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 <zlib.h>
  26
  27 #include "qemu-common.h"
  28 #include "block_int.h"
  29 #include "block/qcow2.h"
  30
  31 int qcow2_grow_l1_table(BlockDriverState *bs, int min_size)
  32 {
  33     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
  34     int new_l1_size, new_l1_size2, ret, i;
  35     uint64_t *new_l1_table;
  36     uint64_t new_l1_table_offset;
  37     uint8_t data[12];
  38
  39     new_l1_size = s->l1_size;
  40     if (min_size <= new_l1_size)
  41         return 0;
  42     if (new_l1_size == 0) {
  43         new_l1_size = 1;
  44     }
  45     while (min_size > new_l1_size) {
  46         new_l1_size = (new_l1_size * 3 + 1) / 2;
  47     }
  48 #ifdef DEBUG_ALLOC2
  49     printf("grow l1_table from %d to %d\n", s->l1_size, new_l1_size);
  50 #endif
  51
  52     new_l1_size2 = sizeof(uint64_t) * new_l1_size;
  53     new_l1_table = qemu_mallocz(align_offset(new_l1_size2, 512));
  54     memcpy(new_l1_table, s->l1_table, s->l1_size * sizeof(uint64_t));
  55
  56     /* write new table (align to cluster) */
  57     new_l1_table_offset = qcow2_alloc_clusters(bs, new_l1_size2);
  58
  59     for(i = 0; i < s->l1_size; i++)
  60         new_l1_table[i] = cpu_to_be64(new_l1_table[i]);
  61     ret = bdrv_pwrite(s->hd, new_l1_table_offset, new_l1_table, new_l1_size2);
  62     if (ret != new_l1_size2)
  63         goto fail;
  64     for(i = 0; i < s->l1_size; i++)
  65         new_l1_table[i] = be64_to_cpu(new_l1_table[i]);
  66
  67     /* set new table */
  68     cpu_to_be32w((uint32_t*)data, new_l1_size);
  69     cpu_to_be64w((uint64_t*)(data + 4), new_l1_table_offset);
  70     if (bdrv_pwrite(s->hd, offsetof(QCowHeader, l1_size), data,
  71                 sizeof(data)) != sizeof(data))
  72         goto fail;
  73     qemu_free(s->l1_table);
  74     qcow2_free_clusters(bs, s->l1_table_offset, s->l1_size * sizeof(uint64_t));
  75     s->l1_table_offset = new_l1_table_offset;
  76     s->l1_table = new_l1_table;
  77     s->l1_size = new_l1_size;
  78     return 0;
  79  fail:
  80     qemu_free(s->l1_table);
  81     return -EIO;
  82 }
  83
  84 void qcow2_l2_cache_reset(BlockDriverState *bs)
  85 {
  86     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
  87
  88     memset(s->l2_cache, 0, s->l2_size * L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint64_t));
  89     memset(s->l2_cache_offsets, 0, L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint64_t));
  90     memset(s->l2_cache_counts, 0, L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint32_t));
  91 }
  92
  93 static inline int l2_cache_new_entry(BlockDriverState *bs)
  94 {
  95     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
  96     uint32_t min_count;
  97     int min_index, i;
  98
  99     /* find a new entry in the least used one */
 100     min_index = 0;
 101     min_count = 0xffffffff;
 102     for(i = 0; i < L2_CACHE_SIZE; i++) {
 103         if (s->l2_cache_counts[i] < min_count) {
 104             min_count = s->l2_cache_counts[i];
 105             min_index = i;
 106         }
 107     }
 108     return min_index;
 109 }
 110
 111 /*
 112  * seek_l2_table
 113  *
 114  * seek l2_offset in the l2_cache table
 115  * if not found, return NULL,
 116  * if found,
 117  *   increments the l2 cache hit count of the entry,
 118  *   if counter overflow, divide by two all counters
 119  *   return the pointer to the l2 cache entry
 120  *
 121  */
 122
 123 static uint64_t *seek_l2_table(BDRVQcowState *s, uint64_t l2_offset)
 124 {
 125     int i, j;
 126
 127     for(i = 0; i < L2_CACHE_SIZE; i++) {
 128         if (l2_offset == s->l2_cache_offsets[i]) {
 129             /* increment the hit count */
 130             if (++s->l2_cache_counts[i] == 0xffffffff) {
 131                 for(j = 0; j < L2_CACHE_SIZE; j++) {
 132                     s->l2_cache_counts[j] >>= 1;
 133                 }
 134             }
 135             return s->l2_cache + (i << s->l2_bits);
 136         }
 137     }
 138     return NULL;
 139 }
 140
 141 /*
 142  * l2_load
 143  *
 144  * Loads a L2 table into memory. If the table is in the cache, the cache
 145  * is used; otherwise the L2 table is loaded from the image file.
 146  *
 147  * Returns a pointer to the L2 table on success, or NULL if the read from
 148  * the image file failed.
 149  */
 150
 151 static uint64_t *l2_load(BlockDriverState *bs, uint64_t l2_offset)
 152 {
 153     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
 154     int min_index;
 155     uint64_t *l2_table;
 156
 157     /* seek if the table for the given offset is in the cache */
 158
 159     l2_table = seek_l2_table(s, l2_offset);
 160     if (l2_table != NULL)
 161         return l2_table;
 162
 163     /* not found: load a new entry in the least used one */
 164
 165     min_index = l2_cache_new_entry(bs);
 166     l2_table = s->l2_cache + (min_index << s->l2_bits);
 167     if (bdrv_pread(s->hd, l2_offset, l2_table, s->l2_size * sizeof(uint64_t)) !=
 168         s->l2_size * sizeof(uint64_t))
 169         return NULL;
 170     s->l2_cache_offsets[min_index] = l2_offset;
 171     s->l2_cache_counts[min_index] = 1;
 172
 173     return l2_table;
 174 }
 175
 176 /*
 177  * Writes one sector of the L1 table to the disk (can't update single entries
 178  * and we really don't want bdrv_pread to perform a read-modify-write)
 179  */
 180 #define L1_ENTRIES_PER_SECTOR (512 / 8)
 181 static int write_l1_entry(BDRVQcowState *s, int l1_index)
 182 {
 183     uint64_t buf[L1_ENTRIES_PER_SECTOR];
 184     int l1_start_index;
 185     int i;
 186
 187     l1_start_index = l1_index & ~(L1_ENTRIES_PER_SECTOR - 1);
 188     for (i = 0; i < L1_ENTRIES_PER_SECTOR; i++) {
 189         buf[i] = cpu_to_be64(s->l1_table[l1_start_index + i]);
 190     }
 191
 192     if (bdrv_pwrite(s->hd, s->l1_table_offset + 8 * l1_start_index,
 193         buf, sizeof(buf)) != sizeof(buf))
 194     {
 195         return -1;
 196     }
 197
 198     return 0;
 199 }
 200
 201 /*
 202  * l2_allocate
 203  *
 204  * Allocate a new l2 entry in the file. If l1_index points to an already
 205  * used entry in the L2 table (i.e. we are doing a copy on write for the L2
 206  * table) copy the contents of the old L2 table into the newly allocated one.
 207  * Otherwise the new table is initialized with zeros.
 208  *
 209  */
 210
 211 static uint64_t *l2_allocate(BlockDriverState *bs, int l1_index)
 212 {
 213     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
 214     int min_index;
 215     uint64_t old_l2_offset;
 216     uint64_t *l2_table, l2_offset;
 217
 218     old_l2_offset = s->l1_table[l1_index];
 219
 220     /* allocate a new l2 entry */
 221
 222     l2_offset = qcow2_alloc_clusters(bs, s->l2_size * sizeof(uint64_t));
 223
 224     /* update the L1 entry */
 225
 226     s->l1_table[l1_index] = l2_offset | QCOW_OFLAG_COPIED;
 227     if (write_l1_entry(s, l1_index) < 0) {
 228         return NULL;
 229     }
 230
 231     /* allocate a new entry in the l2 cache */
 232
 233     min_index = l2_cache_new_entry(bs);
 234     l2_table = s->l2_cache + (min_index << s->l2_bits);
 235
 236     if (old_l2_offset == 0) {
 237         /* if there was no old l2 table, clear the new table */
 238         memset(l2_table, 0, s->l2_size * sizeof(uint64_t));
 239     } else {
 240         /* if there was an old l2 table, read it from the disk */
 241         if (bdrv_pread(s->hd, old_l2_offset,
 242                        l2_table, s->l2_size * sizeof(uint64_t)) !=
 243             s->l2_size * sizeof(uint64_t))
 244             return NULL;
 245     }
 246     /* write the l2 table to the file */
 247     if (bdrv_pwrite(s->hd, l2_offset,
 248                     l2_table, s->l2_size * sizeof(uint64_t)) !=
 249         s->l2_size * sizeof(uint64_t))
 250         return NULL;
 251
 252     /* update the l2 cache entry */
 253
 254     s->l2_cache_offsets[min_index] = l2_offset;
 255     s->l2_cache_counts[min_index] = 1;
 256
 257     return l2_table;
 258 }
 259
 260 static int count_contiguous_clusters(uint64_t nb_clusters, int cluster_size,
 261         uint64_t *l2_table, uint64_t start, uint64_t mask)
 262 {
 263     int i;
 264     uint64_t offset = be64_to_cpu(l2_table[0]) & ~mask;
 265
 266     if (!offset)
 267         return 0;
 268
 269     for (i = start; i < start + nb_clusters; i++)
 270         if (offset + (uint64_t) i * cluster_size != (be64_to_cpu(l2_table[i]) & ~mask))
 271             break;
 272
 273         return (i - start);
 274 }
 275
 276 static int count_contiguous_free_clusters(uint64_t nb_clusters, uint64_t *l2_table)
 277 {
 278     int i = 0;
 279
 280     while(nb_clusters-- && l2_table[i] == 0)
 281         i++;
 282
 283     return i;
 284 }
 285
 286 /* The crypt function is compatible with the linux cryptoloop
 287    algorithm for < 4 GB images. NOTE: out_buf == in_buf is
 288    supported */
 289 void qcow2_encrypt_sectors(BDRVQcowState *s, int64_t sector_num,
 290                            uint8_t *out_buf, const uint8_t *in_buf,
 291                            int nb_sectors, int enc,
 292                            const AES_KEY *key)
 293 {
 294     union {
 295         uint64_t ll[2];
 296         uint8_t b[16];
 297     } ivec;
 298     int i;
 299
 300     for(i = 0; i < nb_sectors; i++) {
 301         ivec.ll[0] = cpu_to_le64(sector_num);
 302         ivec.ll[1] = 0;
 303         AES_cbc_encrypt(in_buf, out_buf, 512, key,
 304                         ivec.b, enc);
 305         sector_num++;
 306         in_buf += 512;
 307         out_buf += 512;
 308     }
 309 }
 310
 311
 312 static int qcow_read(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
 313                      uint8_t *buf, int nb_sectors)
 314 {
 315     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
 316     int ret, index_in_cluster, n, n1;
 317     uint64_t cluster_offset;
 318
 319     while (nb_sectors > 0) {
 320         n = nb_sectors;
 321         cluster_offset = qcow2_get_cluster_offset(bs, sector_num << 9, &n);
 322         index_in_cluster = sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
 323         if (!cluster_offset) {
 324             if (bs->backing_hd) {
 325                 /* read from the base image */
 326                 n1 = qcow2_backing_read1(bs->backing_hd, sector_num, buf, n);
 327                 if (n1 > 0) {
 328                     ret = bdrv_read(bs->backing_hd, sector_num, buf, n1);
 329                     if (ret < 0)
 330                         return -1;
 331                 }
 332             } else {
 333                 memset(buf, 0, 512 * n);
 334             }
 335         } else if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
 336             if (qcow2_decompress_cluster(s, cluster_offset) < 0)
 337                 return -1;
 338             memcpy(buf, s->cluster_cache + index_in_cluster * 512, 512 * n);
 339         } else {
 340             ret = bdrv_pread(s->hd, cluster_offset + index_in_cluster * 512, buf, n * 512);
 341             if (ret != n * 512)
 342                 return -1;
 343             if (s->crypt_method) {
 344                 qcow2_encrypt_sectors(s, sector_num, buf, buf, n, 0,
 345                                 &s->aes_decrypt_key);
 346             }
 347         }
 348         nb_sectors -= n;
 349         sector_num += n;
 350         buf += n * 512;
 351     }
 352     return 0;
 353 }
 354
 355 static int copy_sectors(BlockDriverState *bs, uint64_t start_sect,
 356                         uint64_t cluster_offset, int n_start, int n_end)
 357 {
 358     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
 359     int n, ret;
 360
 361     n = n_end - n_start;
 362     if (n <= 0)
 363         return 0;
 364     ret = qcow_read(bs, start_sect + n_start, s->cluster_data, n);
 365     if (ret < 0)
 366         return ret;
 367     if (s->crypt_method) {
 368         qcow2_encrypt_sectors(s, start_sect + n_start,
 369                         s->cluster_data,
 370                         s->cluster_data, n, 1,
 371                         &s->aes_encrypt_key);
 372     }
 373     ret = bdrv_write(s->hd, (cluster_offset >> 9) + n_start,
 374                      s->cluster_data, n);
 375     if (ret < 0)
 376         return ret;
 377     return 0;
 378 }
 379
 380
 381 /*
 382  * get_cluster_offset
 383  *
 384  * For a given offset of the disk image, return cluster offset in
 385  * qcow2 file.
 386  *
 387  * on entry, *num is the number of contiguous clusters we'd like to
 388  * access following offset.
 389  *
 390  * on exit, *num is the number of contiguous clusters we can read.
 391  *
 392  * Return 1, if the offset is found
 393  * Return 0, otherwise.
 394  *
 395  */
 396
 397 uint64_t qcow2_get_cluster_offset(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
 398     int *num)
 399 {
 400     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
 401     unsigned int l1_index, l2_index;
 402     uint64_t l2_offset, *l2_table, cluster_offset;
 403     int l1_bits, c;
 404     unsigned int index_in_cluster, nb_clusters;
 405     uint64_t nb_available, nb_needed;
 406
 407     index_in_cluster = (offset >> 9) & (s->cluster_sectors - 1);
 408     nb_needed = *num + index_in_cluster;
 409
 410     l1_bits = s->l2_bits + s->cluster_bits;
 411
 412     /* compute how many bytes there are between the offset and
 413      * the end of the l1 entry
 414      */
 415
 416     nb_available = (1ULL << l1_bits) - (offset & ((1ULL << l1_bits) - 1));
 417
 418     /* compute the number of available sectors */
 419
 420     nb_available = (nb_available >> 9) + index_in_cluster;
 421
 422     if (nb_needed > nb_available) {
 423         nb_needed = nb_available;
 424     }
 425
 426     cluster_offset = 0;
 427
 428     /* seek the the l2 offset in the l1 table */
 429
 430     l1_index = offset >> l1_bits;
 431     if (l1_index >= s->l1_size)
 432         goto out;
 433
 434     l2_offset = s->l1_table[l1_index];
 435
 436     /* seek the l2 table of the given l2 offset */
 437
 438     if (!l2_offset)
 439         goto out;
 440
 441     /* load the l2 table in memory */
 442
 443     l2_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
 444     l2_table = l2_load(bs, l2_offset);
 445     if (l2_table == NULL)
 446         return 0;
 447
 448     /* find the cluster offset for the given disk offset */
 449
 450     l2_index = (offset >> s->cluster_bits) & (s->l2_size - 1);
 451     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index]);
 452     nb_clusters = size_to_clusters(s, nb_needed << 9);
 453
 454     if (!cluster_offset) {
 455         /* how many empty clusters ? */
 456         c = count_contiguous_free_clusters(nb_clusters, &l2_table[l2_index]);
 457     } else {
 458         /* how many allocated clusters ? */
 459         c = count_contiguous_clusters(nb_clusters, s->cluster_size,
 460                 &l2_table[l2_index], 0, QCOW_OFLAG_COPIED);
 461     }
 462
 463    nb_available = (c * s->cluster_sectors);
 464 out:
 465     if (nb_available > nb_needed)
 466         nb_available = nb_needed;
 467
 468     *num = nb_available - index_in_cluster;
 469
 470     return cluster_offset & ~QCOW_OFLAG_COPIED;
 471 }
 472
 473 /*
 474  * get_cluster_table
 475  *
 476  * for a given disk offset, load (and allocate if needed)
 477  * the l2 table.
 478  *
 479  * the l2 table offset in the qcow2 file and the cluster index
 480  * in the l2 table are given to the caller.
 481  *
 482  */
 483
 484 static int get_cluster_table(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
 485                              uint64_t **new_l2_table,
 486                              uint64_t *new_l2_offset,
 487                              int *new_l2_index)
 488 {
 489     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
 490     unsigned int l1_index, l2_index;
 491     uint64_t l2_offset, *l2_table;
 492     int ret;
 493
 494     /* seek the the l2 offset in the l1 table */
 495
 496     l1_index = offset >> (s->l2_bits + s->cluster_bits);
 497     if (l1_index >= s->l1_size) {
 498         ret = qcow2_grow_l1_table(bs, l1_index + 1);
 499         if (ret < 0)
 500             return 0;
 501     }
 502     l2_offset = s->l1_table[l1_index];
 503
 504     /* seek the l2 table of the given l2 offset */
 505
 506     if (l2_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) {
 507         /* load the l2 table in memory */
 508         l2_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
 509         l2_table = l2_load(bs, l2_offset);
 510         if (l2_table == NULL)
 511             return 0;
 512     } else {
 513         if (l2_offset)
 514             qcow2_free_clusters(bs, l2_offset, s->l2_size * sizeof(uint64_t));
 515         l2_table = l2_allocate(bs, l1_index);
 516         if (l2_table == NULL)
 517             return 0;
 518         l2_offset = s->l1_table[l1_index] & ~QCOW_OFLAG_COPIED;
 519     }
 520
 521     /* find the cluster offset for the given disk offset */
 522
 523     l2_index = (offset >> s->cluster_bits) & (s->l2_size - 1);
 524
 525     *new_l2_table = l2_table;
 526     *new_l2_offset = l2_offset;
 527     *new_l2_index = l2_index;
 528
 529     return 1;
 530 }
 531
 532 /*
 533  * alloc_compressed_cluster_offset
 534  *
 535  * For a given offset of the disk image, return cluster offset in
 536  * qcow2 file.
 537  *
 538  * If the offset is not found, allocate a new compressed cluster.
 539  *
 540  * Return the cluster offset if successful,
 541  * Return 0, otherwise.
 542  *
 543  */
 544
 545 uint64_t qcow2_alloc_compressed_cluster_offset(BlockDriverState *bs,
 546                                                uint64_t offset,
 547                                                int compressed_size)
 548 {
 549     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
 550     int l2_index, ret;
 551     uint64_t l2_offset, *l2_table, cluster_offset;
 552     int nb_csectors;
 553
 554     ret = get_cluster_table(bs, offset, &l2_table, &l2_offset, &l2_index);
 555     if (ret == 0)
 556         return 0;
 557
 558     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index]);
 559     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COPIED)
 560         return cluster_offset & ~QCOW_OFLAG_COPIED;
 561
 562     if (cluster_offset)
 563         qcow2_free_any_clusters(bs, cluster_offset, 1);
 564
 565     cluster_offset = qcow2_alloc_bytes(bs, compressed_size);
 566     nb_csectors = ((cluster_offset + compressed_size - 1) >> 9) -
 567                   (cluster_offset >> 9);
 568
 569     cluster_offset |= QCOW_OFLAG_COMPRESSED |
 570                       ((uint64_t)nb_csectors << s->csize_shift);
 571
 572     /* update L2 table */
 573
 574     /* compressed clusters never have the copied flag */
 575
 576     l2_table[l2_index] = cpu_to_be64(cluster_offset);
 577     if (bdrv_pwrite(s->hd,
 578                     l2_offset + l2_index * sizeof(uint64_t),
 579                     l2_table + l2_index,
 580                     sizeof(uint64_t)) != sizeof(uint64_t))
 581         return 0;
 582
 583     return cluster_offset;
 584 }
 585
 586 /*
 587  * Write L2 table updates to disk, writing whole sectors to avoid a
 588  * read-modify-write in bdrv_pwrite
 589  */
 590 #define L2_ENTRIES_PER_SECTOR (512 / 8)
 591 static int write_l2_entries(BDRVQcowState *s, uint64_t *l2_table,
 592     uint64_t l2_offset, int l2_index, int num)
 593 {
 594     int l2_start_index = l2_index & ~(L1_ENTRIES_PER_SECTOR - 1);
 595     int start_offset = (8 * l2_index) & ~511;
 596     int end_offset = (8 * (l2_index + num) + 511) & ~511;
 597     size_t len = end_offset - start_offset;
 598
 599     if (bdrv_pwrite(s->hd, l2_offset + start_offset, &l2_table[l2_start_index],
 600         len) != len)
 601     {
 602         return -1;
 603     }
 604
 605     return 0;
 606 }
 607
 608 int qcow2_alloc_cluster_link_l2(BlockDriverState *bs, uint64_t cluster_offset,
 609     QCowL2Meta *m)
 610 {
 611     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
 612     int i, j = 0, l2_index, ret;
 613     uint64_t *old_cluster, start_sect, l2_offset, *l2_table;
 614
 615     if (m->nb_clusters == 0)
 616         return 0;
 617
 618     old_cluster = qemu_malloc(m->nb_clusters * sizeof(uint64_t));
 619
 620     /* copy content of unmodified sectors */
 621     start_sect = (m->offset & ~(s->cluster_size - 1)) >> 9;
 622     if (m->n_start) {
 623         ret = copy_sectors(bs, start_sect, cluster_offset, 0, m->n_start);
 624         if (ret < 0)
 625             goto err;
 626     }
 627
 628     if (m->nb_available & (s->cluster_sectors - 1)) {
 629         uint64_t end = m->nb_available & ~(uint64_t)(s->cluster_sectors - 1);
 630         ret = copy_sectors(bs, start_sect + end, cluster_offset + (end << 9),
 631                 m->nb_available - end, s->cluster_sectors);
 632         if (ret < 0)
 633             goto err;
 634     }
 635
 636     ret = -EIO;
 637     /* update L2 table */
 638     if (!get_cluster_table(bs, m->offset, &l2_table, &l2_offset, &l2_index))
 639         goto err;
 640
 641     for (i = 0; i < m->nb_clusters; i++) {
 642         /* if two concurrent writes happen to the same unallocated cluster
 643          * each write allocates separate cluster and writes data concurrently.
 644          * The first one to complete updates l2 table with pointer to its
 645          * cluster the second one has to do RMW (which is done above by
 646          * copy_sectors()), update l2 table with its cluster pointer and free
 647          * old cluster. This is what this loop does */
 648         if(l2_table[l2_index + i] != 0)
 649             old_cluster[j++] = l2_table[l2_index + i];
 650
 651         l2_table[l2_index + i] = cpu_to_be64((cluster_offset +
 652                     (i << s->cluster_bits)) | QCOW_OFLAG_COPIED);
 653      }
 654
 655     if (write_l2_entries(s, l2_table, l2_offset, l2_index, m->nb_clusters) < 0) {
 656         ret = -1;
 657         goto err;
 658     }
 659
 660     for (i = 0; i < j; i++)
 661         qcow2_free_any_clusters(bs,
 662             be64_to_cpu(old_cluster[i]) & ~QCOW_OFLAG_COPIED, 1);
 663
 664     ret = 0;
 665 err:
 666     qemu_free(old_cluster);
 667     return ret;
 668  }
 669
 670 /*
 671  * alloc_cluster_offset
 672  *
 673  * For a given offset of the disk image, return cluster offset in
 674  * qcow2 file.
 675  *
 676  * If the offset is not found, allocate a new cluster.
 677  *
 678  * Return the cluster offset if successful,
 679  * Return 0, otherwise.
 680  *
 681  */
 682
 683 uint64_t qcow2_alloc_cluster_offset(BlockDriverState *bs,
 684                                     uint64_t offset,
 685                                     int n_start, int n_end,
 686                                     int *num, QCowL2Meta *m)
 687 {
 688     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
 689     int l2_index, ret;
 690     uint64_t l2_offset, *l2_table, cluster_offset;
 691     unsigned int nb_clusters, i = 0;
 692     QCowL2Meta *old_alloc;
 693
 694     ret = get_cluster_table(bs, offset, &l2_table, &l2_offset, &l2_index);
 695     if (ret == 0)
 696         return 0;
 697
 698     nb_clusters = size_to_clusters(s, n_end << 9);
 699
 700     nb_clusters = MIN(nb_clusters, s->l2_size - l2_index);
 701
 702     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index]);
 703
 704     /* We keep all QCOW_OFLAG_COPIED clusters */
 705
 706     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) {
 707         nb_clusters = count_contiguous_clusters(nb_clusters, s->cluster_size,
 708                 &l2_table[l2_index], 0, 0);
 709
 710         cluster_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
 711         m->nb_clusters = 0;
 712
 713         goto out;
 714     }
 715
 716     /* for the moment, multiple compressed clusters are not managed */
 717
 718     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED)
 719         nb_clusters = 1;
 720
 721     /* how many available clusters ? */
 722
 723     while (i < nb_clusters) {
 724         i += count_contiguous_clusters(nb_clusters - i, s->cluster_size,
 725                 &l2_table[l2_index], i, 0);
 726
 727         if(be64_to_cpu(l2_table[l2_index + i]))
 728             break;
 729
 730         i += count_contiguous_free_clusters(nb_clusters - i,
 731                 &l2_table[l2_index + i]);
 732
 733         cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index + i]);
 734
 735         if ((cluster_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) ||
 736                 (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED))
 737             break;
 738     }
 739     nb_clusters = i;
 740
 741     /*
 742      * Check if there already is an AIO write request in flight which allocates
 743      * the same cluster. In this case we need to wait until the previous
 744      * request has completed and updated the L2 table accordingly.
 745      */
 746     QLIST_FOREACH(old_alloc, &s->cluster_allocs, next_in_flight) {
 747
 748         uint64_t end_offset = offset + nb_clusters * s->cluster_size;
 749         uint64_t old_offset = old_alloc->offset;
 750         uint64_t old_end_offset = old_alloc->offset +
 751             old_alloc->nb_clusters * s->cluster_size;
 752
 753         if (end_offset < old_offset || offset > old_end_offset) {
 754             /* No intersection */
 755         } else {
 756             if (offset < old_offset) {
 757                 /* Stop at the start of a running allocation */
 758                 nb_clusters = (old_offset - offset) >> s->cluster_bits;
 759             } else {
 760                 nb_clusters = 0;
 761             }
 762
 763             if (nb_clusters == 0) {
 764                 /* Set dependency and wait for a callback */
 765                 m->depends_on = old_alloc;
 766                 m->nb_clusters = 0;
 767                 *num = 0;
 768                 return 0;
 769             }
 770         }
 771     }
 772
 773     if (!nb_clusters) {
 774         abort();
 775     }
 776
 777     QLIST_INSERT_HEAD(&s->cluster_allocs, m, next_in_flight);
 778
 779     /* allocate a new cluster */
 780
 781     cluster_offset = qcow2_alloc_clusters(bs, nb_clusters * s->cluster_size);
 782
 783     /* save info needed for meta data update */
 784     m->offset = offset;
 785     m->n_start = n_start;
 786     m->nb_clusters = nb_clusters;
 787
 788 out:
 789     m->nb_available = MIN(nb_clusters << (s->cluster_bits - 9), n_end);
 790
 791     *num = m->nb_available - n_start;
 792
 793     return cluster_offset;
 794 }
 795
 796 static int decompress_buffer(uint8_t *out_buf, int out_buf_size,
 797                              const uint8_t *buf, int buf_size)
 798 {
 799     z_stream strm1, *strm = &strm1;
 800     int ret, out_len;
 801
 802     memset(strm, 0, sizeof(*strm));
 803
 804     strm->next_in = (uint8_t *)buf;
 805     strm->avail_in = buf_size;
 806     strm->next_out = out_buf;
 807     strm->avail_out = out_buf_size;
 808
 809     ret = inflateInit2(strm, -12);
 810     if (ret != Z_OK)
 811         return -1;
 812     ret = inflate(strm, Z_FINISH);
 813     out_len = strm->next_out - out_buf;
 814     if ((ret != Z_STREAM_END && ret != Z_BUF_ERROR) ||
 815         out_len != out_buf_size) {
 816         inflateEnd(strm);
 817         return -1;
 818     }
 819     inflateEnd(strm);
 820     return 0;
 821 }
 822
 823 int qcow2_decompress_cluster(BDRVQcowState *s, uint64_t cluster_offset)
 824 {
 825     int ret, csize, nb_csectors, sector_offset;
 826     uint64_t coffset;
 827
 828     coffset = cluster_offset & s->cluster_offset_mask;
 829     if (s->cluster_cache_offset != coffset) {
 830         nb_csectors = ((cluster_offset >> s->csize_shift) & s->csize_mask) + 1;
 831         sector_offset = coffset & 511;
 832         csize = nb_csectors * 512 - sector_offset;
 833         ret = bdrv_read(s->hd, coffset >> 9, s->cluster_data, nb_csectors);
 834         if (ret < 0) {
 835             return -1;
 836         }
 837         if (decompress_buffer(s->cluster_cache, s->cluster_size,
 838                               s->cluster_data + sector_offset, csize) < 0) {
 839             return -1;
 840         }
 841         s->cluster_cache_offset = coffset;
 842     }
 843     return 0;
 844 }