]> Git Repo - qemu.git/blob - block/qcow2-cluster.c
qcow2: Convert qcow2_get_cluster_offset() into qcow2_get_host_offset()
[qemu.git] / block / qcow2-cluster.c
1 /*
2  * Block driver for the QCOW version 2 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
25 #include "qemu/osdep.h"
26 #include <zlib.h>
27
28 #include "qapi/error.h"
29 #include "qcow2.h"
30 #include "qemu/bswap.h"
31 #include "trace.h"
32
33 int qcow2_shrink_l1_table(BlockDriverState *bs, uint64_t exact_size)
34 {
35     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
36     int new_l1_size, i, ret;
37
38     if (exact_size >= s->l1_size) {
39         return 0;
40     }
41
42     new_l1_size = exact_size;
43
44 #ifdef DEBUG_ALLOC2
45     fprintf(stderr, "shrink l1_table from %d to %d\n", s->l1_size, new_l1_size);
46 #endif
47
48     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L1_SHRINK_WRITE_TABLE);
49     ret = bdrv_pwrite_zeroes(bs->file, s->l1_table_offset +
50                                        new_l1_size * sizeof(uint64_t),
51                              (s->l1_size - new_l1_size) * sizeof(uint64_t), 0);
52     if (ret < 0) {
53         goto fail;
54     }
55
56     ret = bdrv_flush(bs->file->bs);
57     if (ret < 0) {
58         goto fail;
59     }
60
61     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L1_SHRINK_FREE_L2_CLUSTERS);
62     for (i = s->l1_size - 1; i > new_l1_size - 1; i--) {
63         if ((s->l1_table[i] & L1E_OFFSET_MASK) == 0) {
64             continue;
65         }
66         qcow2_free_clusters(bs, s->l1_table[i] & L1E_OFFSET_MASK,
67                             s->cluster_size, QCOW2_DISCARD_ALWAYS);
68         s->l1_table[i] = 0;
69     }
70     return 0;
71
72 fail:
73     /*
74      * If the write in the l1_table failed the image may contain a partially
75      * overwritten l1_table. In this case it would be better to clear the
76      * l1_table in memory to avoid possible image corruption.
77      */
78     memset(s->l1_table + new_l1_size, 0,
79            (s->l1_size - new_l1_size) * sizeof(uint64_t));
80     return ret;
81 }
82
83 int qcow2_grow_l1_table(BlockDriverState *bs, uint64_t min_size,
84                         bool exact_size)
85 {
86     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
87     int new_l1_size2, ret, i;
88     uint64_t *new_l1_table;
89     int64_t old_l1_table_offset, old_l1_size;
90     int64_t new_l1_table_offset, new_l1_size;
91     uint8_t data[12];
92
93     if (min_size <= s->l1_size)
94         return 0;
95
96     /* Do a sanity check on min_size before trying to calculate new_l1_size
97      * (this prevents overflows during the while loop for the calculation of
98      * new_l1_size) */
99     if (min_size > INT_MAX / sizeof(uint64_t)) {
100         return -EFBIG;
101     }
102
103     if (exact_size) {
104         new_l1_size = min_size;
105     } else {
106         /* Bump size up to reduce the number of times we have to grow */
107         new_l1_size = s->l1_size;
108         if (new_l1_size == 0) {
109             new_l1_size = 1;
110         }
111         while (min_size > new_l1_size) {
112             new_l1_size = DIV_ROUND_UP(new_l1_size * 3, 2);
113         }
114     }
115
116     QEMU_BUILD_BUG_ON(QCOW_MAX_L1_SIZE > INT_MAX);
117     if (new_l1_size > QCOW_MAX_L1_SIZE / sizeof(uint64_t)) {
118         return -EFBIG;
119     }
120
121 #ifdef DEBUG_ALLOC2
122     fprintf(stderr, "grow l1_table from %d to %" PRId64 "\n",
123             s->l1_size, new_l1_size);
124 #endif
125
126     new_l1_size2 = sizeof(uint64_t) * new_l1_size;
127     new_l1_table = qemu_try_blockalign(bs->file->bs, new_l1_size2);
128     if (new_l1_table == NULL) {
129         return -ENOMEM;
130     }
131     memset(new_l1_table, 0, new_l1_size2);
132
133     if (s->l1_size) {
134         memcpy(new_l1_table, s->l1_table, s->l1_size * sizeof(uint64_t));
135     }
136
137     /* write new table (align to cluster) */
138     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L1_GROW_ALLOC_TABLE);
139     new_l1_table_offset = qcow2_alloc_clusters(bs, new_l1_size2);
140     if (new_l1_table_offset < 0) {
141         qemu_vfree(new_l1_table);
142         return new_l1_table_offset;
143     }
144
145     ret = qcow2_cache_flush(bs, s->refcount_block_cache);
146     if (ret < 0) {
147         goto fail;
148     }
149
150     /* the L1 position has not yet been updated, so these clusters must
151      * indeed be completely free */
152     ret = qcow2_pre_write_overlap_check(bs, 0, new_l1_table_offset,
153                                         new_l1_size2, false);
154     if (ret < 0) {
155         goto fail;
156     }
157
158     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L1_GROW_WRITE_TABLE);
159     for(i = 0; i < s->l1_size; i++)
160         new_l1_table[i] = cpu_to_be64(new_l1_table[i]);
161     ret = bdrv_pwrite_sync(bs->file, new_l1_table_offset,
162                            new_l1_table, new_l1_size2);
163     if (ret < 0)
164         goto fail;
165     for(i = 0; i < s->l1_size; i++)
166         new_l1_table[i] = be64_to_cpu(new_l1_table[i]);
167
168     /* set new table */
169     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L1_GROW_ACTIVATE_TABLE);
170     stl_be_p(data, new_l1_size);
171     stq_be_p(data + 4, new_l1_table_offset);
172     ret = bdrv_pwrite_sync(bs->file, offsetof(QCowHeader, l1_size),
173                            data, sizeof(data));
174     if (ret < 0) {
175         goto fail;
176     }
177     qemu_vfree(s->l1_table);
178     old_l1_table_offset = s->l1_table_offset;
179     s->l1_table_offset = new_l1_table_offset;
180     s->l1_table = new_l1_table;
181     old_l1_size = s->l1_size;
182     s->l1_size = new_l1_size;
183     qcow2_free_clusters(bs, old_l1_table_offset, old_l1_size * sizeof(uint64_t),
184                         QCOW2_DISCARD_OTHER);
185     return 0;
186  fail:
187     qemu_vfree(new_l1_table);
188     qcow2_free_clusters(bs, new_l1_table_offset, new_l1_size2,
189                         QCOW2_DISCARD_OTHER);
190     return ret;
191 }
192
193 /*
194  * l2_load
195  *
196  * @bs: The BlockDriverState
197  * @offset: A guest offset, used to calculate what slice of the L2
198  *          table to load.
199  * @l2_offset: Offset to the L2 table in the image file.
200  * @l2_slice: Location to store the pointer to the L2 slice.
201  *
202  * Loads a L2 slice into memory (L2 slices are the parts of L2 tables
203  * that are loaded by the qcow2 cache). If the slice is in the cache,
204  * the cache is used; otherwise the L2 slice is loaded from the image
205  * file.
206  */
207 static int l2_load(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
208                    uint64_t l2_offset, uint64_t **l2_slice)
209 {
210     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
211     int start_of_slice = sizeof(uint64_t) *
212         (offset_to_l2_index(s, offset) - offset_to_l2_slice_index(s, offset));
213
214     return qcow2_cache_get(bs, s->l2_table_cache, l2_offset + start_of_slice,
215                            (void **)l2_slice);
216 }
217
218 /*
219  * Writes an L1 entry to disk (note that depending on the alignment
220  * requirements this function may write more that just one entry in
221  * order to prevent bdrv_pwrite from performing a read-modify-write)
222  */
223 int qcow2_write_l1_entry(BlockDriverState *bs, int l1_index)
224 {
225     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
226     int l1_start_index;
227     int i, ret;
228     int bufsize = MAX(sizeof(uint64_t),
229                       MIN(bs->file->bs->bl.request_alignment, s->cluster_size));
230     int nentries = bufsize / sizeof(uint64_t);
231     g_autofree uint64_t *buf = g_try_new0(uint64_t, nentries);
232
233     if (buf == NULL) {
234         return -ENOMEM;
235     }
236
237     l1_start_index = QEMU_ALIGN_DOWN(l1_index, nentries);
238     for (i = 0; i < MIN(nentries, s->l1_size - l1_start_index); i++) {
239         buf[i] = cpu_to_be64(s->l1_table[l1_start_index + i]);
240     }
241
242     ret = qcow2_pre_write_overlap_check(bs, QCOW2_OL_ACTIVE_L1,
243             s->l1_table_offset + 8 * l1_start_index, bufsize, false);
244     if (ret < 0) {
245         return ret;
246     }
247
248     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L1_UPDATE);
249     ret = bdrv_pwrite_sync(bs->file,
250                            s->l1_table_offset + 8 * l1_start_index,
251                            buf, bufsize);
252     if (ret < 0) {
253         return ret;
254     }
255
256     return 0;
257 }
258
259 /*
260  * l2_allocate
261  *
262  * Allocate a new l2 entry in the file. If l1_index points to an already
263  * used entry in the L2 table (i.e. we are doing a copy on write for the L2
264  * table) copy the contents of the old L2 table into the newly allocated one.
265  * Otherwise the new table is initialized with zeros.
266  *
267  */
268
269 static int l2_allocate(BlockDriverState *bs, int l1_index)
270 {
271     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
272     uint64_t old_l2_offset;
273     uint64_t *l2_slice = NULL;
274     unsigned slice, slice_size2, n_slices;
275     int64_t l2_offset;
276     int ret;
277
278     old_l2_offset = s->l1_table[l1_index];
279
280     trace_qcow2_l2_allocate(bs, l1_index);
281
282     /* allocate a new l2 entry */
283
284     l2_offset = qcow2_alloc_clusters(bs, s->l2_size * sizeof(uint64_t));
285     if (l2_offset < 0) {
286         ret = l2_offset;
287         goto fail;
288     }
289
290     /* The offset must fit in the offset field of the L1 table entry */
291     assert((l2_offset & L1E_OFFSET_MASK) == l2_offset);
292
293     /* If we're allocating the table at offset 0 then something is wrong */
294     if (l2_offset == 0) {
295         qcow2_signal_corruption(bs, true, -1, -1, "Preventing invalid "
296                                 "allocation of L2 table at offset 0");
297         ret = -EIO;
298         goto fail;
299     }
300
301     ret = qcow2_cache_flush(bs, s->refcount_block_cache);
302     if (ret < 0) {
303         goto fail;
304     }
305
306     /* allocate a new entry in the l2 cache */
307
308     slice_size2 = s->l2_slice_size * sizeof(uint64_t);
309     n_slices = s->cluster_size / slice_size2;
310
311     trace_qcow2_l2_allocate_get_empty(bs, l1_index);
312     for (slice = 0; slice < n_slices; slice++) {
313         ret = qcow2_cache_get_empty(bs, s->l2_table_cache,
314                                     l2_offset + slice * slice_size2,
315                                     (void **) &l2_slice);
316         if (ret < 0) {
317             goto fail;
318         }
319
320         if ((old_l2_offset & L1E_OFFSET_MASK) == 0) {
321             /* if there was no old l2 table, clear the new slice */
322             memset(l2_slice, 0, slice_size2);
323         } else {
324             uint64_t *old_slice;
325             uint64_t old_l2_slice_offset =
326                 (old_l2_offset & L1E_OFFSET_MASK) + slice * slice_size2;
327
328             /* if there was an old l2 table, read a slice from the disk */
329             BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L2_ALLOC_COW_READ);
330             ret = qcow2_cache_get(bs, s->l2_table_cache, old_l2_slice_offset,
331                                   (void **) &old_slice);
332             if (ret < 0) {
333                 goto fail;
334             }
335
336             memcpy(l2_slice, old_slice, slice_size2);
337
338             qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &old_slice);
339         }
340
341         /* write the l2 slice to the file */
342         BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L2_ALLOC_WRITE);
343
344         trace_qcow2_l2_allocate_write_l2(bs, l1_index);
345         qcow2_cache_entry_mark_dirty(s->l2_table_cache, l2_slice);
346         qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
347     }
348
349     ret = qcow2_cache_flush(bs, s->l2_table_cache);
350     if (ret < 0) {
351         goto fail;
352     }
353
354     /* update the L1 entry */
355     trace_qcow2_l2_allocate_write_l1(bs, l1_index);
356     s->l1_table[l1_index] = l2_offset | QCOW_OFLAG_COPIED;
357     ret = qcow2_write_l1_entry(bs, l1_index);
358     if (ret < 0) {
359         goto fail;
360     }
361
362     trace_qcow2_l2_allocate_done(bs, l1_index, 0);
363     return 0;
364
365 fail:
366     trace_qcow2_l2_allocate_done(bs, l1_index, ret);
367     if (l2_slice != NULL) {
368         qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
369     }
370     s->l1_table[l1_index] = old_l2_offset;
371     if (l2_offset > 0) {
372         qcow2_free_clusters(bs, l2_offset, s->l2_size * sizeof(uint64_t),
373                             QCOW2_DISCARD_ALWAYS);
374     }
375     return ret;
376 }
377
378 /*
379  * Checks how many clusters in a given L2 slice are contiguous in the image
380  * file. As soon as one of the flags in the bitmask stop_flags changes compared
381  * to the first cluster, the search is stopped and the cluster is not counted
382  * as contiguous. (This allows it, for example, to stop at the first compressed
383  * cluster which may require a different handling)
384  */
385 static int count_contiguous_clusters(BlockDriverState *bs, int nb_clusters,
386         int cluster_size, uint64_t *l2_slice, uint64_t stop_flags)
387 {
388     int i;
389     QCow2ClusterType first_cluster_type;
390     uint64_t mask = stop_flags | L2E_OFFSET_MASK | QCOW_OFLAG_COMPRESSED;
391     uint64_t first_entry = be64_to_cpu(l2_slice[0]);
392     uint64_t offset = first_entry & mask;
393
394     first_cluster_type = qcow2_get_cluster_type(bs, first_entry);
395     if (first_cluster_type == QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED) {
396         return 0;
397     }
398
399     /* must be allocated */
400     assert(first_cluster_type == QCOW2_CLUSTER_NORMAL ||
401            first_cluster_type == QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC);
402
403     for (i = 0; i < nb_clusters; i++) {
404         uint64_t l2_entry = be64_to_cpu(l2_slice[i]) & mask;
405         if (offset + (uint64_t) i * cluster_size != l2_entry) {
406             break;
407         }
408     }
409
410         return i;
411 }
412
413 /*
414  * Checks how many consecutive unallocated clusters in a given L2
415  * slice have the same cluster type.
416  */
417 static int count_contiguous_clusters_unallocated(BlockDriverState *bs,
418                                                  int nb_clusters,
419                                                  uint64_t *l2_slice,
420                                                  QCow2ClusterType wanted_type)
421 {
422     int i;
423
424     assert(wanted_type == QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN ||
425            wanted_type == QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED);
426     for (i = 0; i < nb_clusters; i++) {
427         uint64_t entry = be64_to_cpu(l2_slice[i]);
428         QCow2ClusterType type = qcow2_get_cluster_type(bs, entry);
429
430         if (type != wanted_type) {
431             break;
432         }
433     }
434
435     return i;
436 }
437
438 static int coroutine_fn do_perform_cow_read(BlockDriverState *bs,
439                                             uint64_t src_cluster_offset,
440                                             unsigned offset_in_cluster,
441                                             QEMUIOVector *qiov)
442 {
443     int ret;
444
445     if (qiov->size == 0) {
446         return 0;
447     }
448
449     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_COW_READ);
450
451     if (!bs->drv) {
452         return -ENOMEDIUM;
453     }
454
455     /* Call .bdrv_co_readv() directly instead of using the public block-layer
456      * interface.  This avoids double I/O throttling and request tracking,
457      * which can lead to deadlock when block layer copy-on-read is enabled.
458      */
459     ret = bs->drv->bdrv_co_preadv_part(bs,
460                                        src_cluster_offset + offset_in_cluster,
461                                        qiov->size, qiov, 0, 0);
462     if (ret < 0) {
463         return ret;
464     }
465
466     return 0;
467 }
468
469 static int coroutine_fn do_perform_cow_write(BlockDriverState *bs,
470                                              uint64_t cluster_offset,
471                                              unsigned offset_in_cluster,
472                                              QEMUIOVector *qiov)
473 {
474     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
475     int ret;
476
477     if (qiov->size == 0) {
478         return 0;
479     }
480
481     ret = qcow2_pre_write_overlap_check(bs, 0,
482             cluster_offset + offset_in_cluster, qiov->size, true);
483     if (ret < 0) {
484         return ret;
485     }
486
487     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_COW_WRITE);
488     ret = bdrv_co_pwritev(s->data_file, cluster_offset + offset_in_cluster,
489                           qiov->size, qiov, 0);
490     if (ret < 0) {
491         return ret;
492     }
493
494     return 0;
495 }
496
497
498 /*
499  * get_host_offset
500  *
501  * For a given offset of the virtual disk find the equivalent host
502  * offset in the qcow2 file and store it in *host_offset. Neither
503  * offset needs to be aligned to a cluster boundary.
504  *
505  * If the cluster is unallocated then *host_offset will be 0.
506  * If the cluster is compressed then *host_offset will contain the
507  * complete compressed cluster descriptor.
508  *
509  * On entry, *bytes is the maximum number of contiguous bytes starting at
510  * offset that we are interested in.
511  *
512  * On exit, *bytes is the number of bytes starting at offset that have the same
513  * cluster type and (if applicable) are stored contiguously in the image file.
514  * Compressed clusters are always returned one by one.
515  *
516  * Returns the cluster type (QCOW2_CLUSTER_*) on success, -errno in error
517  * cases.
518  */
519 int qcow2_get_host_offset(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
520                           unsigned int *bytes, uint64_t *host_offset)
521 {
522     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
523     unsigned int l2_index;
524     uint64_t l1_index, l2_offset, *l2_slice, l2_entry;
525     int c;
526     unsigned int offset_in_cluster;
527     uint64_t bytes_available, bytes_needed, nb_clusters;
528     QCow2ClusterType type;
529     int ret;
530
531     offset_in_cluster = offset_into_cluster(s, offset);
532     bytes_needed = (uint64_t) *bytes + offset_in_cluster;
533
534     /* compute how many bytes there are between the start of the cluster
535      * containing offset and the end of the l2 slice that contains
536      * the entry pointing to it */
537     bytes_available =
538         ((uint64_t) (s->l2_slice_size - offset_to_l2_slice_index(s, offset)))
539         << s->cluster_bits;
540
541     if (bytes_needed > bytes_available) {
542         bytes_needed = bytes_available;
543     }
544
545     *host_offset = 0;
546
547     /* seek to the l2 offset in the l1 table */
548
549     l1_index = offset_to_l1_index(s, offset);
550     if (l1_index >= s->l1_size) {
551         type = QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED;
552         goto out;
553     }
554
555     l2_offset = s->l1_table[l1_index] & L1E_OFFSET_MASK;
556     if (!l2_offset) {
557         type = QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED;
558         goto out;
559     }
560
561     if (offset_into_cluster(s, l2_offset)) {
562         qcow2_signal_corruption(bs, true, -1, -1, "L2 table offset %#" PRIx64
563                                 " unaligned (L1 index: %#" PRIx64 ")",
564                                 l2_offset, l1_index);
565         return -EIO;
566     }
567
568     /* load the l2 slice in memory */
569
570     ret = l2_load(bs, offset, l2_offset, &l2_slice);
571     if (ret < 0) {
572         return ret;
573     }
574
575     /* find the cluster offset for the given disk offset */
576
577     l2_index = offset_to_l2_slice_index(s, offset);
578     l2_entry = be64_to_cpu(l2_slice[l2_index]);
579
580     nb_clusters = size_to_clusters(s, bytes_needed);
581     /* bytes_needed <= *bytes + offset_in_cluster, both of which are unsigned
582      * integers; the minimum cluster size is 512, so this assertion is always
583      * true */
584     assert(nb_clusters <= INT_MAX);
585
586     type = qcow2_get_cluster_type(bs, l2_entry);
587     if (s->qcow_version < 3 && (type == QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN ||
588                                 type == QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC)) {
589         qcow2_signal_corruption(bs, true, -1, -1, "Zero cluster entry found"
590                                 " in pre-v3 image (L2 offset: %#" PRIx64
591                                 ", L2 index: %#x)", l2_offset, l2_index);
592         ret = -EIO;
593         goto fail;
594     }
595     switch (type) {
596     case QCOW2_CLUSTER_COMPRESSED:
597         if (has_data_file(bs)) {
598             qcow2_signal_corruption(bs, true, -1, -1, "Compressed cluster "
599                                     "entry found in image with external data "
600                                     "file (L2 offset: %#" PRIx64 ", L2 index: "
601                                     "%#x)", l2_offset, l2_index);
602             ret = -EIO;
603             goto fail;
604         }
605         /* Compressed clusters can only be processed one by one */
606         c = 1;
607         *host_offset = l2_entry & L2E_COMPRESSED_OFFSET_SIZE_MASK;
608         break;
609     case QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN:
610     case QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED:
611         /* how many empty clusters ? */
612         c = count_contiguous_clusters_unallocated(bs, nb_clusters,
613                                                   &l2_slice[l2_index], type);
614         break;
615     case QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC:
616     case QCOW2_CLUSTER_NORMAL: {
617         uint64_t host_cluster_offset = l2_entry & L2E_OFFSET_MASK;
618         *host_offset = host_cluster_offset + offset_in_cluster;
619         /* how many allocated clusters ? */
620         c = count_contiguous_clusters(bs, nb_clusters, s->cluster_size,
621                                       &l2_slice[l2_index], QCOW_OFLAG_ZERO);
622         if (offset_into_cluster(s, host_cluster_offset)) {
623             qcow2_signal_corruption(bs, true, -1, -1,
624                                     "Cluster allocation offset %#"
625                                     PRIx64 " unaligned (L2 offset: %#" PRIx64
626                                     ", L2 index: %#x)", host_cluster_offset,
627                                     l2_offset, l2_index);
628             ret = -EIO;
629             goto fail;
630         }
631         if (has_data_file(bs) && *host_offset != offset) {
632             qcow2_signal_corruption(bs, true, -1, -1,
633                                     "External data file host cluster offset %#"
634                                     PRIx64 " does not match guest cluster "
635                                     "offset: %#" PRIx64
636                                     ", L2 index: %#x)", host_cluster_offset,
637                                     offset - offset_in_cluster, l2_index);
638             ret = -EIO;
639             goto fail;
640         }
641         break;
642     }
643     default:
644         abort();
645     }
646
647     qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
648
649     bytes_available = (int64_t)c * s->cluster_size;
650
651 out:
652     if (bytes_available > bytes_needed) {
653         bytes_available = bytes_needed;
654     }
655
656     /* bytes_available <= bytes_needed <= *bytes + offset_in_cluster;
657      * subtracting offset_in_cluster will therefore definitely yield something
658      * not exceeding UINT_MAX */
659     assert(bytes_available - offset_in_cluster <= UINT_MAX);
660     *bytes = bytes_available - offset_in_cluster;
661
662     return type;
663
664 fail:
665     qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **)&l2_slice);
666     return ret;
667 }
668
669 /*
670  * get_cluster_table
671  *
672  * for a given disk offset, load (and allocate if needed)
673  * the appropriate slice of its l2 table.
674  *
675  * the cluster index in the l2 slice is given to the caller.
676  *
677  * Returns 0 on success, -errno in failure case
678  */
679 static int get_cluster_table(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
680                              uint64_t **new_l2_slice,
681                              int *new_l2_index)
682 {
683     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
684     unsigned int l2_index;
685     uint64_t l1_index, l2_offset;
686     uint64_t *l2_slice = NULL;
687     int ret;
688
689     /* seek to the l2 offset in the l1 table */
690
691     l1_index = offset_to_l1_index(s, offset);
692     if (l1_index >= s->l1_size) {
693         ret = qcow2_grow_l1_table(bs, l1_index + 1, false);
694         if (ret < 0) {
695             return ret;
696         }
697     }
698
699     assert(l1_index < s->l1_size);
700     l2_offset = s->l1_table[l1_index] & L1E_OFFSET_MASK;
701     if (offset_into_cluster(s, l2_offset)) {
702         qcow2_signal_corruption(bs, true, -1, -1, "L2 table offset %#" PRIx64
703                                 " unaligned (L1 index: %#" PRIx64 ")",
704                                 l2_offset, l1_index);
705         return -EIO;
706     }
707
708     if (!(s->l1_table[l1_index] & QCOW_OFLAG_COPIED)) {
709         /* First allocate a new L2 table (and do COW if needed) */
710         ret = l2_allocate(bs, l1_index);
711         if (ret < 0) {
712             return ret;
713         }
714
715         /* Then decrease the refcount of the old table */
716         if (l2_offset) {
717             qcow2_free_clusters(bs, l2_offset, s->l2_size * sizeof(uint64_t),
718                                 QCOW2_DISCARD_OTHER);
719         }
720
721         /* Get the offset of the newly-allocated l2 table */
722         l2_offset = s->l1_table[l1_index] & L1E_OFFSET_MASK;
723         assert(offset_into_cluster(s, l2_offset) == 0);
724     }
725
726     /* load the l2 slice in memory */
727     ret = l2_load(bs, offset, l2_offset, &l2_slice);
728     if (ret < 0) {
729         return ret;
730     }
731
732     /* find the cluster offset for the given disk offset */
733
734     l2_index = offset_to_l2_slice_index(s, offset);
735
736     *new_l2_slice = l2_slice;
737     *new_l2_index = l2_index;
738
739     return 0;
740 }
741
742 /*
743  * alloc_compressed_cluster_offset
744  *
745  * For a given offset on the virtual disk, allocate a new compressed cluster
746  * and put the host offset of the cluster into *host_offset. If a cluster is
747  * already allocated at the offset, return an error.
748  *
749  * Return 0 on success and -errno in error cases
750  */
751 int qcow2_alloc_compressed_cluster_offset(BlockDriverState *bs,
752                                           uint64_t offset,
753                                           int compressed_size,
754                                           uint64_t *host_offset)
755 {
756     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
757     int l2_index, ret;
758     uint64_t *l2_slice;
759     int64_t cluster_offset;
760     int nb_csectors;
761
762     if (has_data_file(bs)) {
763         return 0;
764     }
765
766     ret = get_cluster_table(bs, offset, &l2_slice, &l2_index);
767     if (ret < 0) {
768         return ret;
769     }
770
771     /* Compression can't overwrite anything. Fail if the cluster was already
772      * allocated. */
773     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_slice[l2_index]);
774     if (cluster_offset & L2E_OFFSET_MASK) {
775         qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
776         return -EIO;
777     }
778
779     cluster_offset = qcow2_alloc_bytes(bs, compressed_size);
780     if (cluster_offset < 0) {
781         qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
782         return cluster_offset;
783     }
784
785     nb_csectors =
786         (cluster_offset + compressed_size - 1) / QCOW2_COMPRESSED_SECTOR_SIZE -
787         (cluster_offset / QCOW2_COMPRESSED_SECTOR_SIZE);
788
789     /* The offset and size must fit in their fields of the L2 table entry */
790     assert((cluster_offset & s->cluster_offset_mask) == cluster_offset);
791     assert((nb_csectors & s->csize_mask) == nb_csectors);
792
793     cluster_offset |= QCOW_OFLAG_COMPRESSED |
794                       ((uint64_t)nb_csectors << s->csize_shift);
795
796     /* update L2 table */
797
798     /* compressed clusters never have the copied flag */
799
800     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L2_UPDATE_COMPRESSED);
801     qcow2_cache_entry_mark_dirty(s->l2_table_cache, l2_slice);
802     l2_slice[l2_index] = cpu_to_be64(cluster_offset);
803     qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
804
805     *host_offset = cluster_offset & s->cluster_offset_mask;
806     return 0;
807 }
808
809 static int perform_cow(BlockDriverState *bs, QCowL2Meta *m)
810 {
811     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
812     Qcow2COWRegion *start = &m->cow_start;
813     Qcow2COWRegion *end = &m->cow_end;
814     unsigned buffer_size;
815     unsigned data_bytes = end->offset - (start->offset + start->nb_bytes);
816     bool merge_reads;
817     uint8_t *start_buffer, *end_buffer;
818     QEMUIOVector qiov;
819     int ret;
820
821     assert(start->nb_bytes <= UINT_MAX - end->nb_bytes);
822     assert(start->nb_bytes + end->nb_bytes <= UINT_MAX - data_bytes);
823     assert(start->offset + start->nb_bytes <= end->offset);
824
825     if ((start->nb_bytes == 0 && end->nb_bytes == 0) || m->skip_cow) {
826         return 0;
827     }
828
829     /* If we have to read both the start and end COW regions and the
830      * middle region is not too large then perform just one read
831      * operation */
832     merge_reads = start->nb_bytes && end->nb_bytes && data_bytes <= 16384;
833     if (merge_reads) {
834         buffer_size = start->nb_bytes + data_bytes + end->nb_bytes;
835     } else {
836         /* If we have to do two reads, add some padding in the middle
837          * if necessary to make sure that the end region is optimally
838          * aligned. */
839         size_t align = bdrv_opt_mem_align(bs);
840         assert(align > 0 && align <= UINT_MAX);
841         assert(QEMU_ALIGN_UP(start->nb_bytes, align) <=
842                UINT_MAX - end->nb_bytes);
843         buffer_size = QEMU_ALIGN_UP(start->nb_bytes, align) + end->nb_bytes;
844     }
845
846     /* Reserve a buffer large enough to store all the data that we're
847      * going to read */
848     start_buffer = qemu_try_blockalign(bs, buffer_size);
849     if (start_buffer == NULL) {
850         return -ENOMEM;
851     }
852     /* The part of the buffer where the end region is located */
853     end_buffer = start_buffer + buffer_size - end->nb_bytes;
854
855     qemu_iovec_init(&qiov, 2 + (m->data_qiov ?
856                                 qemu_iovec_subvec_niov(m->data_qiov,
857                                                        m->data_qiov_offset,
858                                                        data_bytes)
859                                 : 0));
860
861     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
862     /* First we read the existing data from both COW regions. We
863      * either read the whole region in one go, or the start and end
864      * regions separately. */
865     if (merge_reads) {
866         qemu_iovec_add(&qiov, start_buffer, buffer_size);
867         ret = do_perform_cow_read(bs, m->offset, start->offset, &qiov);
868     } else {
869         qemu_iovec_add(&qiov, start_buffer, start->nb_bytes);
870         ret = do_perform_cow_read(bs, m->offset, start->offset, &qiov);
871         if (ret < 0) {
872             goto fail;
873         }
874
875         qemu_iovec_reset(&qiov);
876         qemu_iovec_add(&qiov, end_buffer, end->nb_bytes);
877         ret = do_perform_cow_read(bs, m->offset, end->offset, &qiov);
878     }
879     if (ret < 0) {
880         goto fail;
881     }
882
883     /* Encrypt the data if necessary before writing it */
884     if (bs->encrypted) {
885         ret = qcow2_co_encrypt(bs,
886                                m->alloc_offset + start->offset,
887                                m->offset + start->offset,
888                                start_buffer, start->nb_bytes);
889         if (ret < 0) {
890             goto fail;
891         }
892
893         ret = qcow2_co_encrypt(bs,
894                                m->alloc_offset + end->offset,
895                                m->offset + end->offset,
896                                end_buffer, end->nb_bytes);
897         if (ret < 0) {
898             goto fail;
899         }
900     }
901
902     /* And now we can write everything. If we have the guest data we
903      * can write everything in one single operation */
904     if (m->data_qiov) {
905         qemu_iovec_reset(&qiov);
906         if (start->nb_bytes) {
907             qemu_iovec_add(&qiov, start_buffer, start->nb_bytes);
908         }
909         qemu_iovec_concat(&qiov, m->data_qiov, m->data_qiov_offset, data_bytes);
910         if (end->nb_bytes) {
911             qemu_iovec_add(&qiov, end_buffer, end->nb_bytes);
912         }
913         /* NOTE: we have a write_aio blkdebug event here followed by
914          * a cow_write one in do_perform_cow_write(), but there's only
915          * one single I/O operation */
916         BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_WRITE_AIO);
917         ret = do_perform_cow_write(bs, m->alloc_offset, start->offset, &qiov);
918     } else {
919         /* If there's no guest data then write both COW regions separately */
920         qemu_iovec_reset(&qiov);
921         qemu_iovec_add(&qiov, start_buffer, start->nb_bytes);
922         ret = do_perform_cow_write(bs, m->alloc_offset, start->offset, &qiov);
923         if (ret < 0) {
924             goto fail;
925         }
926
927         qemu_iovec_reset(&qiov);
928         qemu_iovec_add(&qiov, end_buffer, end->nb_bytes);
929         ret = do_perform_cow_write(bs, m->alloc_offset, end->offset, &qiov);
930     }
931
932 fail:
933     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
934
935     /*
936      * Before we update the L2 table to actually point to the new cluster, we
937      * need to be sure that the refcounts have been increased and COW was
938      * handled.
939      */
940     if (ret == 0) {
941         qcow2_cache_depends_on_flush(s->l2_table_cache);
942     }
943
944     qemu_vfree(start_buffer);
945     qemu_iovec_destroy(&qiov);
946     return ret;
947 }
948
949 int qcow2_alloc_cluster_link_l2(BlockDriverState *bs, QCowL2Meta *m)
950 {
951     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
952     int i, j = 0, l2_index, ret;
953     uint64_t *old_cluster, *l2_slice;
954     uint64_t cluster_offset = m->alloc_offset;
955
956     trace_qcow2_cluster_link_l2(qemu_coroutine_self(), m->nb_clusters);
957     assert(m->nb_clusters > 0);
958
959     old_cluster = g_try_new(uint64_t, m->nb_clusters);
960     if (old_cluster == NULL) {
961         ret = -ENOMEM;
962         goto err;
963     }
964
965     /* copy content of unmodified sectors */
966     ret = perform_cow(bs, m);
967     if (ret < 0) {
968         goto err;
969     }
970
971     /* Update L2 table. */
972     if (s->use_lazy_refcounts) {
973         qcow2_mark_dirty(bs);
974     }
975     if (qcow2_need_accurate_refcounts(s)) {
976         qcow2_cache_set_dependency(bs, s->l2_table_cache,
977                                    s->refcount_block_cache);
978     }
979
980     ret = get_cluster_table(bs, m->offset, &l2_slice, &l2_index);
981     if (ret < 0) {
982         goto err;
983     }
984     qcow2_cache_entry_mark_dirty(s->l2_table_cache, l2_slice);
985
986     assert(l2_index + m->nb_clusters <= s->l2_slice_size);
987     for (i = 0; i < m->nb_clusters; i++) {
988         uint64_t offset = cluster_offset + ((uint64_t)i << s->cluster_bits);
989         /* if two concurrent writes happen to the same unallocated cluster
990          * each write allocates separate cluster and writes data concurrently.
991          * The first one to complete updates l2 table with pointer to its
992          * cluster the second one has to do RMW (which is done above by
993          * perform_cow()), update l2 table with its cluster pointer and free
994          * old cluster. This is what this loop does */
995         if (l2_slice[l2_index + i] != 0) {
996             old_cluster[j++] = l2_slice[l2_index + i];
997         }
998
999         /* The offset must fit in the offset field of the L2 table entry */
1000         assert((offset & L2E_OFFSET_MASK) == offset);
1001
1002         l2_slice[l2_index + i] = cpu_to_be64(offset | QCOW_OFLAG_COPIED);
1003      }
1004
1005
1006     qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
1007
1008     /*
1009      * If this was a COW, we need to decrease the refcount of the old cluster.
1010      *
1011      * Don't discard clusters that reach a refcount of 0 (e.g. compressed
1012      * clusters), the next write will reuse them anyway.
1013      */
1014     if (!m->keep_old_clusters && j != 0) {
1015         for (i = 0; i < j; i++) {
1016             qcow2_free_any_clusters(bs, be64_to_cpu(old_cluster[i]), 1,
1017                                     QCOW2_DISCARD_NEVER);
1018         }
1019     }
1020
1021     ret = 0;
1022 err:
1023     g_free(old_cluster);
1024     return ret;
1025  }
1026
1027 /**
1028  * Frees the allocated clusters because the request failed and they won't
1029  * actually be linked.
1030  */
1031 void qcow2_alloc_cluster_abort(BlockDriverState *bs, QCowL2Meta *m)
1032 {
1033     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1034     if (!has_data_file(bs) && !m->keep_old_clusters) {
1035         qcow2_free_clusters(bs, m->alloc_offset,
1036                             m->nb_clusters << s->cluster_bits,
1037                             QCOW2_DISCARD_NEVER);
1038     }
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Returns the number of contiguous clusters that can be used for an allocating
1043  * write, but require COW to be performed (this includes yet unallocated space,
1044  * which must copy from the backing file)
1045  */
1046 static int count_cow_clusters(BlockDriverState *bs, int nb_clusters,
1047     uint64_t *l2_slice, int l2_index)
1048 {
1049     int i;
1050
1051     for (i = 0; i < nb_clusters; i++) {
1052         uint64_t l2_entry = be64_to_cpu(l2_slice[l2_index + i]);
1053         QCow2ClusterType cluster_type = qcow2_get_cluster_type(bs, l2_entry);
1054
1055         switch(cluster_type) {
1056         case QCOW2_CLUSTER_NORMAL:
1057             if (l2_entry & QCOW_OFLAG_COPIED) {
1058                 goto out;
1059             }
1060             break;
1061         case QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED:
1062         case QCOW2_CLUSTER_COMPRESSED:
1063         case QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN:
1064         case QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC:
1065             break;
1066         default:
1067             abort();
1068         }
1069     }
1070
1071 out:
1072     assert(i <= nb_clusters);
1073     return i;
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Check if there already is an AIO write request in flight which allocates
1078  * the same cluster. In this case we need to wait until the previous
1079  * request has completed and updated the L2 table accordingly.
1080  *
1081  * Returns:
1082  *   0       if there was no dependency. *cur_bytes indicates the number of
1083  *           bytes from guest_offset that can be read before the next
1084  *           dependency must be processed (or the request is complete)
1085  *
1086  *   -EAGAIN if we had to wait for another request, previously gathered
1087  *           information on cluster allocation may be invalid now. The caller
1088  *           must start over anyway, so consider *cur_bytes undefined.
1089  */
1090 static int handle_dependencies(BlockDriverState *bs, uint64_t guest_offset,
1091     uint64_t *cur_bytes, QCowL2Meta **m)
1092 {
1093     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1094     QCowL2Meta *old_alloc;
1095     uint64_t bytes = *cur_bytes;
1096
1097     QLIST_FOREACH(old_alloc, &s->cluster_allocs, next_in_flight) {
1098
1099         uint64_t start = guest_offset;
1100         uint64_t end = start + bytes;
1101         uint64_t old_start = l2meta_cow_start(old_alloc);
1102         uint64_t old_end = l2meta_cow_end(old_alloc);
1103
1104         if (end <= old_start || start >= old_end) {
1105             /* No intersection */
1106         } else {
1107             if (start < old_start) {
1108                 /* Stop at the start of a running allocation */
1109                 bytes = old_start - start;
1110             } else {
1111                 bytes = 0;
1112             }
1113
1114             /* Stop if already an l2meta exists. After yielding, it wouldn't
1115              * be valid any more, so we'd have to clean up the old L2Metas
1116              * and deal with requests depending on them before starting to
1117              * gather new ones. Not worth the trouble. */
1118             if (bytes == 0 && *m) {
1119                 *cur_bytes = 0;
1120                 return 0;
1121             }
1122
1123             if (bytes == 0) {
1124                 /* Wait for the dependency to complete. We need to recheck
1125                  * the free/allocated clusters when we continue. */
1126                 qemu_co_queue_wait(&old_alloc->dependent_requests, &s->lock);
1127                 return -EAGAIN;
1128             }
1129         }
1130     }
1131
1132     /* Make sure that existing clusters and new allocations are only used up to
1133      * the next dependency if we shortened the request above */
1134     *cur_bytes = bytes;
1135
1136     return 0;
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Checks how many already allocated clusters that don't require a copy on
1141  * write there are at the given guest_offset (up to *bytes). If *host_offset is
1142  * not INV_OFFSET, only physically contiguous clusters beginning at this host
1143  * offset are counted.
1144  *
1145  * Note that guest_offset may not be cluster aligned. In this case, the
1146  * returned *host_offset points to exact byte referenced by guest_offset and
1147  * therefore isn't cluster aligned as well.
1148  *
1149  * Returns:
1150  *   0:     if no allocated clusters are available at the given offset.
1151  *          *bytes is normally unchanged. It is set to 0 if the cluster
1152  *          is allocated and doesn't need COW, but doesn't have the right
1153  *          physical offset.
1154  *
1155  *   1:     if allocated clusters that don't require a COW are available at
1156  *          the requested offset. *bytes may have decreased and describes
1157  *          the length of the area that can be written to.
1158  *
1159  *  -errno: in error cases
1160  */
1161 static int handle_copied(BlockDriverState *bs, uint64_t guest_offset,
1162     uint64_t *host_offset, uint64_t *bytes, QCowL2Meta **m)
1163 {
1164     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1165     int l2_index;
1166     uint64_t cluster_offset;
1167     uint64_t *l2_slice;
1168     uint64_t nb_clusters;
1169     unsigned int keep_clusters;
1170     int ret;
1171
1172     trace_qcow2_handle_copied(qemu_coroutine_self(), guest_offset, *host_offset,
1173                               *bytes);
1174
1175     assert(*host_offset == INV_OFFSET || offset_into_cluster(s, guest_offset)
1176                                       == offset_into_cluster(s, *host_offset));
1177
1178     /*
1179      * Calculate the number of clusters to look for. We stop at L2 slice
1180      * boundaries to keep things simple.
1181      */
1182     nb_clusters =
1183         size_to_clusters(s, offset_into_cluster(s, guest_offset) + *bytes);
1184
1185     l2_index = offset_to_l2_slice_index(s, guest_offset);
1186     nb_clusters = MIN(nb_clusters, s->l2_slice_size - l2_index);
1187     assert(nb_clusters <= INT_MAX);
1188
1189     /* Find L2 entry for the first involved cluster */
1190     ret = get_cluster_table(bs, guest_offset, &l2_slice, &l2_index);
1191     if (ret < 0) {
1192         return ret;
1193     }
1194
1195     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_slice[l2_index]);
1196
1197     /* Check how many clusters are already allocated and don't need COW */
1198     if (qcow2_get_cluster_type(bs, cluster_offset) == QCOW2_CLUSTER_NORMAL
1199         && (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COPIED))
1200     {
1201         /* If a specific host_offset is required, check it */
1202         bool offset_matches =
1203             (cluster_offset & L2E_OFFSET_MASK) == *host_offset;
1204
1205         if (offset_into_cluster(s, cluster_offset & L2E_OFFSET_MASK)) {
1206             qcow2_signal_corruption(bs, true, -1, -1, "Data cluster offset "
1207                                     "%#llx unaligned (guest offset: %#" PRIx64
1208                                     ")", cluster_offset & L2E_OFFSET_MASK,
1209                                     guest_offset);
1210             ret = -EIO;
1211             goto out;
1212         }
1213
1214         if (*host_offset != INV_OFFSET && !offset_matches) {
1215             *bytes = 0;
1216             ret = 0;
1217             goto out;
1218         }
1219
1220         /* We keep all QCOW_OFLAG_COPIED clusters */
1221         keep_clusters =
1222             count_contiguous_clusters(bs, nb_clusters, s->cluster_size,
1223                                       &l2_slice[l2_index],
1224                                       QCOW_OFLAG_COPIED | QCOW_OFLAG_ZERO);
1225         assert(keep_clusters <= nb_clusters);
1226
1227         *bytes = MIN(*bytes,
1228                  keep_clusters * s->cluster_size
1229                  - offset_into_cluster(s, guest_offset));
1230
1231         ret = 1;
1232     } else {
1233         ret = 0;
1234     }
1235
1236     /* Cleanup */
1237 out:
1238     qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
1239
1240     /* Only return a host offset if we actually made progress. Otherwise we
1241      * would make requirements for handle_alloc() that it can't fulfill */
1242     if (ret > 0) {
1243         *host_offset = (cluster_offset & L2E_OFFSET_MASK)
1244                      + offset_into_cluster(s, guest_offset);
1245     }
1246
1247     return ret;
1248 }
1249
1250 /*
1251  * Allocates new clusters for the given guest_offset.
1252  *
1253  * At most *nb_clusters are allocated, and on return *nb_clusters is updated to
1254  * contain the number of clusters that have been allocated and are contiguous
1255  * in the image file.
1256  *
1257  * If *host_offset is not INV_OFFSET, it specifies the offset in the image file
1258  * at which the new clusters must start. *nb_clusters can be 0 on return in
1259  * this case if the cluster at host_offset is already in use. If *host_offset
1260  * is INV_OFFSET, the clusters can be allocated anywhere in the image file.
1261  *
1262  * *host_offset is updated to contain the offset into the image file at which
1263  * the first allocated cluster starts.
1264  *
1265  * Return 0 on success and -errno in error cases. -EAGAIN means that the
1266  * function has been waiting for another request and the allocation must be
1267  * restarted, but the whole request should not be failed.
1268  */
1269 static int do_alloc_cluster_offset(BlockDriverState *bs, uint64_t guest_offset,
1270                                    uint64_t *host_offset, uint64_t *nb_clusters)
1271 {
1272     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1273
1274     trace_qcow2_do_alloc_clusters_offset(qemu_coroutine_self(), guest_offset,
1275                                          *host_offset, *nb_clusters);
1276
1277     if (has_data_file(bs)) {
1278         assert(*host_offset == INV_OFFSET ||
1279                *host_offset == start_of_cluster(s, guest_offset));
1280         *host_offset = start_of_cluster(s, guest_offset);
1281         return 0;
1282     }
1283
1284     /* Allocate new clusters */
1285     trace_qcow2_cluster_alloc_phys(qemu_coroutine_self());
1286     if (*host_offset == INV_OFFSET) {
1287         int64_t cluster_offset =
1288             qcow2_alloc_clusters(bs, *nb_clusters * s->cluster_size);
1289         if (cluster_offset < 0) {
1290             return cluster_offset;
1291         }
1292         *host_offset = cluster_offset;
1293         return 0;
1294     } else {
1295         int64_t ret = qcow2_alloc_clusters_at(bs, *host_offset, *nb_clusters);
1296         if (ret < 0) {
1297             return ret;
1298         }
1299         *nb_clusters = ret;
1300         return 0;
1301     }
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Allocates new clusters for an area that either is yet unallocated or needs a
1306  * copy on write. If *host_offset is not INV_OFFSET, clusters are only
1307  * allocated if the new allocation can match the specified host offset.
1308  *
1309  * Note that guest_offset may not be cluster aligned. In this case, the
1310  * returned *host_offset points to exact byte referenced by guest_offset and
1311  * therefore isn't cluster aligned as well.
1312  *
1313  * Returns:
1314  *   0:     if no clusters could be allocated. *bytes is set to 0,
1315  *          *host_offset is left unchanged.
1316  *
1317  *   1:     if new clusters were allocated. *bytes may be decreased if the
1318  *          new allocation doesn't cover all of the requested area.
1319  *          *host_offset is updated to contain the host offset of the first
1320  *          newly allocated cluster.
1321  *
1322  *  -errno: in error cases
1323  */
1324 static int handle_alloc(BlockDriverState *bs, uint64_t guest_offset,
1325     uint64_t *host_offset, uint64_t *bytes, QCowL2Meta **m)
1326 {
1327     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1328     int l2_index;
1329     uint64_t *l2_slice;
1330     uint64_t entry;
1331     uint64_t nb_clusters;
1332     int ret;
1333     bool keep_old_clusters = false;
1334
1335     uint64_t alloc_cluster_offset = INV_OFFSET;
1336
1337     trace_qcow2_handle_alloc(qemu_coroutine_self(), guest_offset, *host_offset,
1338                              *bytes);
1339     assert(*bytes > 0);
1340
1341     /*
1342      * Calculate the number of clusters to look for. We stop at L2 slice
1343      * boundaries to keep things simple.
1344      */
1345     nb_clusters =
1346         size_to_clusters(s, offset_into_cluster(s, guest_offset) + *bytes);
1347
1348     l2_index = offset_to_l2_slice_index(s, guest_offset);
1349     nb_clusters = MIN(nb_clusters, s->l2_slice_size - l2_index);
1350     assert(nb_clusters <= INT_MAX);
1351
1352     /* Limit total allocation byte count to INT_MAX */
1353     nb_clusters = MIN(nb_clusters, INT_MAX >> s->cluster_bits);
1354
1355     /* Find L2 entry for the first involved cluster */
1356     ret = get_cluster_table(bs, guest_offset, &l2_slice, &l2_index);
1357     if (ret < 0) {
1358         return ret;
1359     }
1360
1361     entry = be64_to_cpu(l2_slice[l2_index]);
1362     nb_clusters = count_cow_clusters(bs, nb_clusters, l2_slice, l2_index);
1363
1364     /* This function is only called when there were no non-COW clusters, so if
1365      * we can't find any unallocated or COW clusters either, something is
1366      * wrong with our code. */
1367     assert(nb_clusters > 0);
1368
1369     if (qcow2_get_cluster_type(bs, entry) == QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC &&
1370         (entry & QCOW_OFLAG_COPIED) &&
1371         (*host_offset == INV_OFFSET ||
1372          start_of_cluster(s, *host_offset) == (entry & L2E_OFFSET_MASK)))
1373     {
1374         int preallocated_nb_clusters;
1375
1376         if (offset_into_cluster(s, entry & L2E_OFFSET_MASK)) {
1377             qcow2_signal_corruption(bs, true, -1, -1, "Preallocated zero "
1378                                     "cluster offset %#llx unaligned (guest "
1379                                     "offset: %#" PRIx64 ")",
1380                                     entry & L2E_OFFSET_MASK, guest_offset);
1381             ret = -EIO;
1382             goto fail;
1383         }
1384
1385         /* Try to reuse preallocated zero clusters; contiguous normal clusters
1386          * would be fine, too, but count_cow_clusters() above has limited
1387          * nb_clusters already to a range of COW clusters */
1388         preallocated_nb_clusters =
1389             count_contiguous_clusters(bs, nb_clusters, s->cluster_size,
1390                                       &l2_slice[l2_index], QCOW_OFLAG_COPIED);
1391         assert(preallocated_nb_clusters > 0);
1392
1393         nb_clusters = preallocated_nb_clusters;
1394         alloc_cluster_offset = entry & L2E_OFFSET_MASK;
1395
1396         /* We want to reuse these clusters, so qcow2_alloc_cluster_link_l2()
1397          * should not free them. */
1398         keep_old_clusters = true;
1399     }
1400
1401     qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
1402
1403     if (alloc_cluster_offset == INV_OFFSET) {
1404         /* Allocate, if necessary at a given offset in the image file */
1405         alloc_cluster_offset = *host_offset == INV_OFFSET ? INV_OFFSET :
1406                                start_of_cluster(s, *host_offset);
1407         ret = do_alloc_cluster_offset(bs, guest_offset, &alloc_cluster_offset,
1408                                       &nb_clusters);
1409         if (ret < 0) {
1410             goto fail;
1411         }
1412
1413         /* Can't extend contiguous allocation */
1414         if (nb_clusters == 0) {
1415             *bytes = 0;
1416             return 0;
1417         }
1418
1419         assert(alloc_cluster_offset != INV_OFFSET);
1420     }
1421
1422     /*
1423      * Save info needed for meta data update.
1424      *
1425      * requested_bytes: Number of bytes from the start of the first
1426      * newly allocated cluster to the end of the (possibly shortened
1427      * before) write request.
1428      *
1429      * avail_bytes: Number of bytes from the start of the first
1430      * newly allocated to the end of the last newly allocated cluster.
1431      *
1432      * nb_bytes: The number of bytes from the start of the first
1433      * newly allocated cluster to the end of the area that the write
1434      * request actually writes to (excluding COW at the end)
1435      */
1436     uint64_t requested_bytes = *bytes + offset_into_cluster(s, guest_offset);
1437     int avail_bytes = nb_clusters << s->cluster_bits;
1438     int nb_bytes = MIN(requested_bytes, avail_bytes);
1439     QCowL2Meta *old_m = *m;
1440
1441     *m = g_malloc0(sizeof(**m));
1442
1443     **m = (QCowL2Meta) {
1444         .next           = old_m,
1445
1446         .alloc_offset   = alloc_cluster_offset,
1447         .offset         = start_of_cluster(s, guest_offset),
1448         .nb_clusters    = nb_clusters,
1449
1450         .keep_old_clusters  = keep_old_clusters,
1451
1452         .cow_start = {
1453             .offset     = 0,
1454             .nb_bytes   = offset_into_cluster(s, guest_offset),
1455         },
1456         .cow_end = {
1457             .offset     = nb_bytes,
1458             .nb_bytes   = avail_bytes - nb_bytes,
1459         },
1460     };
1461     qemu_co_queue_init(&(*m)->dependent_requests);
1462     QLIST_INSERT_HEAD(&s->cluster_allocs, *m, next_in_flight);
1463
1464     *host_offset = alloc_cluster_offset + offset_into_cluster(s, guest_offset);
1465     *bytes = MIN(*bytes, nb_bytes - offset_into_cluster(s, guest_offset));
1466     assert(*bytes != 0);
1467
1468     return 1;
1469
1470 fail:
1471     if (*m && (*m)->nb_clusters > 0) {
1472         QLIST_REMOVE(*m, next_in_flight);
1473     }
1474     return ret;
1475 }
1476
1477 /*
1478  * alloc_cluster_offset
1479  *
1480  * For a given offset on the virtual disk, find the cluster offset in qcow2
1481  * file. If the offset is not found, allocate a new cluster.
1482  *
1483  * If the cluster was already allocated, m->nb_clusters is set to 0 and
1484  * other fields in m are meaningless.
1485  *
1486  * If the cluster is newly allocated, m->nb_clusters is set to the number of
1487  * contiguous clusters that have been allocated. In this case, the other
1488  * fields of m are valid and contain information about the first allocated
1489  * cluster.
1490  *
1491  * If the request conflicts with another write request in flight, the coroutine
1492  * is queued and will be reentered when the dependency has completed.
1493  *
1494  * Return 0 on success and -errno in error cases
1495  */
1496 int qcow2_alloc_cluster_offset(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
1497                                unsigned int *bytes, uint64_t *host_offset,
1498                                QCowL2Meta **m)
1499 {
1500     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1501     uint64_t start, remaining;
1502     uint64_t cluster_offset;
1503     uint64_t cur_bytes;
1504     int ret;
1505
1506     trace_qcow2_alloc_clusters_offset(qemu_coroutine_self(), offset, *bytes);
1507
1508 again:
1509     start = offset;
1510     remaining = *bytes;
1511     cluster_offset = INV_OFFSET;
1512     *host_offset = INV_OFFSET;
1513     cur_bytes = 0;
1514     *m = NULL;
1515
1516     while (true) {
1517
1518         if (*host_offset == INV_OFFSET && cluster_offset != INV_OFFSET) {
1519             *host_offset = start_of_cluster(s, cluster_offset);
1520         }
1521
1522         assert(remaining >= cur_bytes);
1523
1524         start           += cur_bytes;
1525         remaining       -= cur_bytes;
1526
1527         if (cluster_offset != INV_OFFSET) {
1528             cluster_offset += cur_bytes;
1529         }
1530
1531         if (remaining == 0) {
1532             break;
1533         }
1534
1535         cur_bytes = remaining;
1536
1537         /*
1538          * Now start gathering as many contiguous clusters as possible:
1539          *
1540          * 1. Check for overlaps with in-flight allocations
1541          *
1542          *      a) Overlap not in the first cluster -> shorten this request and
1543          *         let the caller handle the rest in its next loop iteration.
1544          *
1545          *      b) Real overlaps of two requests. Yield and restart the search
1546          *         for contiguous clusters (the situation could have changed
1547          *         while we were sleeping)
1548          *
1549          *      c) TODO: Request starts in the same cluster as the in-flight
1550          *         allocation ends. Shorten the COW of the in-fight allocation,
1551          *         set cluster_offset to write to the same cluster and set up
1552          *         the right synchronisation between the in-flight request and
1553          *         the new one.
1554          */
1555         ret = handle_dependencies(bs, start, &cur_bytes, m);
1556         if (ret == -EAGAIN) {
1557             /* Currently handle_dependencies() doesn't yield if we already had
1558              * an allocation. If it did, we would have to clean up the L2Meta
1559              * structs before starting over. */
1560             assert(*m == NULL);
1561             goto again;
1562         } else if (ret < 0) {
1563             return ret;
1564         } else if (cur_bytes == 0) {
1565             break;
1566         } else {
1567             /* handle_dependencies() may have decreased cur_bytes (shortened
1568              * the allocations below) so that the next dependency is processed
1569              * correctly during the next loop iteration. */
1570         }
1571
1572         /*
1573          * 2. Count contiguous COPIED clusters.
1574          */
1575         ret = handle_copied(bs, start, &cluster_offset, &cur_bytes, m);
1576         if (ret < 0) {
1577             return ret;
1578         } else if (ret) {
1579             continue;
1580         } else if (cur_bytes == 0) {
1581             break;
1582         }
1583
1584         /*
1585          * 3. If the request still hasn't completed, allocate new clusters,
1586          *    considering any cluster_offset of steps 1c or 2.
1587          */
1588         ret = handle_alloc(bs, start, &cluster_offset, &cur_bytes, m);
1589         if (ret < 0) {
1590             return ret;
1591         } else if (ret) {
1592             continue;
1593         } else {
1594             assert(cur_bytes == 0);
1595             break;
1596         }
1597     }
1598
1599     *bytes -= remaining;
1600     assert(*bytes > 0);
1601     assert(*host_offset != INV_OFFSET);
1602
1603     return 0;
1604 }
1605
1606 /*
1607  * This discards as many clusters of nb_clusters as possible at once (i.e.
1608  * all clusters in the same L2 slice) and returns the number of discarded
1609  * clusters.
1610  */
1611 static int discard_in_l2_slice(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
1612                                uint64_t nb_clusters,
1613                                enum qcow2_discard_type type, bool full_discard)
1614 {
1615     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1616     uint64_t *l2_slice;
1617     int l2_index;
1618     int ret;
1619     int i;
1620
1621     ret = get_cluster_table(bs, offset, &l2_slice, &l2_index);
1622     if (ret < 0) {
1623         return ret;
1624     }
1625
1626     /* Limit nb_clusters to one L2 slice */
1627     nb_clusters = MIN(nb_clusters, s->l2_slice_size - l2_index);
1628     assert(nb_clusters <= INT_MAX);
1629
1630     for (i = 0; i < nb_clusters; i++) {
1631         uint64_t old_l2_entry;
1632
1633         old_l2_entry = be64_to_cpu(l2_slice[l2_index + i]);
1634
1635         /*
1636          * If full_discard is false, make sure that a discarded area reads back
1637          * as zeroes for v3 images (we cannot do it for v2 without actually
1638          * writing a zero-filled buffer). We can skip the operation if the
1639          * cluster is already marked as zero, or if it's unallocated and we
1640          * don't have a backing file.
1641          *
1642          * TODO We might want to use bdrv_block_status(bs) here, but we're
1643          * holding s->lock, so that doesn't work today.
1644          *
1645          * If full_discard is true, the sector should not read back as zeroes,
1646          * but rather fall through to the backing file.
1647          */
1648         switch (qcow2_get_cluster_type(bs, old_l2_entry)) {
1649         case QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED:
1650             if (full_discard || !bs->backing) {
1651                 continue;
1652             }
1653             break;
1654
1655         case QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN:
1656             if (!full_discard) {
1657                 continue;
1658             }
1659             break;
1660
1661         case QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC:
1662         case QCOW2_CLUSTER_NORMAL:
1663         case QCOW2_CLUSTER_COMPRESSED:
1664             break;
1665
1666         default:
1667             abort();
1668         }
1669
1670         /* First remove L2 entries */
1671         qcow2_cache_entry_mark_dirty(s->l2_table_cache, l2_slice);
1672         if (!full_discard && s->qcow_version >= 3) {
1673             l2_slice[l2_index + i] = cpu_to_be64(QCOW_OFLAG_ZERO);
1674         } else {
1675             l2_slice[l2_index + i] = cpu_to_be64(0);
1676         }
1677
1678         /* Then decrease the refcount */
1679         qcow2_free_any_clusters(bs, old_l2_entry, 1, type);
1680     }
1681
1682     qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
1683
1684     return nb_clusters;
1685 }
1686
1687 int qcow2_cluster_discard(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
1688                           uint64_t bytes, enum qcow2_discard_type type,
1689                           bool full_discard)
1690 {
1691     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1692     uint64_t end_offset = offset + bytes;
1693     uint64_t nb_clusters;
1694     int64_t cleared;
1695     int ret;
1696
1697     /* Caller must pass aligned values, except at image end */
1698     assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, s->cluster_size));
1699     assert(QEMU_IS_ALIGNED(end_offset, s->cluster_size) ||
1700            end_offset == bs->total_sectors << BDRV_SECTOR_BITS);
1701
1702     nb_clusters = size_to_clusters(s, bytes);
1703
1704     s->cache_discards = true;
1705
1706     /* Each L2 slice is handled by its own loop iteration */
1707     while (nb_clusters > 0) {
1708         cleared = discard_in_l2_slice(bs, offset, nb_clusters, type,
1709                                       full_discard);
1710         if (cleared < 0) {
1711             ret = cleared;
1712             goto fail;
1713         }
1714
1715         nb_clusters -= cleared;
1716         offset += (cleared * s->cluster_size);
1717     }
1718
1719     ret = 0;
1720 fail:
1721     s->cache_discards = false;
1722     qcow2_process_discards(bs, ret);
1723
1724     return ret;
1725 }
1726
1727 /*
1728  * This zeroes as many clusters of nb_clusters as possible at once (i.e.
1729  * all clusters in the same L2 slice) and returns the number of zeroed
1730  * clusters.
1731  */
1732 static int zero_in_l2_slice(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
1733                             uint64_t nb_clusters, int flags)
1734 {
1735     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1736     uint64_t *l2_slice;
1737     int l2_index;
1738     int ret;
1739     int i;
1740     bool unmap = !!(flags & BDRV_REQ_MAY_UNMAP);
1741
1742     ret = get_cluster_table(bs, offset, &l2_slice, &l2_index);
1743     if (ret < 0) {
1744         return ret;
1745     }
1746
1747     /* Limit nb_clusters to one L2 slice */
1748     nb_clusters = MIN(nb_clusters, s->l2_slice_size - l2_index);
1749     assert(nb_clusters <= INT_MAX);
1750
1751     for (i = 0; i < nb_clusters; i++) {
1752         uint64_t old_offset;
1753         QCow2ClusterType cluster_type;
1754
1755         old_offset = be64_to_cpu(l2_slice[l2_index + i]);
1756
1757         /*
1758          * Minimize L2 changes if the cluster already reads back as
1759          * zeroes with correct allocation.
1760          */
1761         cluster_type = qcow2_get_cluster_type(bs, old_offset);
1762         if (cluster_type == QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN ||
1763             (cluster_type == QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC && !unmap)) {
1764             continue;
1765         }
1766
1767         qcow2_cache_entry_mark_dirty(s->l2_table_cache, l2_slice);
1768         if (cluster_type == QCOW2_CLUSTER_COMPRESSED || unmap) {
1769             l2_slice[l2_index + i] = cpu_to_be64(QCOW_OFLAG_ZERO);
1770             qcow2_free_any_clusters(bs, old_offset, 1, QCOW2_DISCARD_REQUEST);
1771         } else {
1772             l2_slice[l2_index + i] |= cpu_to_be64(QCOW_OFLAG_ZERO);
1773         }
1774     }
1775
1776     qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
1777
1778     return nb_clusters;
1779 }
1780
1781 int qcow2_cluster_zeroize(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
1782                           uint64_t bytes, int flags)
1783 {
1784     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1785     uint64_t end_offset = offset + bytes;
1786     uint64_t nb_clusters;
1787     int64_t cleared;
1788     int ret;
1789
1790     /* If we have to stay in sync with an external data file, zero out
1791      * s->data_file first. */
1792     if (data_file_is_raw(bs)) {
1793         assert(has_data_file(bs));
1794         ret = bdrv_co_pwrite_zeroes(s->data_file, offset, bytes, flags);
1795         if (ret < 0) {
1796             return ret;
1797         }
1798     }
1799
1800     /* Caller must pass aligned values, except at image end */
1801     assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, s->cluster_size));
1802     assert(QEMU_IS_ALIGNED(end_offset, s->cluster_size) ||
1803            end_offset >= bs->total_sectors << BDRV_SECTOR_BITS);
1804
1805     /*
1806      * The zero flag is only supported by version 3 and newer. However, if we
1807      * have no backing file, we can resort to discard in version 2.
1808      */
1809     if (s->qcow_version < 3) {
1810         if (!bs->backing) {
1811             return qcow2_cluster_discard(bs, offset, bytes,
1812                                          QCOW2_DISCARD_REQUEST, false);
1813         }
1814         return -ENOTSUP;
1815     }
1816
1817     /* Each L2 slice is handled by its own loop iteration */
1818     nb_clusters = size_to_clusters(s, bytes);
1819
1820     s->cache_discards = true;
1821
1822     while (nb_clusters > 0) {
1823         cleared = zero_in_l2_slice(bs, offset, nb_clusters, flags);
1824         if (cleared < 0) {
1825             ret = cleared;
1826             goto fail;
1827         }
1828
1829         nb_clusters -= cleared;
1830         offset += (cleared * s->cluster_size);
1831     }
1832
1833     ret = 0;
1834 fail:
1835     s->cache_discards = false;
1836     qcow2_process_discards(bs, ret);
1837
1838     return ret;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Expands all zero clusters in a specific L1 table (or deallocates them, for
1843  * non-backed non-pre-allocated zero clusters).
1844  *
1845  * l1_entries and *visited_l1_entries are used to keep track of progress for
1846  * status_cb(). l1_entries contains the total number of L1 entries and
1847  * *visited_l1_entries counts all visited L1 entries.
1848  */
1849 static int expand_zero_clusters_in_l1(BlockDriverState *bs, uint64_t *l1_table,
1850                                       int l1_size, int64_t *visited_l1_entries,
1851                                       int64_t l1_entries,
1852                                       BlockDriverAmendStatusCB *status_cb,
1853                                       void *cb_opaque)
1854 {
1855     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1856     bool is_active_l1 = (l1_table == s->l1_table);
1857     uint64_t *l2_slice = NULL;
1858     unsigned slice, slice_size2, n_slices;
1859     int ret;
1860     int i, j;
1861
1862     slice_size2 = s->l2_slice_size * sizeof(uint64_t);
1863     n_slices = s->cluster_size / slice_size2;
1864
1865     if (!is_active_l1) {
1866         /* inactive L2 tables require a buffer to be stored in when loading
1867          * them from disk */
1868         l2_slice = qemu_try_blockalign(bs->file->bs, slice_size2);
1869         if (l2_slice == NULL) {
1870             return -ENOMEM;
1871         }
1872     }
1873
1874     for (i = 0; i < l1_size; i++) {
1875         uint64_t l2_offset = l1_table[i] & L1E_OFFSET_MASK;
1876         uint64_t l2_refcount;
1877
1878         if (!l2_offset) {
1879             /* unallocated */
1880             (*visited_l1_entries)++;
1881             if (status_cb) {
1882                 status_cb(bs, *visited_l1_entries, l1_entries, cb_opaque);
1883             }
1884             continue;
1885         }
1886
1887         if (offset_into_cluster(s, l2_offset)) {
1888             qcow2_signal_corruption(bs, true, -1, -1, "L2 table offset %#"
1889                                     PRIx64 " unaligned (L1 index: %#x)",
1890                                     l2_offset, i);
1891             ret = -EIO;
1892             goto fail;
1893         }
1894
1895         ret = qcow2_get_refcount(bs, l2_offset >> s->cluster_bits,
1896                                  &l2_refcount);
1897         if (ret < 0) {
1898             goto fail;
1899         }
1900
1901         for (slice = 0; slice < n_slices; slice++) {
1902             uint64_t slice_offset = l2_offset + slice * slice_size2;
1903             bool l2_dirty = false;
1904             if (is_active_l1) {
1905                 /* get active L2 tables from cache */
1906                 ret = qcow2_cache_get(bs, s->l2_table_cache, slice_offset,
1907                                       (void **)&l2_slice);
1908             } else {
1909                 /* load inactive L2 tables from disk */
1910                 ret = bdrv_pread(bs->file, slice_offset, l2_slice, slice_size2);
1911             }
1912             if (ret < 0) {
1913                 goto fail;
1914             }
1915
1916             for (j = 0; j < s->l2_slice_size; j++) {
1917                 uint64_t l2_entry = be64_to_cpu(l2_slice[j]);
1918                 int64_t offset = l2_entry & L2E_OFFSET_MASK;
1919                 QCow2ClusterType cluster_type =
1920                     qcow2_get_cluster_type(bs, l2_entry);
1921
1922                 if (cluster_type != QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN &&
1923                     cluster_type != QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC) {
1924                     continue;
1925                 }
1926
1927                 if (cluster_type == QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN) {
1928                     if (!bs->backing) {
1929                         /* not backed; therefore we can simply deallocate the
1930                          * cluster */
1931                         l2_slice[j] = 0;
1932                         l2_dirty = true;
1933                         continue;
1934                     }
1935
1936                     offset = qcow2_alloc_clusters(bs, s->cluster_size);
1937                     if (offset < 0) {
1938                         ret = offset;
1939                         goto fail;
1940                     }
1941
1942                     /* The offset must fit in the offset field */
1943                     assert((offset & L2E_OFFSET_MASK) == offset);
1944
1945                     if (l2_refcount > 1) {
1946                         /* For shared L2 tables, set the refcount accordingly
1947                          * (it is already 1 and needs to be l2_refcount) */
1948                         ret = qcow2_update_cluster_refcount(
1949                             bs, offset >> s->cluster_bits,
1950                             refcount_diff(1, l2_refcount), false,
1951                             QCOW2_DISCARD_OTHER);
1952                         if (ret < 0) {
1953                             qcow2_free_clusters(bs, offset, s->cluster_size,
1954                                                 QCOW2_DISCARD_OTHER);
1955                             goto fail;
1956                         }
1957                     }
1958                 }
1959
1960                 if (offset_into_cluster(s, offset)) {
1961                     int l2_index = slice * s->l2_slice_size + j;
1962                     qcow2_signal_corruption(
1963                         bs, true, -1, -1,
1964                         "Cluster allocation offset "
1965                         "%#" PRIx64 " unaligned (L2 offset: %#"
1966                         PRIx64 ", L2 index: %#x)", offset,
1967                         l2_offset, l2_index);
1968                     if (cluster_type == QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN) {
1969                         qcow2_free_clusters(bs, offset, s->cluster_size,
1970                                             QCOW2_DISCARD_ALWAYS);
1971                     }
1972                     ret = -EIO;
1973                     goto fail;
1974                 }
1975
1976                 ret = qcow2_pre_write_overlap_check(bs, 0, offset,
1977                                                     s->cluster_size, true);
1978                 if (ret < 0) {
1979                     if (cluster_type == QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN) {
1980                         qcow2_free_clusters(bs, offset, s->cluster_size,
1981                                             QCOW2_DISCARD_ALWAYS);
1982                     }
1983                     goto fail;
1984                 }
1985
1986                 ret = bdrv_pwrite_zeroes(s->data_file, offset,
1987                                          s->cluster_size, 0);
1988                 if (ret < 0) {
1989                     if (cluster_type == QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN) {
1990                         qcow2_free_clusters(bs, offset, s->cluster_size,
1991                                             QCOW2_DISCARD_ALWAYS);
1992                     }
1993                     goto fail;
1994                 }
1995
1996                 if (l2_refcount == 1) {
1997                     l2_slice[j] = cpu_to_be64(offset | QCOW_OFLAG_COPIED);
1998                 } else {
1999                     l2_slice[j] = cpu_to_be64(offset);
2000                 }
2001                 l2_dirty = true;
2002             }
2003
2004             if (is_active_l1) {
2005                 if (l2_dirty) {
2006                     qcow2_cache_entry_mark_dirty(s->l2_table_cache, l2_slice);
2007                     qcow2_cache_depends_on_flush(s->l2_table_cache);
2008                 }
2009                 qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
2010             } else {
2011                 if (l2_dirty) {
2012                     ret = qcow2_pre_write_overlap_check(
2013                         bs, QCOW2_OL_INACTIVE_L2 | QCOW2_OL_ACTIVE_L2,
2014                         slice_offset, slice_size2, false);
2015                     if (ret < 0) {
2016                         goto fail;
2017                     }
2018
2019                     ret = bdrv_pwrite(bs->file, slice_offset,
2020                                       l2_slice, slice_size2);
2021                     if (ret < 0) {
2022                         goto fail;
2023                     }
2024                 }
2025             }
2026         }
2027
2028         (*visited_l1_entries)++;
2029         if (status_cb) {
2030             status_cb(bs, *visited_l1_entries, l1_entries, cb_opaque);
2031         }
2032     }
2033
2034     ret = 0;
2035
2036 fail:
2037     if (l2_slice) {
2038         if (!is_active_l1) {
2039             qemu_vfree(l2_slice);
2040         } else {
2041             qcow2_cache_put(s->l2_table_cache, (void **) &l2_slice);
2042         }
2043     }
2044     return ret;
2045 }
2046
2047 /*
2048  * For backed images, expands all zero clusters on the image. For non-backed
2049  * images, deallocates all non-pre-allocated zero clusters (and claims the
2050  * allocation for pre-allocated ones). This is important for downgrading to a
2051  * qcow2 version which doesn't yet support metadata zero clusters.
2052  */
2053 int qcow2_expand_zero_clusters(BlockDriverState *bs,
2054                                BlockDriverAmendStatusCB *status_cb,
2055                                void *cb_opaque)
2056 {
2057     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2058     uint64_t *l1_table = NULL;
2059     int64_t l1_entries = 0, visited_l1_entries = 0;
2060     int ret;
2061     int i, j;
2062
2063     if (status_cb) {
2064         l1_entries = s->l1_size;
2065         for (i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2066             l1_entries += s->snapshots[i].l1_size;
2067         }
2068     }
2069
2070     ret = expand_zero_clusters_in_l1(bs, s->l1_table, s->l1_size,
2071                                      &visited_l1_entries, l1_entries,
2072                                      status_cb, cb_opaque);
2073     if (ret < 0) {
2074         goto fail;
2075     }
2076
2077     /* Inactive L1 tables may point to active L2 tables - therefore it is
2078      * necessary to flush the L2 table cache before trying to access the L2
2079      * tables pointed to by inactive L1 entries (else we might try to expand
2080      * zero clusters that have already been expanded); furthermore, it is also
2081      * necessary to empty the L2 table cache, since it may contain tables which
2082      * are now going to be modified directly on disk, bypassing the cache.
2083      * qcow2_cache_empty() does both for us. */
2084     ret = qcow2_cache_empty(bs, s->l2_table_cache);
2085     if (ret < 0) {
2086         goto fail;
2087     }
2088
2089     for (i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2090         int l1_size2;
2091         uint64_t *new_l1_table;
2092         Error *local_err = NULL;
2093
2094         ret = qcow2_validate_table(bs, s->snapshots[i].l1_table_offset,
2095                                    s->snapshots[i].l1_size, sizeof(uint64_t),
2096                                    QCOW_MAX_L1_SIZE, "Snapshot L1 table",
2097                                    &local_err);
2098         if (ret < 0) {
2099             error_report_err(local_err);
2100             goto fail;
2101         }
2102
2103         l1_size2 = s->snapshots[i].l1_size * sizeof(uint64_t);
2104         new_l1_table = g_try_realloc(l1_table, l1_size2);
2105
2106         if (!new_l1_table) {
2107             ret = -ENOMEM;
2108             goto fail;
2109         }
2110
2111         l1_table = new_l1_table;
2112
2113         ret = bdrv_pread(bs->file, s->snapshots[i].l1_table_offset,
2114                          l1_table, l1_size2);
2115         if (ret < 0) {
2116             goto fail;
2117         }
2118
2119         for (j = 0; j < s->snapshots[i].l1_size; j++) {
2120             be64_to_cpus(&l1_table[j]);
2121         }
2122
2123         ret = expand_zero_clusters_in_l1(bs, l1_table, s->snapshots[i].l1_size,
2124                                          &visited_l1_entries, l1_entries,
2125                                          status_cb, cb_opaque);
2126         if (ret < 0) {
2127             goto fail;
2128         }
2129     }
2130
2131     ret = 0;
2132
2133 fail:
2134     g_free(l1_table);
2135     return ret;
2136 }
This page took 0.13877 seconds and 4 git commands to generate.