Added iso9660 driver (not yet working).

[planlOS.git] / system / modules / include / cdi / fs.h

/*
 * Copyright (c) 2007 Antoine Kaufmann
 *
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 * and/or modify it under the terms of the Do What The Fuck You Want
 * To Public License, Version 2, as published by Sam Hocevar. See
 * http://sam.zoy.org/projects/COPYING.WTFPL for more details.
 */

#ifndef _CDI_FS_
#define _CDI_FS_

#include <stdio.h>

#include "cdi.h"
#include "cdi/lists.h"
#include "cdi/cache.h"

#include <sys/types.h>

struct cdi_fs_filesystem;
/**
 * Diese Struktur wird fuer jeden Dateisystemtreiber einmal erstellt
 */
struct cdi_fs_driver {
    struct cdi_driver drv;

    /**
     * Neues Dateisystem initialisieren; Diese Funktion muss das root_object in
     * der Dateisystemstruktur eintragen.
     *
     * @return Wenn das Dateisystem erfolgreich initialisiert wurde 1, sonst
     *         0. Falls ein Fehler auftritt, muss das error-Feld in der
     *         Dateisystemstruktur gesetzt werden.
     */
    int (*fs_init)(struct cdi_fs_filesystem* fs);

    /**
     * Dateisystem deinitialisieren
     *
     * @return Wenn das Dateisystem erfolgreich deinitialisiert wurde 1, 0
     *         sonst. Falls ein Fehler auftritt, muss das error-Feld in der
     *         Dateisystemstruktur gesetzt werden.
     */
    int (*fs_destroy)(struct cdi_fs_filesystem* fs);
};

struct cdi_fs_res;
/**
 * Diese Struktur wird fuer jedes eingebundene Dateisystem einmal erstellt.
 */
struct cdi_fs_filesystem {

    /** Treiber, dem das Dateisystem gehoert */
    struct cdi_fs_driver*   driver;

    /** Wurzelverzeichnis des Dateisystems */
    struct cdi_fs_res*      root_res;

    /**
     * Falls ein gravierender Fehler auftritt, wird diese Fehlernummer gesetzt.
     * Wenn sie != 0 ist wird das Dateisystem fuer Schreibzugriffe gesperrt.
     */
    int                     error;

    /** 
     * Das Dateisystem darf nicht geschrieben werden. Damit schlaegt unter
     * anderem cdi_fs_write_data fehl.
     */
    int                     read_only;

    /* 
     * Hier sollte man wohl noch ein paar allgemeine Mount-Optionen oder
     * sonstige Flags die das ganze Dateisystem betreffen.
     */


    /** OS-spezifisch: Deskriptor fuer den Datentraeger */
    FILE*                   device;

    /** 
     * Zeiger den der Treiber fuer eigene Daten zum Dateisystem benutzen kann
     */
    void*                   opaque;
    
    // planlOS
    cdi_list_t files;
    struct FsFileHandle *data;
};


// XXX Bei den Fehlernummern weiss ich noch nicht wirklich, was da notwendig
// ist, deshalb lasse ich das mal so stehen.
typedef enum {
    CDI_FS_ERROR_NONE = 0,
    // Fehler bei Eingabe/Ausgabeoperationen
    CDI_FS_ERROR_IO,
    // Operation nicht unterstuetzt
    CDI_FS_ERROR_ONS,
    // Ressource nicht gefunden
    CDI_FS_ERROR_RNF,
    // Beim lesen einer Datei wurde das Ende erreicht
    CDI_FS_ERROR_EOF,
    //n 
    CDI_FS_ERROR_RO,
    // Interner Fehler
    CDI_FS_ERROR_INTERNAL,
    // Funktion noch nicht implementiert
    CDI_FS_ERROR_NOT_IMPLEMENTED,
    // Unbekannter Fehler
    CDI_FS_ERROR_UNKNOWN
} cdi_fs_error_t;

/**
* Der Stream stellt die Verbindung zwischen Aufrufer und Ressource dar.
*/
struct cdi_fs_stream {
    // Dateisystem
    struct cdi_fs_filesystem* fs;

    // Betroffene Ressource
    struct cdi_fs_res*      res;

    // Fehlernummer
    cdi_fs_error_t          error;
};


/**
* Metaeigenschaften, die Ressourcen haben koennen
*/
typedef enum {
    // R  Groesse der Datei auslesen
    CDI_FS_META_SIZE,
    // R  Anzahl der Benutzten Dateisystemblocks (Irgendwo muesste man dann
    //    auch auf diese Blockgroesse zurgreiffen koennen)
    CDI_FS_META_USEDBLOCKS,
    // R  Optimale Blockgroesse mit der man auf die Datei zugreiffen sollte
    CDI_FS_META_BESTBLOCKSZ,
    // R  Interne Blockgroesse fuer USEDBLOCKS
    CDI_FS_META_BLOCKSZ,
    // R  Zeitpunkt an dem die Ressource erstellt wurde
    CDI_FS_META_CREATETIME,
    // RW Letzter Zugriff auf die Ressource, auch lesend
    CDI_FS_META_ACCESSTIME,
    // RW Letzte Veraenderung der Ressource
    CDI_FS_META_CHANGETIME
} cdi_fs_meta_t;


/**
* Siese Struktur stellt die Moeglichkeiten, die an einer Ressource zur
* Verfuegung stehen, dar.
*/
struct cdi_fs_res_flags {
    // Ressource loeschen
    int                 remove;
    // Ressource umbenennen
    int                 rename;
    // Ressource verschieben
    int                 move;
    // Lesender Zugriff gestattet
    int                 read;
    // Schreibender Zugriff gestattet
    int                 write;
    // Ausfuehren gestattet
    int                 execute;
    // Auflisten der Verzeichniseintraege gestattet
    int                 browse;
    // Aufloesen des Links
    int                 read_link;
    // Aendern des Links
    int                 write_link;
    // Anlegen eines Untereintrags
    int                 create_child;
};


struct cdi_fs_res_res;
struct cdi_fs_res_file;
struct cdi_fs_res_dir;
struct cdi_fs_res_link;
struct cdi_fs_res_special;

/**
* Typ der eine Ressource, die zu der Klasse der Spezialdateien gehoert noch
* genauer beschreibt
*/
typedef enum {
    CDI_FS_BLOCK,
    CDI_FS_CHAR,
    CDI_FS_FIFO,
    CDI_FS_SOCKET
} cdi_fs_res_type_t;

/**
* Konstanten fuer die einzelnen Klassen, um sie beim Funktionsaufruf zum
* zuweisen einer Klasse, identifizieren zu koennen.
*/
typedef enum {
    CDI_FS_CLASS_FILE,
    CDI_FS_CLASS_DIR,
    CDI_FS_CLASS_LINK,
    CDI_FS_CLASS_SPECIAL
} cdi_fs_res_class_t;

/**
* Dieser Typ dient dazu Ressourcen ganz oder teilweise zu sperren
*/
typedef enum {
    CDI_FS_LOCK_NONE,
    CDI_FS_LOCK_WRITE,
    CDI_FS_LOCK_ALL
} cdi_fs_lock_t;

/**
* Das Dateisystem wird hier nur mit abstrakten Strukturen vom Typ
* cdi_fs_res dargestellt. Diese können beispielsweise sowohl regulaere
* Datei als auch Verzeichnis gleichzeitig darstellen.
*
* Weiter gilt, dass Ressourcen, die zu keiner Klasse gehoeren, nicht
* persistent sind.
*/
struct cdi_fs_res {
    // Name der Ressource
    char*                   name;

    // Lock fuer diese Ressource
    cdi_fs_lock_t           lock;

    // Flag ob die Ressource geladen ist(1) oder nicht(0). Ist sie danicht,
    // muss nur name und res definiert sein. In res darf nur load aufgerufen
    // werden.
    int                     loaded;

    // Referenzzaehler fuer Implementation. Muss beim erstellen der Ressource
    // mit 0 initialisiert werden
    int                     stream_cnt;


    // Verweis auf das Elternobjekt
    struct cdi_fs_res*      parent;

    // Liste mit allfaelligen Kindobjekten
    cdi_list_t              children;


    // Link-Pfad
    char*                   link_path;


    // ACL; siehe Unten
    cdi_list_t              acl;

    // Flags
    struct cdi_fs_res_flags flags;


    // Einzelne Klassen, zu denen die Ressourcen gehoeren kann, oder Null falls
    // es zu einer Bestimmten Klasse nicht gehoert.
    struct cdi_fs_res_res*  res;
    struct cdi_fs_res_file* file;
    struct cdi_fs_res_dir*  dir;
    struct cdi_fs_res_link* link;
    struct cdi_fs_res_special* special;

    // Falls die Ressource zu einer Spezialklasse gehoert, wird hier angegeben,
    // um welchen Typ von Spezialressource sie gehoert.
    cdi_fs_res_type_t       type;
};



/**
* Diese Dateisystemobjekte werden in Klassen eingeteilt, die das eigentliche
* "Verhalten" der Ressourcen steuern. Diese Klassen beinhalten die moeglichen
* Operationen und auch die Eigenschaften, die fuer die Ressourcen gelten,
* denen diese Klassen zugeordnet sind.
* Das Definieren der einzelnen Klassen uebernehmen dann die einzelnen Treiber.
*
* Die Flags koennen von der Ressource ueberschrieben werden. Es koennen
* allerdings nur Flags deaktiviert werden, die in der Klasse gesetzt sind un
* nicht umgekehrt.
* Das Selbe gilt auch fuer Klassen bei denen NULL-Pointer fuer Operationen
* eingetragen sind. Wenn zum Beispiel fuer write NULL eingetragen wird, dann
* bringt ein gesetztes write-Flag nichts.
*/

/**
* Diese Klasse gilt unabhaengig von den andern, also egal welche anderen
* Klassen angegeben sind, diese muss angegeben werden.
*/
struct cdi_fs_res_res {
    /**
     * Ressource laden
     *
     * @param stream Stream
     *
     * @return Falls die Ressource erfolgreich geladen wurde 1, sonst 0
     */
    int (*load)(struct cdi_fs_stream* stream);

    /**
     * Ressource entladen; Darf von der Implementation nur aufgerufen werden,
     * wenn keine geladenen Kind-Ressourcen existieren. Das gilt aber nur fuer
     * Verzeichnisse. Wenn andere Kind-Eintraege existieren, werden die nicht
     * beruecksichtigt.
     *
     * @param stream Stream
     *
     * @return Falls die Ressource erfolgreich entladen wurde 1, sonst 0
     */
    int (*unload)(struct cdi_fs_stream* stream);

    /**
     * Ressource entfernen. Diese Funktion wird nur aufgerufen, wenn die
     * Ressource keiner Klasse mehr zugewiesen ist.
     *
     * @param stream Stream
     *
     * @return Falls die Ressource erfolgreich geloescht wurde 1, sonst 0
     */
    int (*remove)(struct cdi_fs_stream* stream);

    /**
     * Namen einer Ressource aendern. Der Parameter name ist nur der
     * Resourcennamen ohne Pfad. Zum verschieben wird move() benutzt.
     *
     * @param stream Stream
     * @param name Neuer Name
     *
     * @return Falls die Ressource erfolgreich umbenennt wurde 1, sonst 0
     */
    int (*rename)(struct cdi_fs_stream* stream, const char* name);

    /**
     * Ressource innerhalb des Dateisystems verschieben. Das Verschieben ueber
     * Dateisystemgrenzen hinweg wird per kopieren und loeschen durchgefuehrt.
     *
     * @param stream Stream
     * @param dest Pointer auf die Ressource, in die die Ressource verschoben
     *             werden soll
     *
     * @return Falls die Ressource erfolgreich verschoben wurde 1, sonst 0
     */
    int (*move)(struct cdi_fs_stream* stream, struct cdi_fs_res* dest);

    /**
     * Diese Ressource einer neuen Klasse zuweisen. Diese Funktion wird nur
     * aufgerufen, wenn die Ressource nicht bereits dieser Klasse zugewiesen
     * ist.
     *
     * @param stream Stream
     * @param class Konstante fuer den Typ der klasse, der die Ressource
     *              zugewiesen werden soll.
     *
     * @return 1 falls die Ressource erfolgreich der Klasse zugewiesen wurde, 0
     *         sonst
     */
     int (*assign_class)(struct cdi_fs_stream* stream,
        cdi_fs_res_class_t class);

    /**
     * Diese Ressource aus einer Klasse entfernen. Diese Funktion wird nur
     * aufgerufen, wenn die Ressource zu dieser Klasse gehoert.
     *
     * @param class Konstante fuer den Typ der klasse, aus der die Ressource
     *              entfernt werden soll.
     *
     * @return 1 falls die Ressource erfolgreich aus der Klasse entfernt wurde,
     *         0 sonst
     */
     int (*remove_class)(struct cdi_fs_stream* stream,
        cdi_fs_res_class_t class);

    /**
     * Metaeigenschaft lesen
     *
     * @param stream Stream
     * @param meta Konstante fuer die gewuenschte Metaeigenschaft
     *
     * @return Wert der Metaeigenschaft
     */
    int64_t (*meta_read)(struct cdi_fs_stream* stream, cdi_fs_meta_t meta);

    /**
     * Metaeigenschaft schreiben
     *
     * @param stream Stream
     * @param meta Konstante fuer die gewuenschte Metaeigenschaft
     * @param value Neuen Wert fuer die Metaeigenschaft
     *
     * @return Falls die Metaeigenschaft erfolgreich geaendert wurde 1, sonst 0
     */
    int (*meta_write)(struct cdi_fs_stream* stream, cdi_fs_meta_t meta,
        int64_t value);
};

struct cdi_fs_res_file {
    // XXX (Aber wie geht das, wenn eine Datei nicht lesbar, aber ausfuehrbar
    // sein soll?)
    int                     executable;

    /**
     * Daten aus dieser Datei lesen. Wird nur aufgerufen, wenn es durch die
     * Flags oder Berechtigungen nicht verhindert wird.
     *
     * Im Fehlerfall wird je nach Fehler die Fehlernummer im Handle und die im
     * Device gesetzt.
     *
     * @param stream Stream
     * @param start Position von der an gelesen werden soll
     * @param size Groesse der zu lesenden Daten
     * @param buffer Puffer in den die Daten gelsen werden sollen
     *
     * @return Gelesene Bytes, oder 0 im Fehlerfall
     */
    size_t (*read)(struct cdi_fs_stream* stream, uint64_t start, size_t size,
        void* buffer);

    /**
     * Daten in diese Datei schreiben. Wird nur aufgerufen, wenn es durch die
     * Flags oder Berechtigungen nicht verhindert wird.
     *
     * Im Fehlerfall wird je nach Fehler die Fehlernummer im Handle und die im
     * Device gesetzt.
     *
     * @param stream Stream
     * @param start Position an die geschrieben werden soll
     * @param size Groesse der zu schreibenden Daten
     * @param buffer Puffer aus dem die Daten gelesen werden sollen
     *
     * @return Geschriebene Bytes oder 0 im Fehlerfall
     */
    size_t (*write)(struct cdi_fs_stream* stream, uint64_t start, size_t size,
        const void* buffer);


    /**
     * Groesse der Datei anpassen. Diese Funktion kann sowohl fuers
     * Vergroessern, als auch fuers Verkleinern benutzt werden.
     *
     * Im Fehlerfall wird je nach Fehler die Fehlernummer im Handle und die im
     * Device gesetzt.
     *
     * @param stream Stream
     * @param size Neue Groesse der Datei
     *
     * @return 1 bei Erfolg, im Fehlerfall 0
     */
    int (*truncate)(struct cdi_fs_stream* stream, uint64_t size);
};

struct cdi_fs_res_dir {
    /**
     * Diese Funktion gibt einen Pointer auf die Liste mit den Eintraegen
     * zurueck. Hier wird nicht einfach fix der Pointer in fs_res genommen,
     * damit dort auch "versteckte" Eintraege vorhanden sein koennten. (Ich
     * meine hier nicht irgend ein versteckt-Flag dass die Dateien vor dem
     * Benutzer Verstecken soll, sondern eher von fuer den Internen gebrauch
     * angelegten Eintraegen.
     * Diese Liste muss nicht vom Aufrufer freigegeben werden, da einige
     * Treiber hier direkt children aus fs_res benutzen, und andere dafuer eine
     * eigene Liste erstellen, die sie intern abspeichern.
     *
     * @param stream Stream
     *
     * @return Pointer auf eine Liste mit den Untereintraegen vom Typ
     * cdi_fs_res.
     */
     cdi_list_t (*list)(struct cdi_fs_stream* stream);

    /**
     * Neue Ressource in der Aktuellen erstellen. Diese wird erstmal noch
     * keiner Klasse zugewiesen. Diese Funktion wird mit einem NULL-Pointer als
     * Ressource im Stream aufgerufen. Dieser NULL-Pointer muss bei
     * Erfolgreichem Beenden durch einen Pointer auf die neue Ressource ersetzt
     * worden sein.
     *
     * @param stream Mit NULL-Pointer als Ressource
     * @param name Name der neuen Ressource
     * @param parent Ressource, der die neue Ressource als Kindressource
     *               zugeordnet werden soll.
     *
     * @return Falls die Ressource erfolgreich erstellt wurde 1, sonst 0
     */
    int (*create_child)(struct cdi_fs_stream* stream,
        const char* name, struct cdi_fs_res* parent);
};

struct cdi_fs_res_link {
    /**
     * Diese Funktion liest den Pfad aus, auf den der Link zeigt
     *
     * @param stream Stream
     *
     * @return Pointer auf einen Buffer der den Pfad beinhaltet. Dieses Puffer
     *         darf vom Aufrufer nicht veraendert werden.
     */
    const char* (*read_link)(struct cdi_fs_stream* stream);

    /**
     * Aendert den Pfad auf den der Link zeigt
     *
     * @param stream Stream
     * @param path Neuer Pfad
     *
     * @return Wenn der Link erfolgreich geschrieben wurde 1, 0 sonst
     */
    int (*write_link)(struct cdi_fs_stream* stream, const char* path);
};

struct cdi_fs_res_special {
    /**
     * Geraeteadresse der Spezialdatei Lesen
     *
     * @param stream Stream
     * @param dev Pointer auf die Variable in der die Geraeteadresse
     *            gespeichert werden soll.
     *
     * @return Falls die Geraeteadresse erfolgreich gelesen wurde 1, sonst 0
     */
    int (*dev_read)(struct cdi_fs_stream* stream, dev_t* dev);

    /**
     * Geraeteadresse der Spezialdatei Aendern
     *
     * @param stream Stream
     * @param dev Die neue Geraeteadresse
     *
     * @return Falls die Geraeteadresse erfolgreich geaendert wurde 1, sonst 0
     */
    int (*dev_write)(struct cdi_fs_stream* stream, dev_t dev);
};



/**
* Die Berechtigunen werden mit Access controll lists, kurz ACLs verwaltet.
* Diese werden in Form von Listen gespeichert. Diese Listen enthalten
* eintraege von verschiedenen Typen.
*/
typedef enum {
/// Eine UID
    CDI_FS_ACL_USER_NUMERIC,
/// Ein Benutzername als String
    CDI_FS_ACL_USER_STRING,
/// Eine GID
    CDI_FS_ACL_GROUP_NUMERIC,
/// Ein Gruppenname als String
    CDI_FS_ACL_GROUP_STRING
} cdi_fs_acl_entry_type_t;


/**
* Der Basiseintrag in einer ACL, von dem die anderen Typen der Eintraege
* abgeleitet sind.
*/
struct cdi_fs_acl_entry {
    // Typ des Eintrages, eine der obigen Konstanten
    cdi_fs_acl_entry_type_t type;

    // Flags
    struct cdi_fs_res_flags flags;
};

/**
* Eintraege fuer die einzelnen Typen
*/
struct cdi_fs_acl_entry_usr_num {
    struct cdi_fs_acl_entry entry;

    // Benutzer-ID
    uid_t                   user_id;
};

struct cdi_fs_acl_entry_usr_str {
    struct cdi_fs_acl_entry entry;

    // Benutzername
    char*                   user_name;
};

struct cdi_fs_acl_entry_grp_num {
    struct cdi_fs_acl_entry entry;

    // Gruppen-ID
    gid_t                   group_id;
};

struct cdi_fs_acl_entry_grp_str {
    struct cdi_fs_acl_entry entry;

    // Gruppenname
    char*                   group_name;
};



void cdi_fs_driver_init(struct cdi_fs_driver* driver);
void cdi_fs_driver_destroy(struct cdi_fs_driver* driver);
void cdi_fs_driver_register(struct cdi_fs_driver* driver);


/**
* Quelldateien fuer ein Dateisystem lesen
* XXX Brauchen wir hier auch noch irgendwas errno-Maessiges?
*
* @param fs Pointer auf die FS-Struktur des Dateisystems
* @param start Position von der an gelesen werden soll
* @param size Groesse des zu lesenden Datenblocks
* @param buffer Puffer in dem die Daten abgelegt werden sollen
*
* @return die Anzahl der gelesenen Bytes
*/
size_t cdi_fs_data_read(struct cdi_fs_filesystem* fs, uint64_t start,
    size_t size, void* buffer);

/**
* Quellmedium eines Dateisystems beschreiben
* XXX Brauchen wir hier auch noch irgendwas errno-Maessiges?
*
* @param fs Pointer auf die FS-Struktur des Dateisystems
* @param start Position an die geschrieben werden soll
* @param size Groesse des zu schreibenden Datenblocks
* @param buffer Puffer aus dem die Daten gelesen werden sollen
*
* @return die Anzahl der geschriebenen Bytes
*/
size_t cdi_fs_data_write(struct cdi_fs_filesystem* fs, uint64_t start,
    size_t size, const void* buffer);


#endif