Programarea Calculatoarelor 2 - Laborator 8

Un sector de disc conţine 0x200 (512) octeţi. Tabela de partiţii se află în primul sector al discului, începând cu deplasamentul (octetul) 0x1BE. Ea conţine 4 intrări a câte 16 octeţi. (Cei doi octeţi rămaşi la sfârşitul sectorului sunt ocupaţi de "semnătura" convenţională 0x55 0xAA). Conţinutul unei intrări din tabela de partiţii este următorul:
- un octet care indică dacă partiţia e activă (0x80) sau nu (0), adică dacă de pe ea se poate lansa ("boot") spre încărcare sistemul de operare.
- o secvenţă de 3 octeţi care indică poziţia primului sector fizic al partiţiei (în format HSC - head, sector, cylinder - descris ulterior)
- un octet identificator pentru tipul de partiţie (0 pentru partiţie goală, 7 pentru NTFS, 0x83 pentru Linux, etc.)
- o altă secvenţă de 3 octeţi în format HSC indicând poziţia ultimului sector fizic al partiţiei
- un întreg fără semn pe 4 octeţi indicând numărul logic al primului sector al partiţiei (numărul de sectoare care-l preced pe disc)
- un întreg fără semn pe 4 octeţi indicând dimensiunea partiţiei în sectoare
Formatul HSC conţine:
- în primul octet, numărul capului de citire (numerotat de la zero, cel mult 255)
- în cei 6 biţi inferiori ai octetului al doilea, numărul sectorului în cadrul unei piste (numerotat de la 1, cel mult 63)
- în octetul al treilea, şi biţii 7 şi 6 din octetul al doilea (consideraţi ca biţi superiori, de rang 9 şi 8), numărul cilindrului de pe disc (începând cu 0, cel mult 1023).
(Se constată că formatul HSC e limitat la 24 de biţi, deci discuri de cca 8GB. Dincolo de această limită se foloseşte doar numărul logic de sector în cadrul discului; pentru simplificare nu vom trata acest caz.)

Scrieţi un program care acceptă următoarele comenzi (câte o literă mică):
d şterge o partiţie: cere un număr între 1 şi 4, pune identificatorul şi toţi octeţii din intrarea respectivă pe zero.
m afişează meniul de comenzi
n creează o partiţie nouă: solicită un număr între 1 şi 4; un cilindru de început de partiţie; un cilindru de sfârşit de partiţie; un tip (identificator) de partiţie. Partiţia nu trebuie să se suprapună peste cele existente.
p afişează tabela de partiţii (un tabel cu câte un rând pentru fiecare partiţie existentă)
q iese din program, ignoră modificările făcute
w iese din program, scrie modificările pe disc

Convenţional, fiecare partiţie e aliniată de regulă la un cilindru nou (începe la sectorul 1 al capului 0 de pe acel cilindru). Excepţie face începutul discului, unde se rezervă o pistă specială (cilindrul 0, capul 0, toate sectoarele) care include şi primul sector unde se află chiar tabela de partiţii.

Pentru implementare, vor trebui manipulate zonele corespunzătoare (intrările în tabela de partiţii) dintr-un tablou de 512 octeţi reprezentând conţinutul unui sector. E elegantă şi utilă definirea unui tip structură care reprezintă o intrare din tabela de partiţii. Se poate defini un tip şi pentru formatul HSC, eventual cu câmpuri pe biţi, deşi cu ordonarea dată a biţilor nu se poate trata "dintr-o bucată" câmpul de cilindri. Pentru întregii pe dimensiune fixă în octeţi, soluţia portabilă în standardul C99 este folosirea tipurilor definite în stdint.h, în acest caz tipul uint32_t. (Pentru gcc/x86/linux acesta e definit ca unsigned int; vom învăţa cum să dăm o definiţie portabilă cu directive de compilare condiţională, în funcţie de valoarea dată de sizeof).

Pentru simplificare, şi întrucât citirea/scrierea din fişiere nu s-a tratat încă la curs, s-au implementat funcţii ajutătoare, în fişierul rwsect.c:
funcţia size_t readsect(void *ptr) citeşte un sector (512 octeţi) la adresa ptr unde se presupune că există suficient loc.
funcţia size_t writesect(const void *ptr) scrie un sector (512 octeţi) de la adresa ptr. Funcţiile lucrează implicit cu fişierul mbr.bin aflat în catalogul curent şi nu se vor apela de mai multe ori în execuţia programului (deoarece implicit deschid şi închid fişierul respectiv). Ele returnează numărul octeţilor citiţi/scrişi cu succes, şi setează variabila standard errno în caz de eroare.
În realitate, programul fdisk poate afla din hardware informaţiile despre geometria discului (număr de cilindri, capete, sectoare). Pentru problema dată, considerăm C=528, H=64, S=63, valori consistente cu structura dată în fişierul de test.
Când folosim structuri pentru a defini formate cu număr precizat de octeţi, e bine să ne asigurăm că deplasamentul fiecărui câmp în cadrul structurii este cel dorit, modul de aliniere a câmpurilor în memorie fiind dependent de implementare (compilator). Dacă x are tipul struct s şi f e un câmp, atunci expresia (char *)&x.f - (char *)&x indică deplasamentul câmpului f în cadrul structurii. În C99 există şi macro-ul offsetof din stddef.h care utilizat sub forma offsetof(struct s, f) dă o constantă întreagă cu acelaşi rezultat.