
+vfs_d_alloc();
 
 void
-__free_dnode(struct v_dnode* dnode);
+vfs_d_free(struct v_dnode* dnode);
 
 struct v_superblock*
-__new_superblock();
+vfs_sb_alloc();
 
 void
-__free_superblock(struct v_superblock* sb);
+vfs_sb_free(struct v_superblock* sb);
 
 void
 vfs_init()
 {
-    // 为他们专门创建一个蛋糕堆,而不使用valloc,这样我们可以最小化内碎片的产生
-    dnode_pile = cake_new_pile("dnode", sizeof(struct v_dnode), 1, 0);
-    inode_pile = cake_new_pile("inode", sizeof(struct v_inode), 1, 0);
-    name_pile = cake_new_pile("dname", VFS_NAME_MAXLEN, 1, 0);
+    // 为他们专门创建一个蛋糕堆,而不使用valloc,这样我们可以最小化内碎片的产生
+    dnode_pile = cake_new_pile("dnode_cache", sizeof(struct v_dnode), 1, 0);
+    inode_pile = cake_new_pile("inode_cache", sizeof(struct v_inode), 1, 0);
+    inode_pile = cake_new_pile("file_cache", sizeof(struct v_file), 1, 0);
     superblock_pile =
-      cake_new_pile("superblock", sizeof(struct v_superblock), 1, 0);
+      cake_new_pile("sb_cache", sizeof(struct v_superblock), 1, 0);
 
     dnode_cache = valloc(DNODE_HASHTABLE_SIZE * sizeof(struct hbucket));
 
     // 挂载Lunaix的根文件系统,TwiFS!
     struct filesystem* rootfs = fsm_get("twifs");
-    root_sb = __new_superblock();
+    root_sb = vfs_sb_alloc();
     rootfs->mount(root_sb, NULL);
 }
 
@@ -85,13 +84,20 @@ vfs_dcache_add(struct v_dnode* parent, struct v_dnode* dnode)
 }
 
 int
-vfs_walk(struct v_dnode* start, const char* path, struct v_dnode** dentry)
+vfs_walk(struct v_dnode* start,
+         const char* path,
+         struct v_dnode** dentry,
+         int walk_options)
 {
     int errno = 0;
     int i = 0, j = 0;
 
     if (path[0] == PATH_DELIM) {
-        start = start->super_block->root;
+        if ((walk_options & VFS_WALK_FSRELATIVE)) {
+            start = start->super_block->root;
+        } else {
+            start = root_sb->root;
+        }
         i++;
     }
 
@@ -101,34 +107,59 @@ vfs_walk(struct v_dnode* start, const char* path, struct v_dnode** dentry)
     char name_content[VFS_NAME_MAXLEN];
     struct hstr name = HSTR(name_content, 0);
 
-    char current, lookahead;
-    do {
-        current = path[i++];
+    char current = path[i++], lookahead;
+    while (current) {
         lookahead = path[i++];
         if (current != PATH_DELIM) {
             if (j >= VFS_NAME_MAXLEN - 1) {
-                errno = VFS_ETOOLONG;
-                goto error;
+                return VFS_ETOOLONG;
+            }
+            if (!VFS_VALID_CHAR(current)) {
+                return VFS_EINVLD;
             }
             name_content[j++] = current;
             if (lookahead) {
-                continue;
+                goto cont;
             }
         }
 
+        // handling cases like /^.*(\/+).*$/
+        if (lookahead == PATH_DELIM) {
+            goto cont;
+        }
+
         name_content[j] = 0;
-        hstr_rehash(&name, 32);
+        hstr_rehash(&name, HSTR_FULL_HASH);
 
         dnode = vfs_dcache_lookup(current_level, &name);
 
         if (!dnode) {
-            dnode = __new_dnode();
-            strcpy(dnode->name.value, name_content);
+            dnode = vfs_d_alloc();
+            dnode->name = HSTR(valloc(VFS_NAME_MAXLEN), j);
             dnode->name.hash = name.hash;
-            dnode->name.len = j;
 
-            if ((errno =
-                   dnode->inode->ops.dir_lookup(current_level->inode, dnode))) {
+            strcpy(dnode->name.value, name_content);
+
+            errno =
+              current_level->inode->ops.dir_lookup(current_level->inode, dnode);
+
+            if (errno == VFS_ENOTFOUND &&
+                ((walk_options & VFS_WALK_MKPARENT) ||
+                 ((walk_options & VFS_WALK_MKDIR) && !lookahead))) {
+                /*
+                    两种创建文件夹的情况:
+                        1) VFS_WALK_MKPARENT:沿路创建所有不存在的文件夹
+                        2) VFS_WALK_MKDIR:仅创建路径最后一级的不存在文件夹
+                */
+                if (!current_level->inode->ops.mkdir) {
+                    errno = VFS_ENOOPS;
+                } else {
+                    errno = current_level->inode->ops.mkdir(
+                      current_level->inode, dnode);
+                }
+            }
+
+            if (errno) {
                 goto error;
             }
 
@@ -140,13 +171,16 @@ vfs_walk(struct v_dnode* start, const char* path, struct v_dnode** dentry)
 
         j = 0;
         current_level = dnode;
-    } while (lookahead);
+    cont:
+        current = lookahead;
+    };
 
-    *dentry = dnode;
+    *dentry = current_level;
     return 0;
 
 error:
-    __free_dnode(dnode);
+    vfree(dnode->name.value);
+    vfs_d_free(dnode);
     return errno;
 }
 
@@ -156,13 +190,15 @@ vfs_mount(const char* fs_name, bdev_t device, struct v_dnode* mnt_point)
     struct filesystem* fs = fsm_get(fs_name);
     if (!fs)
         return VFS_ENOFS;
-    struct v_superblock* sb = __new_superblock();
+    struct v_superblock* sb = vfs_sb_alloc();
     sb->dev = device;
     sb->fs_id = fs_id++;
 
     int errno = 0;
     if (!(errno = fs->mount(sb, mnt_point))) {
         sb->fs = fs;
+        sb->root = mnt_point;
+        mnt_point->super_block = sb;
         llist_append(&root_sb->sb_list, &sb->sb_list);
     }
 
@@ -170,52 +206,118 @@ vfs_mount(const char* fs_name, bdev_t device, struct v_dnode* mnt_point)
 }
 
 int
-vfs_unmount(const int fs_id)
+vfs_mkdir(const char* parent_path,
+          const char* component,
+          struct v_dnode** dentry)
+{
+    return vfs_walk(root_sb->root, parent_path, dentry, VFS_WALK_MKDIR);
+}
+
+int
+vfs_unmount(struct v_dnode* mnt_point)
 {
     int errno = 0;
-    struct v_superblock *pos, *n;
-    llist_for_each(pos, n, &root_sb->sb_list, sb_list)
-    {
-        if (pos->fs_id != fs_id) {
-            continue;
-        }
-        if (!(errno = pos->fs->unmount(pos))) {
-            llist_delete(&pos->sb_list);
-            __free_superblock(pos);
-        }
-        break;
+    struct v_superblock* sb = mnt_point->super_block;
+    if (!sb) {
+        return VFS_EBADMNT;
+    }
+    if (!(errno = sb->fs->unmount(sb))) {
+        struct v_dnode* fs_root = sb->root;
+        llist_delete(&fs_root->siblings);
+        llist_delete(&sb->sb_list);
+        vfs_sb_free(sb);
+    }
+    return errno;
+}
+
+int
+vfs_open(struct v_dnode* dnode, struct v_file** file)
+{
+    if (!dnode->inode || !dnode->inode->ops.open) {
+        return VFS_ENOOPS;
+    }
+
+    struct v_file* vfile = cake_grab(file_pile);
+    memset(vfile, 0, sizeof(*vfile));
+
+    int errno = dnode->inode->ops.open(dnode->inode, vfile);
+    if (errno) {
+        cake_release(file_pile, vfile);
+    } else {
+        *file = vfile;
+    }
+    return errno;
+}
+
+int
+vfs_close(struct v_file* file)
+{
+    if (!file->ops.close) {
+        return VFS_ENOOPS;
+    }
+
+    int errno = file->ops.close(file);
+    if (!errno) {
+        cake_release(file_pile, file);
+    }
+    return errno;
+}
+
+int
+vfs_fsync(struct v_file* file)
+{
+    int errno = VFS_ENOOPS;
+    if (file->ops.sync) {
+        errno = file->ops.sync(file);
+    }
+    if (!errno && file->inode->ops.sync) {
+        return file->inode->ops.sync(file->inode);
     }
     return errno;
 }
 
 struct v_superblock*
-__new_superblock()
+vfs_sb_alloc()
 {
     struct v_superblock* sb = cake_grab(superblock_pile);
     memset(sb, 0, sizeof(*sb));
     llist_init_head(&sb->sb_list);
-    sb->root = __new_dnode();
+    return sb;
 }
 
 void
-__free_superblock(struct v_superblock* sb)
+vfs_sb_free(struct v_superblock* sb)
 {
-    __free_dnode(sb->root);
     cake_release(superblock_pile, sb);
 }
 
 struct v_dnode*
-__new_dnode()
+vfs_d_alloc()
 {
     struct v_dnode* dnode = cake_grab(dnode_pile);
-    dnode->inode = cake_grab(inode_pile);
-    dnode->name.value = cake_grab(name_pile);
+    llist_init_head(&dnode->children);
 }
 
 void
-__free_dnode(struct v_dnode* dnode)
+vfs_d_free(struct v_dnode* dnode)
 {
-    cake_release(inode_pile, dnode->inode);
-    cake_release(name_pile, dnode->name.value);
+    if (dnode->ops.destruct) {
+        dnode->ops.destruct(dnode);
+    }
     cake_release(dnode_pile, dnode);
-}
\ No newline at end of file
+}
+
+struct v_inode*
+vfs_i_alloc()
+{
+    struct v_inode* inode = cake_grab(inode_pile);
+    memset(inode, 0, sizeof(*inode));
+
+    return inode;
+}
+
+void
+vfs_i_free(struct v_inode* inode)
+{
+    cake_release(inode_pile, inode);
+}