]> Git Repo - qemu.git/blob - block/qcow.c
sparc64: fix user emulator build
[qemu.git] / block / qcow.c
1 /*
2  * Block driver for the QCOW format
3  *
4  * Copyright (c) 2004-2006 Fabrice Bellard
5  *
6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
8  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
9  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
12  *
13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
14  * all copies or substantial portions of the Software.
15  *
16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
22  * THE SOFTWARE.
23  */
24 #include "qemu-common.h"
25 #include "block_int.h"
26 #include "module.h"
27 #include <zlib.h>
28 #include "aes.h"
29
30 /**************************************************************/
31 /* QEMU COW block driver with compression and encryption support */
32
33 #define QCOW_MAGIC (('Q' << 24) | ('F' << 16) | ('I' << 8) | 0xfb)
34 #define QCOW_VERSION 1
35
36 #define QCOW_CRYPT_NONE 0
37 #define QCOW_CRYPT_AES  1
38
39 #define QCOW_OFLAG_COMPRESSED (1LL << 63)
40
41 typedef struct QCowHeader {
42     uint32_t magic;
43     uint32_t version;
44     uint64_t backing_file_offset;
45     uint32_t backing_file_size;
46     uint32_t mtime;
47     uint64_t size; /* in bytes */
48     uint8_t cluster_bits;
49     uint8_t l2_bits;
50     uint32_t crypt_method;
51     uint64_t l1_table_offset;
52 } QCowHeader;
53
54 #define L2_CACHE_SIZE 16
55
56 typedef struct BDRVQcowState {
57     BlockDriverState *hd;
58     int cluster_bits;
59     int cluster_size;
60     int cluster_sectors;
61     int l2_bits;
62     int l2_size;
63     int l1_size;
64     uint64_t cluster_offset_mask;
65     uint64_t l1_table_offset;
66     uint64_t *l1_table;
67     uint64_t *l2_cache;
68     uint64_t l2_cache_offsets[L2_CACHE_SIZE];
69     uint32_t l2_cache_counts[L2_CACHE_SIZE];
70     uint8_t *cluster_cache;
71     uint8_t *cluster_data;
72     uint64_t cluster_cache_offset;
73     uint32_t crypt_method; /* current crypt method, 0 if no key yet */
74     uint32_t crypt_method_header;
75     AES_KEY aes_encrypt_key;
76     AES_KEY aes_decrypt_key;
77 } BDRVQcowState;
78
79 static int decompress_cluster(BlockDriverState *bs, uint64_t cluster_offset);
80
81 static int qcow_probe(const uint8_t *buf, int buf_size, const char *filename)
82 {
83     const QCowHeader *cow_header = (const void *)buf;
84
85     if (buf_size >= sizeof(QCowHeader) &&
86         be32_to_cpu(cow_header->magic) == QCOW_MAGIC &&
87         be32_to_cpu(cow_header->version) == QCOW_VERSION)
88         return 100;
89     else
90         return 0;
91 }
92
93 static int qcow_open(BlockDriverState *bs, int flags)
94 {
95     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
96     int len, i, shift;
97     QCowHeader header;
98
99     if (bdrv_pread(bs->file, 0, &header, sizeof(header)) != sizeof(header))
100         goto fail;
101     be32_to_cpus(&header.magic);
102     be32_to_cpus(&header.version);
103     be64_to_cpus(&header.backing_file_offset);
104     be32_to_cpus(&header.backing_file_size);
105     be32_to_cpus(&header.mtime);
106     be64_to_cpus(&header.size);
107     be32_to_cpus(&header.crypt_method);
108     be64_to_cpus(&header.l1_table_offset);
109
110     if (header.magic != QCOW_MAGIC || header.version != QCOW_VERSION)
111         goto fail;
112     if (header.size <= 1 || header.cluster_bits < 9)
113         goto fail;
114     if (header.crypt_method > QCOW_CRYPT_AES)
115         goto fail;
116     s->crypt_method_header = header.crypt_method;
117     if (s->crypt_method_header)
118         bs->encrypted = 1;
119     s->cluster_bits = header.cluster_bits;
120     s->cluster_size = 1 << s->cluster_bits;
121     s->cluster_sectors = 1 << (s->cluster_bits - 9);
122     s->l2_bits = header.l2_bits;
123     s->l2_size = 1 << s->l2_bits;
124     bs->total_sectors = header.size / 512;
125     s->cluster_offset_mask = (1LL << (63 - s->cluster_bits)) - 1;
126
127     /* read the level 1 table */
128     shift = s->cluster_bits + s->l2_bits;
129     s->l1_size = (header.size + (1LL << shift) - 1) >> shift;
130
131     s->l1_table_offset = header.l1_table_offset;
132     s->l1_table = qemu_malloc(s->l1_size * sizeof(uint64_t));
133     if (!s->l1_table)
134         goto fail;
135     if (bdrv_pread(bs->file, s->l1_table_offset, s->l1_table, s->l1_size * sizeof(uint64_t)) !=
136         s->l1_size * sizeof(uint64_t))
137         goto fail;
138     for(i = 0;i < s->l1_size; i++) {
139         be64_to_cpus(&s->l1_table[i]);
140     }
141     /* alloc L2 cache */
142     s->l2_cache = qemu_malloc(s->l2_size * L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint64_t));
143     if (!s->l2_cache)
144         goto fail;
145     s->cluster_cache = qemu_malloc(s->cluster_size);
146     if (!s->cluster_cache)
147         goto fail;
148     s->cluster_data = qemu_malloc(s->cluster_size);
149     if (!s->cluster_data)
150         goto fail;
151     s->cluster_cache_offset = -1;
152
153     /* read the backing file name */
154     if (header.backing_file_offset != 0) {
155         len = header.backing_file_size;
156         if (len > 1023)
157             len = 1023;
158         if (bdrv_pread(bs->file, header.backing_file_offset, bs->backing_file, len) != len)
159             goto fail;
160         bs->backing_file[len] = '\0';
161     }
162     return 0;
163
164  fail:
165     qemu_free(s->l1_table);
166     qemu_free(s->l2_cache);
167     qemu_free(s->cluster_cache);
168     qemu_free(s->cluster_data);
169     return -1;
170 }
171
172 static int qcow_set_key(BlockDriverState *bs, const char *key)
173 {
174     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
175     uint8_t keybuf[16];
176     int len, i;
177
178     memset(keybuf, 0, 16);
179     len = strlen(key);
180     if (len > 16)
181         len = 16;
182     /* XXX: we could compress the chars to 7 bits to increase
183        entropy */
184     for(i = 0;i < len;i++) {
185         keybuf[i] = key[i];
186     }
187     s->crypt_method = s->crypt_method_header;
188
189     if (AES_set_encrypt_key(keybuf, 128, &s->aes_encrypt_key) != 0)
190         return -1;
191     if (AES_set_decrypt_key(keybuf, 128, &s->aes_decrypt_key) != 0)
192         return -1;
193 #if 0
194     /* test */
195     {
196         uint8_t in[16];
197         uint8_t out[16];
198         uint8_t tmp[16];
199         for(i=0;i<16;i++)
200             in[i] = i;
201         AES_encrypt(in, tmp, &s->aes_encrypt_key);
202         AES_decrypt(tmp, out, &s->aes_decrypt_key);
203         for(i = 0; i < 16; i++)
204             printf(" %02x", tmp[i]);
205         printf("\n");
206         for(i = 0; i < 16; i++)
207             printf(" %02x", out[i]);
208         printf("\n");
209     }
210 #endif
211     return 0;
212 }
213
214 /* The crypt function is compatible with the linux cryptoloop
215    algorithm for < 4 GB images. NOTE: out_buf == in_buf is
216    supported */
217 static void encrypt_sectors(BDRVQcowState *s, int64_t sector_num,
218                             uint8_t *out_buf, const uint8_t *in_buf,
219                             int nb_sectors, int enc,
220                             const AES_KEY *key)
221 {
222     union {
223         uint64_t ll[2];
224         uint8_t b[16];
225     } ivec;
226     int i;
227
228     for(i = 0; i < nb_sectors; i++) {
229         ivec.ll[0] = cpu_to_le64(sector_num);
230         ivec.ll[1] = 0;
231         AES_cbc_encrypt(in_buf, out_buf, 512, key,
232                         ivec.b, enc);
233         sector_num++;
234         in_buf += 512;
235         out_buf += 512;
236     }
237 }
238
239 /* 'allocate' is:
240  *
241  * 0 to not allocate.
242  *
243  * 1 to allocate a normal cluster (for sector indexes 'n_start' to
244  * 'n_end')
245  *
246  * 2 to allocate a compressed cluster of size
247  * 'compressed_size'. 'compressed_size' must be > 0 and <
248  * cluster_size
249  *
250  * return 0 if not allocated.
251  */
252 static uint64_t get_cluster_offset(BlockDriverState *bs,
253                                    uint64_t offset, int allocate,
254                                    int compressed_size,
255                                    int n_start, int n_end)
256 {
257     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
258     int min_index, i, j, l1_index, l2_index;
259     uint64_t l2_offset, *l2_table, cluster_offset, tmp;
260     uint32_t min_count;
261     int new_l2_table;
262
263     l1_index = offset >> (s->l2_bits + s->cluster_bits);
264     l2_offset = s->l1_table[l1_index];
265     new_l2_table = 0;
266     if (!l2_offset) {
267         if (!allocate)
268             return 0;
269         /* allocate a new l2 entry */
270         l2_offset = bdrv_getlength(bs->file);
271         /* round to cluster size */
272         l2_offset = (l2_offset + s->cluster_size - 1) & ~(s->cluster_size - 1);
273         /* update the L1 entry */
274         s->l1_table[l1_index] = l2_offset;
275         tmp = cpu_to_be64(l2_offset);
276         if (bdrv_pwrite(bs->file, s->l1_table_offset + l1_index * sizeof(tmp),
277                         &tmp, sizeof(tmp)) != sizeof(tmp))
278             return 0;
279         new_l2_table = 1;
280     }
281     for(i = 0; i < L2_CACHE_SIZE; i++) {
282         if (l2_offset == s->l2_cache_offsets[i]) {
283             /* increment the hit count */
284             if (++s->l2_cache_counts[i] == 0xffffffff) {
285                 for(j = 0; j < L2_CACHE_SIZE; j++) {
286                     s->l2_cache_counts[j] >>= 1;
287                 }
288             }
289             l2_table = s->l2_cache + (i << s->l2_bits);
290             goto found;
291         }
292     }
293     /* not found: load a new entry in the least used one */
294     min_index = 0;
295     min_count = 0xffffffff;
296     for(i = 0; i < L2_CACHE_SIZE; i++) {
297         if (s->l2_cache_counts[i] < min_count) {
298             min_count = s->l2_cache_counts[i];
299             min_index = i;
300         }
301     }
302     l2_table = s->l2_cache + (min_index << s->l2_bits);
303     if (new_l2_table) {
304         memset(l2_table, 0, s->l2_size * sizeof(uint64_t));
305         if (bdrv_pwrite(bs->file, l2_offset, l2_table, s->l2_size * sizeof(uint64_t)) !=
306             s->l2_size * sizeof(uint64_t))
307             return 0;
308     } else {
309         if (bdrv_pread(bs->file, l2_offset, l2_table, s->l2_size * sizeof(uint64_t)) !=
310             s->l2_size * sizeof(uint64_t))
311             return 0;
312     }
313     s->l2_cache_offsets[min_index] = l2_offset;
314     s->l2_cache_counts[min_index] = 1;
315  found:
316     l2_index = (offset >> s->cluster_bits) & (s->l2_size - 1);
317     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index]);
318     if (!cluster_offset ||
319         ((cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) && allocate == 1)) {
320         if (!allocate)
321             return 0;
322         /* allocate a new cluster */
323         if ((cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) &&
324             (n_end - n_start) < s->cluster_sectors) {
325             /* if the cluster is already compressed, we must
326                decompress it in the case it is not completely
327                overwritten */
328             if (decompress_cluster(bs, cluster_offset) < 0)
329                 return 0;
330             cluster_offset = bdrv_getlength(bs->file);
331             cluster_offset = (cluster_offset + s->cluster_size - 1) &
332                 ~(s->cluster_size - 1);
333             /* write the cluster content */
334             if (bdrv_pwrite(bs->file, cluster_offset, s->cluster_cache, s->cluster_size) !=
335                 s->cluster_size)
336                 return -1;
337         } else {
338             cluster_offset = bdrv_getlength(bs->file);
339             if (allocate == 1) {
340                 /* round to cluster size */
341                 cluster_offset = (cluster_offset + s->cluster_size - 1) &
342                     ~(s->cluster_size - 1);
343                 bdrv_truncate(bs->file, cluster_offset + s->cluster_size);
344                 /* if encrypted, we must initialize the cluster
345                    content which won't be written */
346                 if (s->crypt_method &&
347                     (n_end - n_start) < s->cluster_sectors) {
348                     uint64_t start_sect;
349                     start_sect = (offset & ~(s->cluster_size - 1)) >> 9;
350                     memset(s->cluster_data + 512, 0x00, 512);
351                     for(i = 0; i < s->cluster_sectors; i++) {
352                         if (i < n_start || i >= n_end) {
353                             encrypt_sectors(s, start_sect + i,
354                                             s->cluster_data,
355                                             s->cluster_data + 512, 1, 1,
356                                             &s->aes_encrypt_key);
357                             if (bdrv_pwrite(bs->file, cluster_offset + i * 512,
358                                             s->cluster_data, 512) != 512)
359                                 return -1;
360                         }
361                     }
362                 }
363             } else if (allocate == 2) {
364                 cluster_offset |= QCOW_OFLAG_COMPRESSED |
365                     (uint64_t)compressed_size << (63 - s->cluster_bits);
366             }
367         }
368         /* update L2 table */
369         tmp = cpu_to_be64(cluster_offset);
370         l2_table[l2_index] = tmp;
371         if (bdrv_pwrite(bs->file,
372                         l2_offset + l2_index * sizeof(tmp), &tmp, sizeof(tmp)) != sizeof(tmp))
373             return 0;
374     }
375     return cluster_offset;
376 }
377
378 static int qcow_is_allocated(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
379                              int nb_sectors, int *pnum)
380 {
381     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
382     int index_in_cluster, n;
383     uint64_t cluster_offset;
384
385     cluster_offset = get_cluster_offset(bs, sector_num << 9, 0, 0, 0, 0);
386     index_in_cluster = sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
387     n = s->cluster_sectors - index_in_cluster;
388     if (n > nb_sectors)
389         n = nb_sectors;
390     *pnum = n;
391     return (cluster_offset != 0);
392 }
393
394 static int decompress_buffer(uint8_t *out_buf, int out_buf_size,
395                              const uint8_t *buf, int buf_size)
396 {
397     z_stream strm1, *strm = &strm1;
398     int ret, out_len;
399
400     memset(strm, 0, sizeof(*strm));
401
402     strm->next_in = (uint8_t *)buf;
403     strm->avail_in = buf_size;
404     strm->next_out = out_buf;
405     strm->avail_out = out_buf_size;
406
407     ret = inflateInit2(strm, -12);
408     if (ret != Z_OK)
409         return -1;
410     ret = inflate(strm, Z_FINISH);
411     out_len = strm->next_out - out_buf;
412     if ((ret != Z_STREAM_END && ret != Z_BUF_ERROR) ||
413         out_len != out_buf_size) {
414         inflateEnd(strm);
415         return -1;
416     }
417     inflateEnd(strm);
418     return 0;
419 }
420
421 static int decompress_cluster(BlockDriverState *bs, uint64_t cluster_offset)
422 {
423     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
424     int ret, csize;
425     uint64_t coffset;
426
427     coffset = cluster_offset & s->cluster_offset_mask;
428     if (s->cluster_cache_offset != coffset) {
429         csize = cluster_offset >> (63 - s->cluster_bits);
430         csize &= (s->cluster_size - 1);
431         ret = bdrv_pread(bs->file, coffset, s->cluster_data, csize);
432         if (ret != csize)
433             return -1;
434         if (decompress_buffer(s->cluster_cache, s->cluster_size,
435                               s->cluster_data, csize) < 0) {
436             return -1;
437         }
438         s->cluster_cache_offset = coffset;
439     }
440     return 0;
441 }
442
443 #if 0
444
445 static int qcow_read(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
446                      uint8_t *buf, int nb_sectors)
447 {
448     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
449     int ret, index_in_cluster, n;
450     uint64_t cluster_offset;
451
452     while (nb_sectors > 0) {
453         cluster_offset = get_cluster_offset(bs, sector_num << 9, 0, 0, 0, 0);
454         index_in_cluster = sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
455         n = s->cluster_sectors - index_in_cluster;
456         if (n > nb_sectors)
457             n = nb_sectors;
458         if (!cluster_offset) {
459             if (bs->backing_hd) {
460                 /* read from the base image */
461                 ret = bdrv_read(bs->backing_hd, sector_num, buf, n);
462                 if (ret < 0)
463                     return -1;
464             } else {
465                 memset(buf, 0, 512 * n);
466             }
467         } else if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
468             if (decompress_cluster(bs, cluster_offset) < 0)
469                 return -1;
470             memcpy(buf, s->cluster_cache + index_in_cluster * 512, 512 * n);
471         } else {
472             ret = bdrv_pread(bs->file, cluster_offset + index_in_cluster * 512, buf, n * 512);
473             if (ret != n * 512)
474                 return -1;
475             if (s->crypt_method) {
476                 encrypt_sectors(s, sector_num, buf, buf, n, 0,
477                                 &s->aes_decrypt_key);
478             }
479         }
480         nb_sectors -= n;
481         sector_num += n;
482         buf += n * 512;
483     }
484     return 0;
485 }
486 #endif
487
488 typedef struct QCowAIOCB {
489     BlockDriverAIOCB common;
490     int64_t sector_num;
491     QEMUIOVector *qiov;
492     uint8_t *buf;
493     void *orig_buf;
494     int nb_sectors;
495     int n;
496     uint64_t cluster_offset;
497     uint8_t *cluster_data;
498     struct iovec hd_iov;
499     QEMUIOVector hd_qiov;
500     BlockDriverAIOCB *hd_aiocb;
501 } QCowAIOCB;
502
503 static void qcow_aio_cancel(BlockDriverAIOCB *blockacb)
504 {
505     QCowAIOCB *acb = container_of(blockacb, QCowAIOCB, common);
506     if (acb->hd_aiocb)
507         bdrv_aio_cancel(acb->hd_aiocb);
508     qemu_aio_release(acb);
509 }
510
511 static AIOPool qcow_aio_pool = {
512     .aiocb_size         = sizeof(QCowAIOCB),
513     .cancel             = qcow_aio_cancel,
514 };
515
516 static QCowAIOCB *qcow_aio_setup(BlockDriverState *bs,
517         int64_t sector_num, QEMUIOVector *qiov, int nb_sectors,
518         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque, int is_write)
519 {
520     QCowAIOCB *acb;
521
522     acb = qemu_aio_get(&qcow_aio_pool, bs, cb, opaque);
523     if (!acb)
524         return NULL;
525     acb->hd_aiocb = NULL;
526     acb->sector_num = sector_num;
527     acb->qiov = qiov;
528     if (qiov->niov > 1) {
529         acb->buf = acb->orig_buf = qemu_blockalign(bs, qiov->size);
530         if (is_write)
531             qemu_iovec_to_buffer(qiov, acb->buf);
532     } else {
533         acb->buf = (uint8_t *)qiov->iov->iov_base;
534     }
535     acb->nb_sectors = nb_sectors;
536     acb->n = 0;
537     acb->cluster_offset = 0;
538     return acb;
539 }
540
541 static void qcow_aio_read_cb(void *opaque, int ret)
542 {
543     QCowAIOCB *acb = opaque;
544     BlockDriverState *bs = acb->common.bs;
545     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
546     int index_in_cluster;
547
548     acb->hd_aiocb = NULL;
549     if (ret < 0)
550         goto done;
551
552  redo:
553     /* post process the read buffer */
554     if (!acb->cluster_offset) {
555         /* nothing to do */
556     } else if (acb->cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
557         /* nothing to do */
558     } else {
559         if (s->crypt_method) {
560             encrypt_sectors(s, acb->sector_num, acb->buf, acb->buf,
561                             acb->n, 0,
562                             &s->aes_decrypt_key);
563         }
564     }
565
566     acb->nb_sectors -= acb->n;
567     acb->sector_num += acb->n;
568     acb->buf += acb->n * 512;
569
570     if (acb->nb_sectors == 0) {
571         /* request completed */
572         ret = 0;
573         goto done;
574     }
575
576     /* prepare next AIO request */
577     acb->cluster_offset = get_cluster_offset(bs, acb->sector_num << 9,
578                                              0, 0, 0, 0);
579     index_in_cluster = acb->sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
580     acb->n = s->cluster_sectors - index_in_cluster;
581     if (acb->n > acb->nb_sectors)
582         acb->n = acb->nb_sectors;
583
584     if (!acb->cluster_offset) {
585         if (bs->backing_hd) {
586             /* read from the base image */
587             acb->hd_iov.iov_base = (void *)acb->buf;
588             acb->hd_iov.iov_len = acb->n * 512;
589             qemu_iovec_init_external(&acb->hd_qiov, &acb->hd_iov, 1);
590             acb->hd_aiocb = bdrv_aio_readv(bs->backing_hd, acb->sector_num,
591                 &acb->hd_qiov, acb->n, qcow_aio_read_cb, acb);
592             if (acb->hd_aiocb == NULL)
593                 goto done;
594         } else {
595             /* Note: in this case, no need to wait */
596             memset(acb->buf, 0, 512 * acb->n);
597             goto redo;
598         }
599     } else if (acb->cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
600         /* add AIO support for compressed blocks ? */
601         if (decompress_cluster(bs, acb->cluster_offset) < 0)
602             goto done;
603         memcpy(acb->buf,
604                s->cluster_cache + index_in_cluster * 512, 512 * acb->n);
605         goto redo;
606     } else {
607         if ((acb->cluster_offset & 511) != 0) {
608             ret = -EIO;
609             goto done;
610         }
611         acb->hd_iov.iov_base = (void *)acb->buf;
612         acb->hd_iov.iov_len = acb->n * 512;
613         qemu_iovec_init_external(&acb->hd_qiov, &acb->hd_iov, 1);
614         acb->hd_aiocb = bdrv_aio_readv(bs->file,
615                             (acb->cluster_offset >> 9) + index_in_cluster,
616                             &acb->hd_qiov, acb->n, qcow_aio_read_cb, acb);
617         if (acb->hd_aiocb == NULL)
618             goto done;
619     }
620
621     return;
622
623 done:
624     if (acb->qiov->niov > 1) {
625         qemu_iovec_from_buffer(acb->qiov, acb->orig_buf, acb->qiov->size);
626         qemu_vfree(acb->orig_buf);
627     }
628     acb->common.cb(acb->common.opaque, ret);
629     qemu_aio_release(acb);
630 }
631
632 static BlockDriverAIOCB *qcow_aio_readv(BlockDriverState *bs,
633         int64_t sector_num, QEMUIOVector *qiov, int nb_sectors,
634         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
635 {
636     QCowAIOCB *acb;
637
638     acb = qcow_aio_setup(bs, sector_num, qiov, nb_sectors, cb, opaque, 0);
639     if (!acb)
640         return NULL;
641
642     qcow_aio_read_cb(acb, 0);
643     return &acb->common;
644 }
645
646 static void qcow_aio_write_cb(void *opaque, int ret)
647 {
648     QCowAIOCB *acb = opaque;
649     BlockDriverState *bs = acb->common.bs;
650     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
651     int index_in_cluster;
652     uint64_t cluster_offset;
653     const uint8_t *src_buf;
654
655     acb->hd_aiocb = NULL;
656
657     if (ret < 0)
658         goto done;
659
660     acb->nb_sectors -= acb->n;
661     acb->sector_num += acb->n;
662     acb->buf += acb->n * 512;
663
664     if (acb->nb_sectors == 0) {
665         /* request completed */
666         ret = 0;
667         goto done;
668     }
669
670     index_in_cluster = acb->sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
671     acb->n = s->cluster_sectors - index_in_cluster;
672     if (acb->n > acb->nb_sectors)
673         acb->n = acb->nb_sectors;
674     cluster_offset = get_cluster_offset(bs, acb->sector_num << 9, 1, 0,
675                                         index_in_cluster,
676                                         index_in_cluster + acb->n);
677     if (!cluster_offset || (cluster_offset & 511) != 0) {
678         ret = -EIO;
679         goto done;
680     }
681     if (s->crypt_method) {
682         if (!acb->cluster_data) {
683             acb->cluster_data = qemu_mallocz(s->cluster_size);
684             if (!acb->cluster_data) {
685                 ret = -ENOMEM;
686                 goto done;
687             }
688         }
689         encrypt_sectors(s, acb->sector_num, acb->cluster_data, acb->buf,
690                         acb->n, 1, &s->aes_encrypt_key);
691         src_buf = acb->cluster_data;
692     } else {
693         src_buf = acb->buf;
694     }
695
696     acb->hd_iov.iov_base = (void *)src_buf;
697     acb->hd_iov.iov_len = acb->n * 512;
698     qemu_iovec_init_external(&acb->hd_qiov, &acb->hd_iov, 1);
699     acb->hd_aiocb = bdrv_aio_writev(bs->file,
700                                     (cluster_offset >> 9) + index_in_cluster,
701                                     &acb->hd_qiov, acb->n,
702                                     qcow_aio_write_cb, acb);
703     if (acb->hd_aiocb == NULL)
704         goto done;
705     return;
706
707 done:
708     if (acb->qiov->niov > 1)
709         qemu_vfree(acb->orig_buf);
710     acb->common.cb(acb->common.opaque, ret);
711     qemu_aio_release(acb);
712 }
713
714 static BlockDriverAIOCB *qcow_aio_writev(BlockDriverState *bs,
715         int64_t sector_num, QEMUIOVector *qiov, int nb_sectors,
716         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
717 {
718     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
719     QCowAIOCB *acb;
720
721     s->cluster_cache_offset = -1; /* disable compressed cache */
722
723     acb = qcow_aio_setup(bs, sector_num, qiov, nb_sectors, cb, opaque, 1);
724     if (!acb)
725         return NULL;
726
727
728     qcow_aio_write_cb(acb, 0);
729     return &acb->common;
730 }
731
732 static void qcow_close(BlockDriverState *bs)
733 {
734     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
735     qemu_free(s->l1_table);
736     qemu_free(s->l2_cache);
737     qemu_free(s->cluster_cache);
738     qemu_free(s->cluster_data);
739 }
740
741 static int qcow_create(const char *filename, QEMUOptionParameter *options)
742 {
743     int fd, header_size, backing_filename_len, l1_size, i, shift;
744     QCowHeader header;
745     uint64_t tmp;
746     int64_t total_size = 0;
747     const char *backing_file = NULL;
748     int flags = 0;
749     int ret;
750
751     /* Read out options */
752     while (options && options->name) {
753         if (!strcmp(options->name, BLOCK_OPT_SIZE)) {
754             total_size = options->value.n / 512;
755         } else if (!strcmp(options->name, BLOCK_OPT_BACKING_FILE)) {
756             backing_file = options->value.s;
757         } else if (!strcmp(options->name, BLOCK_OPT_ENCRYPT)) {
758             flags |= options->value.n ? BLOCK_FLAG_ENCRYPT : 0;
759         }
760         options++;
761     }
762
763     fd = open(filename, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC | O_BINARY, 0644);
764     if (fd < 0)
765         return -errno;
766     memset(&header, 0, sizeof(header));
767     header.magic = cpu_to_be32(QCOW_MAGIC);
768     header.version = cpu_to_be32(QCOW_VERSION);
769     header.size = cpu_to_be64(total_size * 512);
770     header_size = sizeof(header);
771     backing_filename_len = 0;
772     if (backing_file) {
773         if (strcmp(backing_file, "fat:")) {
774             header.backing_file_offset = cpu_to_be64(header_size);
775             backing_filename_len = strlen(backing_file);
776             header.backing_file_size = cpu_to_be32(backing_filename_len);
777             header_size += backing_filename_len;
778         } else {
779             /* special backing file for vvfat */
780             backing_file = NULL;
781         }
782         header.cluster_bits = 9; /* 512 byte cluster to avoid copying
783                                     unmodifyed sectors */
784         header.l2_bits = 12; /* 32 KB L2 tables */
785     } else {
786         header.cluster_bits = 12; /* 4 KB clusters */
787         header.l2_bits = 9; /* 4 KB L2 tables */
788     }
789     header_size = (header_size + 7) & ~7;
790     shift = header.cluster_bits + header.l2_bits;
791     l1_size = ((total_size * 512) + (1LL << shift) - 1) >> shift;
792
793     header.l1_table_offset = cpu_to_be64(header_size);
794     if (flags & BLOCK_FLAG_ENCRYPT) {
795         header.crypt_method = cpu_to_be32(QCOW_CRYPT_AES);
796     } else {
797         header.crypt_method = cpu_to_be32(QCOW_CRYPT_NONE);
798     }
799
800     /* write all the data */
801     ret = qemu_write_full(fd, &header, sizeof(header));
802     if (ret != sizeof(header)) {
803         ret = -errno;
804         goto exit;
805     }
806
807     if (backing_file) {
808         ret = qemu_write_full(fd, backing_file, backing_filename_len);
809         if (ret != backing_filename_len) {
810             ret = -errno;
811             goto exit;
812         }
813
814     }
815     lseek(fd, header_size, SEEK_SET);
816     tmp = 0;
817     for(i = 0;i < l1_size; i++) {
818         ret = qemu_write_full(fd, &tmp, sizeof(tmp));
819         if (ret != sizeof(tmp)) {
820             ret = -errno;
821             goto exit;
822         }
823     }
824
825     ret = 0;
826 exit:
827     close(fd);
828     return ret;
829 }
830
831 static int qcow_make_empty(BlockDriverState *bs)
832 {
833     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
834     uint32_t l1_length = s->l1_size * sizeof(uint64_t);
835     int ret;
836
837     memset(s->l1_table, 0, l1_length);
838     if (bdrv_pwrite(bs->file, s->l1_table_offset, s->l1_table, l1_length) < 0)
839         return -1;
840     ret = bdrv_truncate(bs->file, s->l1_table_offset + l1_length);
841     if (ret < 0)
842         return ret;
843
844     memset(s->l2_cache, 0, s->l2_size * L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint64_t));
845     memset(s->l2_cache_offsets, 0, L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint64_t));
846     memset(s->l2_cache_counts, 0, L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint32_t));
847
848     return 0;
849 }
850
851 /* XXX: put compressed sectors first, then all the cluster aligned
852    tables to avoid losing bytes in alignment */
853 static int qcow_write_compressed(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
854                                  const uint8_t *buf, int nb_sectors)
855 {
856     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
857     z_stream strm;
858     int ret, out_len;
859     uint8_t *out_buf;
860     uint64_t cluster_offset;
861
862     if (nb_sectors != s->cluster_sectors)
863         return -EINVAL;
864
865     out_buf = qemu_malloc(s->cluster_size + (s->cluster_size / 1000) + 128);
866     if (!out_buf)
867         return -1;
868
869     /* best compression, small window, no zlib header */
870     memset(&strm, 0, sizeof(strm));
871     ret = deflateInit2(&strm, Z_DEFAULT_COMPRESSION,
872                        Z_DEFLATED, -12,
873                        9, Z_DEFAULT_STRATEGY);
874     if (ret != 0) {
875         qemu_free(out_buf);
876         return -1;
877     }
878
879     strm.avail_in = s->cluster_size;
880     strm.next_in = (uint8_t *)buf;
881     strm.avail_out = s->cluster_size;
882     strm.next_out = out_buf;
883
884     ret = deflate(&strm, Z_FINISH);
885     if (ret != Z_STREAM_END && ret != Z_OK) {
886         qemu_free(out_buf);
887         deflateEnd(&strm);
888         return -1;
889     }
890     out_len = strm.next_out - out_buf;
891
892     deflateEnd(&strm);
893
894     if (ret != Z_STREAM_END || out_len >= s->cluster_size) {
895         /* could not compress: write normal cluster */
896         bdrv_write(bs, sector_num, buf, s->cluster_sectors);
897     } else {
898         cluster_offset = get_cluster_offset(bs, sector_num << 9, 2,
899                                             out_len, 0, 0);
900         cluster_offset &= s->cluster_offset_mask;
901         if (bdrv_pwrite(bs->file, cluster_offset, out_buf, out_len) != out_len) {
902             qemu_free(out_buf);
903             return -1;
904         }
905     }
906
907     qemu_free(out_buf);
908     return 0;
909 }
910
911 static void qcow_flush(BlockDriverState *bs)
912 {
913     bdrv_flush(bs->file);
914 }
915
916 static BlockDriverAIOCB *qcow_aio_flush(BlockDriverState *bs,
917         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
918 {
919     return bdrv_aio_flush(bs->file, cb, opaque);
920 }
921
922 static int qcow_get_info(BlockDriverState *bs, BlockDriverInfo *bdi)
923 {
924     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
925     bdi->cluster_size = s->cluster_size;
926     return 0;
927 }
928
929
930 static QEMUOptionParameter qcow_create_options[] = {
931     {
932         .name = BLOCK_OPT_SIZE,
933         .type = OPT_SIZE,
934         .help = "Virtual disk size"
935     },
936     {
937         .name = BLOCK_OPT_BACKING_FILE,
938         .type = OPT_STRING,
939         .help = "File name of a base image"
940     },
941     {
942         .name = BLOCK_OPT_ENCRYPT,
943         .type = OPT_FLAG,
944         .help = "Encrypt the image"
945     },
946     { NULL }
947 };
948
949 static BlockDriver bdrv_qcow = {
950     .format_name        = "qcow",
951     .instance_size      = sizeof(BDRVQcowState),
952     .bdrv_probe         = qcow_probe,
953     .bdrv_open          = qcow_open,
954     .bdrv_close         = qcow_close,
955     .bdrv_create        = qcow_create,
956     .bdrv_flush         = qcow_flush,
957     .bdrv_is_allocated  = qcow_is_allocated,
958     .bdrv_set_key       = qcow_set_key,
959     .bdrv_make_empty    = qcow_make_empty,
960     .bdrv_aio_readv     = qcow_aio_readv,
961     .bdrv_aio_writev    = qcow_aio_writev,
962     .bdrv_aio_flush     = qcow_aio_flush,
963     .bdrv_write_compressed = qcow_write_compressed,
964     .bdrv_get_info      = qcow_get_info,
965
966     .create_options = qcow_create_options,
967 };
968
969 static void bdrv_qcow_init(void)
970 {
971     bdrv_register(&bdrv_qcow);
972 }
973
974 block_init(bdrv_qcow_init);
This page took 0.081922 seconds and 4 git commands to generate.