block/vdi.c

   1 /*
   2  * Block driver for the Virtual Disk Image (VDI) format
   3  *
   4  * Copyright (c) 2009 Stefan Weil
   5  *
   6  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation, either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) version 3 or any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  *
  19  * Reference:
  20  * http://forums.virtualbox.org/viewtopic.php?t=8046
  21  *
  22  * This driver supports create / read / write operations on VDI images.
  23  *
  24  * Todo (see also TODO in code):
  25  *
  26  * Some features like snapshots are still missing.
  27  *
  28  * Deallocation of zero-filled blocks and shrinking images are missing, too
  29  * (might be added to common block layer).
  30  *
  31  * Allocation of blocks could be optimized (less writes to block map and
  32  * header).
  33  *
  34  * Read and write of adjacents blocks could be done in one operation
  35  * (current code uses one operation per block (1 MiB).
  36  *
  37  * The code is not thread safe (missing locks for changes in header and
  38  * block table, no problem with current QEMU).
  39  *
  40  * Hints:
  41  *
  42  * Blocks (VDI documentation) correspond to clusters (QEMU).
  43  * QEMU's backing files could be implemented using VDI snapshot files (TODO).
  44  * VDI snapshot files may also contain the complete machine state.
  45  * Maybe this machine state can be converted to QEMU PC machine snapshot data.
  46  *
  47  * The driver keeps a block cache (little endian entries) in memory.
  48  * For the standard block size (1 MiB), a 1 TiB disk will use 4 MiB RAM,
  49  * so this seems to be reasonable.
  50  */
  51
  52 #include "qemu-common.h"
  53 #include "block_int.h"
  54 #include "module.h"
  55
  56 #if defined(CONFIG_UUID)
  57 #include <uuid/uuid.h>
  58 #else
  59 /* TODO: move uuid emulation to some central place in QEMU. */
  60 #include "sysemu.h"     /* UUID_FMT */
  61 typedef unsigned char uuid_t[16];
  62 void uuid_generate(uuid_t out);
  63 int uuid_is_null(const uuid_t uu);
  64 void uuid_unparse(const uuid_t uu, char *out);
  65 #endif
  66
  67 /* Code configuration options. */
  68
  69 /* Enable debug messages. */
  70 //~ #define CONFIG_VDI_DEBUG
  71
  72 /* Support write operations on VDI images. */
  73 #define CONFIG_VDI_WRITE
  74
  75 /* Support non-standard block (cluster) size. This is untested.
  76  * Maybe it will be needed for very large images.
  77  */
  78 //~ #define CONFIG_VDI_BLOCK_SIZE
  79
  80 /* Support static (fixed, pre-allocated) images. */
  81 #define CONFIG_VDI_STATIC_IMAGE
  82
  83 /* Command line option for static images. */
  84 #define BLOCK_OPT_STATIC "static"
  85
  86 #define KiB     1024
  87 #define MiB     (KiB * KiB)
  88
  89 #define SECTOR_SIZE 512
  90 #define DEFAULT_CLUSTER_SIZE (1 * MiB)
  91
  92 #if defined(CONFIG_VDI_DEBUG)
  93 #define logout(fmt, ...) \
  94                 fprintf(stderr, "vdi\t%-24s" fmt, __func__, ##__VA_ARGS__)
  95 #else
  96 #define logout(fmt, ...) ((void)0)
  97 #endif
  98
  99 /* Image signature. */
 100 #define VDI_SIGNATURE 0xbeda107f
 101
 102 /* Image version. */
 103 #define VDI_VERSION_1_1 0x00010001
 104
 105 /* Image type. */
 106 #define VDI_TYPE_DYNAMIC 1
 107 #define VDI_TYPE_STATIC  2
 108
 109 /* Innotek / SUN images use these strings in header.text:
 110  * "<<< innotek VirtualBox Disk Image >>>\n"
 111  * "<<< Sun xVM VirtualBox Disk Image >>>\n"
 112  * "<<< Sun VirtualBox Disk Image >>>\n"
 113  * The value does not matter, so QEMU created images use a different text.
 114  */
 115 #define VDI_TEXT "<<< QEMU VM Virtual Disk Image >>>\n"
 116
 117 /* Unallocated blocks use this index (no need to convert endianness). */
 118 #define VDI_UNALLOCATED UINT32_MAX
 119
 120 #if !defined(CONFIG_UUID)
 121 void uuid_generate(uuid_t out)
 122 {
 123     memset(out, 0, sizeof(uuid_t));
 124 }
 125
 126 int uuid_is_null(const uuid_t uu)
 127 {
 128     uuid_t null_uuid = { 0 };
 129     return memcmp(uu, null_uuid, sizeof(uuid_t)) == 0;
 130 }
 131
 132 void uuid_unparse(const uuid_t uu, char *out)
 133 {
 134     snprintf(out, 37, UUID_FMT,
 135             uu[0], uu[1], uu[2], uu[3], uu[4], uu[5], uu[6], uu[7],
 136             uu[8], uu[9], uu[10], uu[11], uu[12], uu[13], uu[14], uu[15]);
 137 }
 138 #endif
 139
 140 typedef struct {
 141     BlockDriverAIOCB common;
 142     int64_t sector_num;
 143     QEMUIOVector *qiov;
 144     uint8_t *buf;
 145     /* Total number of sectors. */
 146     int nb_sectors;
 147     /* Number of sectors for current AIO. */
 148     int n_sectors;
 149     /* New allocated block map entry. */
 150     uint32_t bmap_first;
 151     uint32_t bmap_last;
 152     /* Buffer for new allocated block. */
 153     void *block_buffer;
 154     void *orig_buf;
 155     int header_modified;
 156     BlockDriverAIOCB *hd_aiocb;
 157     struct iovec hd_iov;
 158     QEMUIOVector hd_qiov;
 159     QEMUBH *bh;
 160 } VdiAIOCB;
 161
 162 typedef struct {
 163     char text[0x40];
 164     uint32_t signature;
 165     uint32_t version;
 166     uint32_t header_size;
 167     uint32_t image_type;
 168     uint32_t image_flags;
 169     char description[256];
 170     uint32_t offset_bmap;
 171     uint32_t offset_data;
 172     uint32_t cylinders;         /* disk geometry, unused here */
 173     uint32_t heads;             /* disk geometry, unused here */
 174     uint32_t sectors;           /* disk geometry, unused here */
 175     uint32_t sector_size;
 176     uint32_t unused1;
 177     uint64_t disk_size;
 178     uint32_t block_size;
 179     uint32_t block_extra;       /* unused here */
 180     uint32_t blocks_in_image;
 181     uint32_t blocks_allocated;
 182     uuid_t uuid_image;
 183     uuid_t uuid_last_snap;
 184     uuid_t uuid_link;
 185     uuid_t uuid_parent;
 186     uint64_t unused2[7];
 187 } VdiHeader;
 188
 189 typedef struct {
 190     /* The block map entries are little endian (even in memory). */
 191     uint32_t *bmap;
 192     /* Size of block (bytes). */
 193     uint32_t block_size;
 194     /* Size of block (sectors). */
 195     uint32_t block_sectors;
 196     /* First sector of block map. */
 197     uint32_t bmap_sector;
 198     /* VDI header (converted to host endianness). */
 199     VdiHeader header;
 200 } BDRVVdiState;
 201
 202 /* Change UUID from little endian (IPRT = VirtualBox format) to big endian
 203  * format (network byte order, standard, see RFC 4122) and vice versa.
 204  */
 205 static void uuid_convert(uuid_t uuid)
 206 {
 207     bswap32s((uint32_t *)&uuid[0]);
 208     bswap16s((uint16_t *)&uuid[4]);
 209     bswap16s((uint16_t *)&uuid[6]);
 210 }
 211
 212 static void vdi_header_to_cpu(VdiHeader *header)
 213 {
 214     le32_to_cpus(&header->signature);
 215     le32_to_cpus(&header->version);
 216     le32_to_cpus(&header->header_size);
 217     le32_to_cpus(&header->image_type);
 218     le32_to_cpus(&header->image_flags);
 219     le32_to_cpus(&header->offset_bmap);
 220     le32_to_cpus(&header->offset_data);
 221     le32_to_cpus(&header->cylinders);
 222     le32_to_cpus(&header->heads);
 223     le32_to_cpus(&header->sectors);
 224     le32_to_cpus(&header->sector_size);
 225     le64_to_cpus(&header->disk_size);
 226     le32_to_cpus(&header->block_size);
 227     le32_to_cpus(&header->block_extra);
 228     le32_to_cpus(&header->blocks_in_image);
 229     le32_to_cpus(&header->blocks_allocated);
 230     uuid_convert(header->uuid_image);
 231     uuid_convert(header->uuid_last_snap);
 232     uuid_convert(header->uuid_link);
 233     uuid_convert(header->uuid_parent);
 234 }
 235
 236 static void vdi_header_to_le(VdiHeader *header)
 237 {
 238     cpu_to_le32s(&header->signature);
 239     cpu_to_le32s(&header->version);
 240     cpu_to_le32s(&header->header_size);
 241     cpu_to_le32s(&header->image_type);
 242     cpu_to_le32s(&header->image_flags);
 243     cpu_to_le32s(&header->offset_bmap);
 244     cpu_to_le32s(&header->offset_data);
 245     cpu_to_le32s(&header->cylinders);
 246     cpu_to_le32s(&header->heads);
 247     cpu_to_le32s(&header->sectors);
 248     cpu_to_le32s(&header->sector_size);
 249     cpu_to_le64s(&header->disk_size);
 250     cpu_to_le32s(&header->block_size);
 251     cpu_to_le32s(&header->block_extra);
 252     cpu_to_le32s(&header->blocks_in_image);
 253     cpu_to_le32s(&header->blocks_allocated);
 254     cpu_to_le32s(&header->blocks_allocated);
 255     uuid_convert(header->uuid_image);
 256     uuid_convert(header->uuid_last_snap);
 257     uuid_convert(header->uuid_link);
 258     uuid_convert(header->uuid_parent);
 259 }
 260
 261 #if defined(CONFIG_VDI_DEBUG)
 262 static void vdi_header_print(VdiHeader *header)
 263 {
 264     char uuid[37];
 265     logout("text        %s", header->text);
 266     logout("signature   0x%04x\n", header->signature);
 267     logout("header size 0x%04x\n", header->header_size);
 268     logout("image type  0x%04x\n", header->image_type);
 269     logout("image flags 0x%04x\n", header->image_flags);
 270     logout("description %s\n", header->description);
 271     logout("offset bmap 0x%04x\n", header->offset_bmap);
 272     logout("offset data 0x%04x\n", header->offset_data);
 273     logout("cylinders   0x%04x\n", header->cylinders);
 274     logout("heads       0x%04x\n", header->heads);
 275     logout("sectors     0x%04x\n", header->sectors);
 276     logout("sector size 0x%04x\n", header->sector_size);
 277     logout("image size  0x%" PRIx64 " B (%" PRIu64 " MiB)\n",
 278            header->disk_size, header->disk_size / MiB);
 279     logout("block size  0x%04x\n", header->block_size);
 280     logout("block extra 0x%04x\n", header->block_extra);
 281     logout("blocks tot. 0x%04x\n", header->blocks_in_image);
 282     logout("blocks all. 0x%04x\n", header->blocks_allocated);
 283     uuid_unparse(header->uuid_image, uuid);
 284     logout("uuid image  %s\n", uuid);
 285     uuid_unparse(header->uuid_last_snap, uuid);
 286     logout("uuid snap   %s\n", uuid);
 287     uuid_unparse(header->uuid_link, uuid);
 288     logout("uuid link   %s\n", uuid);
 289     uuid_unparse(header->uuid_parent, uuid);
 290     logout("uuid parent %s\n", uuid);
 291 }
 292 #endif
 293
 294 static int vdi_check(BlockDriverState *bs, BdrvCheckResult *res)
 295 {
 296     /* TODO: additional checks possible. */
 297     BDRVVdiState *s = (BDRVVdiState *)bs->opaque;
 298     uint32_t blocks_allocated = 0;
 299     uint32_t block;
 300     uint32_t *bmap;
 301     logout("\n");
 302
 303     bmap = qemu_malloc(s->header.blocks_in_image * sizeof(uint32_t));
 304     memset(bmap, 0xff, s->header.blocks_in_image * sizeof(uint32_t));
 305
 306     /* Check block map and value of blocks_allocated. */
 307     for (block = 0; block < s->header.blocks_in_image; block++) {
 308         uint32_t bmap_entry = le32_to_cpu(s->bmap[block]);
 309         if (bmap_entry != VDI_UNALLOCATED) {
 310             if (bmap_entry < s->header.blocks_in_image) {
 311                 blocks_allocated++;
 312                 if (bmap[bmap_entry] == VDI_UNALLOCATED) {
 313                     bmap[bmap_entry] = bmap_entry;
 314                 } else {
 315                     fprintf(stderr, "ERROR: block index %" PRIu32
 316                             " also used by %" PRIu32 "\n", bmap[bmap_entry], bmap_entry);
 317                     res->corruptions++;
 318                 }
 319             } else {
 320                 fprintf(stderr, "ERROR: block index %" PRIu32
 321                         " too large, is %" PRIu32 "\n", block, bmap_entry);
 322                 res->corruptions++;
 323             }
 324         }
 325     }
 326     if (blocks_allocated != s->header.blocks_allocated) {
 327         fprintf(stderr, "ERROR: allocated blocks mismatch, is %" PRIu32
 328                ", should be %" PRIu32 "\n",
 329                blocks_allocated, s->header.blocks_allocated);
 330         res->corruptions++;
 331     }
 332
 333     qemu_free(bmap);
 334
 335     return 0;
 336 }
 337
 338 static int vdi_get_info(BlockDriverState *bs, BlockDriverInfo *bdi)
 339 {
 340     /* TODO: vdi_get_info would be needed for machine snapshots.
 341        vm_state_offset is still missing. */
 342     BDRVVdiState *s = (BDRVVdiState *)bs->opaque;
 343     logout("\n");
 344     bdi->cluster_size = s->block_size;
 345     bdi->vm_state_offset = 0;
 346     return 0;
 347 }
 348
 349 static int vdi_make_empty(BlockDriverState *bs)
 350 {
 351     /* TODO: missing code. */
 352     logout("\n");
 353     /* The return value for missing code must be 0, see block.c. */
 354     return 0;
 355 }
 356
 357 static int vdi_probe(const uint8_t *buf, int buf_size, const char *filename)
 358 {
 359     const VdiHeader *header = (const VdiHeader *)buf;
 360     int result = 0;
 361
 362     logout("\n");
 363
 364     if (buf_size < sizeof(*header)) {
 365         /* Header too small, no VDI. */
 366     } else if (le32_to_cpu(header->signature) == VDI_SIGNATURE) {
 367         result = 100;
 368     }
 369
 370     if (result == 0) {
 371         logout("no vdi image\n");
 372     } else {
 373         logout("%s", header->text);
 374     }
 375
 376     return result;
 377 }
 378
 379 static int vdi_open(BlockDriverState *bs, int flags)
 380 {
 381     BDRVVdiState *s = bs->opaque;
 382     VdiHeader header;
 383     size_t bmap_size;
 384
 385     logout("\n");
 386
 387     if (bdrv_read(bs->file, 0, (uint8_t *)&header, 1) < 0) {
 388         goto fail;
 389     }
 390
 391     vdi_header_to_cpu(&header);
 392 #if defined(CONFIG_VDI_DEBUG)
 393     vdi_header_print(&header);
 394 #endif
 395
 396     if (header.disk_size % SECTOR_SIZE != 0) {
 397         /* 'VBoxManage convertfromraw' can create images with odd disk sizes.
 398            We accept them but round the disk size to the next multiple of
 399            SECTOR_SIZE. */
 400         logout("odd disk size %" PRIu64 " B, round up\n", header.disk_size);
 401         header.disk_size += SECTOR_SIZE - 1;
 402         header.disk_size &= ~(SECTOR_SIZE - 1);
 403     }
 404
 405     if (header.version != VDI_VERSION_1_1) {
 406         logout("unsupported version %u.%u\n",
 407                header.version >> 16, header.version & 0xffff);
 408         goto fail;
 409     } else if (header.offset_bmap % SECTOR_SIZE != 0) {
 410         /* We only support block maps which start on a sector boundary. */
 411         logout("unsupported block map offset 0x%x B\n", header.offset_bmap);
 412         goto fail;
 413     } else if (header.offset_data % SECTOR_SIZE != 0) {
 414         /* We only support data blocks which start on a sector boundary. */
 415         logout("unsupported data offset 0x%x B\n", header.offset_data);
 416         goto fail;
 417     } else if (header.sector_size != SECTOR_SIZE) {
 418         logout("unsupported sector size %u B\n", header.sector_size);
 419         goto fail;
 420     } else if (header.block_size != 1 * MiB) {
 421         logout("unsupported block size %u B\n", header.block_size);
 422         goto fail;
 423     } else if (header.disk_size >
 424                (uint64_t)header.blocks_in_image * header.block_size) {
 425         logout("unsupported disk size %" PRIu64 " B\n", header.disk_size);
 426         goto fail;
 427     } else if (!uuid_is_null(header.uuid_link)) {
 428         logout("link uuid != 0, unsupported\n");
 429         goto fail;
 430     } else if (!uuid_is_null(header.uuid_parent)) {
 431         logout("parent uuid != 0, unsupported\n");
 432         goto fail;
 433     }
 434
 435     bs->total_sectors = header.disk_size / SECTOR_SIZE;
 436
 437     s->block_size = header.block_size;
 438     s->block_sectors = header.block_size / SECTOR_SIZE;
 439     s->bmap_sector = header.offset_bmap / SECTOR_SIZE;
 440     s->header = header;
 441
 442     bmap_size = header.blocks_in_image * sizeof(uint32_t);
 443     bmap_size = (bmap_size + SECTOR_SIZE - 1) / SECTOR_SIZE;
 444     if (bmap_size > 0) {
 445         s->bmap = qemu_malloc(bmap_size * SECTOR_SIZE);
 446     }
 447     if (bdrv_read(bs->file, s->bmap_sector, (uint8_t *)s->bmap, bmap_size) < 0) {
 448         goto fail_free_bmap;
 449     }
 450
 451     return 0;
 452
 453  fail_free_bmap:
 454     qemu_free(s->bmap);
 455
 456  fail:
 457     return -1;
 458 }
 459
 460 static int vdi_is_allocated(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
 461                              int nb_sectors, int *pnum)
 462 {
 463     /* TODO: Check for too large sector_num (in bdrv_is_allocated or here). */
 464     BDRVVdiState *s = (BDRVVdiState *)bs->opaque;
 465     size_t bmap_index = sector_num / s->block_sectors;
 466     size_t sector_in_block = sector_num % s->block_sectors;
 467     int n_sectors = s->block_sectors - sector_in_block;
 468     uint32_t bmap_entry = le32_to_cpu(s->bmap[bmap_index]);
 469     logout("%p, %" PRId64 ", %d, %p\n", bs, sector_num, nb_sectors, pnum);
 470     if (n_sectors > nb_sectors) {
 471         n_sectors = nb_sectors;
 472     }
 473     *pnum = n_sectors;
 474     return bmap_entry != VDI_UNALLOCATED;
 475 }
 476
 477 static void vdi_aio_cancel(BlockDriverAIOCB *blockacb)
 478 {
 479     /* TODO: This code is untested. How can I get it executed? */
 480     VdiAIOCB *acb = container_of(blockacb, VdiAIOCB, common);
 481     logout("\n");
 482     if (acb->hd_aiocb) {
 483         bdrv_aio_cancel(acb->hd_aiocb);
 484     }
 485     qemu_aio_release(acb);
 486 }
 487
 488 static AIOPool vdi_aio_pool = {
 489     .aiocb_size = sizeof(VdiAIOCB),
 490     .cancel = vdi_aio_cancel,
 491 };
 492
 493 static VdiAIOCB *vdi_aio_setup(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
 494         QEMUIOVector *qiov, int nb_sectors,
 495         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque, int is_write)
 496 {
 497     VdiAIOCB *acb;
 498
 499     logout("%p, %" PRId64 ", %p, %d, %p, %p, %d\n",
 500            bs, sector_num, qiov, nb_sectors, cb, opaque, is_write);
 501
 502     acb = qemu_aio_get(&vdi_aio_pool, bs, cb, opaque);
 503     if (acb) {
 504         acb->hd_aiocb = NULL;
 505         acb->sector_num = sector_num;
 506         acb->qiov = qiov;
 507         if (qiov->niov > 1) {
 508             acb->buf = qemu_blockalign(bs, qiov->size);
 509             acb->orig_buf = acb->buf;
 510             if (is_write) {
 511                 qemu_iovec_to_buffer(qiov, acb->buf);
 512             }
 513         } else {
 514             acb->buf = (uint8_t *)qiov->iov->iov_base;
 515         }
 516         acb->nb_sectors = nb_sectors;
 517         acb->n_sectors = 0;
 518         acb->bmap_first = VDI_UNALLOCATED;
 519         acb->bmap_last = VDI_UNALLOCATED;
 520         acb->block_buffer = NULL;
 521         acb->header_modified = 0;
 522     }
 523     return acb;
 524 }
 525
 526 static int vdi_schedule_bh(QEMUBHFunc *cb, VdiAIOCB *acb)
 527 {
 528     logout("\n");
 529
 530     if (acb->bh) {
 531         return -EIO;
 532     }
 533
 534     acb->bh = qemu_bh_new(cb, acb);
 535     if (!acb->bh) {
 536         return -EIO;
 537     }
 538
 539     qemu_bh_schedule(acb->bh);
 540
 541     return 0;
 542 }
 543
 544 static void vdi_aio_read_cb(void *opaque, int ret);
 545
 546 static void vdi_aio_read_bh(void *opaque)
 547 {
 548     VdiAIOCB *acb = opaque;
 549     logout("\n");
 550     qemu_bh_delete(acb->bh);
 551     acb->bh = NULL;
 552     vdi_aio_read_cb(opaque, 0);
 553 }
 554
 555 static void vdi_aio_read_cb(void *opaque, int ret)
 556 {
 557     VdiAIOCB *acb = opaque;
 558     BlockDriverState *bs = acb->common.bs;
 559     BDRVVdiState *s = bs->opaque;
 560     uint32_t bmap_entry;
 561     uint32_t block_index;
 562     uint32_t sector_in_block;
 563     uint32_t n_sectors;
 564
 565     logout("%u sectors read\n", acb->n_sectors);
 566
 567     acb->hd_aiocb = NULL;
 568
 569     if (ret < 0) {
 570         goto done;
 571     }
 572
 573     acb->nb_sectors -= acb->n_sectors;
 574
 575     if (acb->nb_sectors == 0) {
 576         /* request completed */
 577         ret = 0;
 578         goto done;
 579     }
 580
 581     acb->sector_num += acb->n_sectors;
 582     acb->buf += acb->n_sectors * SECTOR_SIZE;
 583
 584     block_index = acb->sector_num / s->block_sectors;
 585     sector_in_block = acb->sector_num % s->block_sectors;
 586     n_sectors = s->block_sectors - sector_in_block;
 587     if (n_sectors > acb->nb_sectors) {
 588         n_sectors = acb->nb_sectors;
 589     }
 590
 591     logout("will read %u sectors starting at sector %" PRIu64 "\n",
 592            n_sectors, acb->sector_num);
 593
 594     /* prepare next AIO request */
 595     acb->n_sectors = n_sectors;
 596     bmap_entry = le32_to_cpu(s->bmap[block_index]);
 597     if (bmap_entry == VDI_UNALLOCATED) {
 598         /* Block not allocated, return zeros, no need to wait. */
 599         memset(acb->buf, 0, n_sectors * SECTOR_SIZE);
 600         ret = vdi_schedule_bh(vdi_aio_read_bh, acb);
 601         if (ret < 0) {
 602             goto done;
 603         }
 604     } else {
 605         uint64_t offset = s->header.offset_data / SECTOR_SIZE +
 606                           (uint64_t)bmap_entry * s->block_sectors +
 607                           sector_in_block;
 608         acb->hd_iov.iov_base = (void *)acb->buf;
 609         acb->hd_iov.iov_len = n_sectors * SECTOR_SIZE;
 610         qemu_iovec_init_external(&acb->hd_qiov, &acb->hd_iov, 1);
 611         acb->hd_aiocb = bdrv_aio_readv(bs->file, offset, &acb->hd_qiov,
 612                                        n_sectors, vdi_aio_read_cb, acb);
 613         if (acb->hd_aiocb == NULL) {
 614             ret = -EIO;
 615             goto done;
 616         }
 617     }
 618     return;
 619 done:
 620     if (acb->qiov->niov > 1) {
 621         qemu_iovec_from_buffer(acb->qiov, acb->orig_buf, acb->qiov->size);
 622         qemu_vfree(acb->orig_buf);
 623     }
 624     acb->common.cb(acb->common.opaque, ret);
 625     qemu_aio_release(acb);
 626 }
 627
 628 static BlockDriverAIOCB *vdi_aio_readv(BlockDriverState *bs,
 629         int64_t sector_num, QEMUIOVector *qiov, int nb_sectors,
 630         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
 631 {
 632     VdiAIOCB *acb;
 633     logout("\n");
 634     acb = vdi_aio_setup(bs, sector_num, qiov, nb_sectors, cb, opaque, 0);
 635     if (!acb) {
 636         return NULL;
 637     }
 638     vdi_aio_read_cb(acb, 0);
 639     return &acb->common;
 640 }
 641
 642 static void vdi_aio_write_cb(void *opaque, int ret)
 643 {
 644     VdiAIOCB *acb = opaque;
 645     BlockDriverState *bs = acb->common.bs;
 646     BDRVVdiState *s = bs->opaque;
 647     uint32_t bmap_entry;
 648     uint32_t block_index;
 649     uint32_t sector_in_block;
 650     uint32_t n_sectors;
 651
 652     acb->hd_aiocb = NULL;
 653
 654     if (ret < 0) {
 655         goto done;
 656     }
 657
 658     acb->nb_sectors -= acb->n_sectors;
 659     acb->sector_num += acb->n_sectors;
 660     acb->buf += acb->n_sectors * SECTOR_SIZE;
 661
 662     if (acb->nb_sectors == 0) {
 663         logout("finished data write\n");
 664         acb->n_sectors = 0;
 665         if (acb->header_modified) {
 666             VdiHeader *header = acb->block_buffer;
 667             logout("now writing modified header\n");
 668             assert(acb->bmap_first != VDI_UNALLOCATED);
 669             *header = s->header;
 670             vdi_header_to_le(header);
 671             acb->header_modified = 0;
 672             acb->hd_iov.iov_base = acb->block_buffer;
 673             acb->hd_iov.iov_len = SECTOR_SIZE;
 674             qemu_iovec_init_external(&acb->hd_qiov, &acb->hd_iov, 1);
 675             acb->hd_aiocb = bdrv_aio_writev(bs->file, 0, &acb->hd_qiov, 1,
 676                                             vdi_aio_write_cb, acb);
 677             if (acb->hd_aiocb == NULL) {
 678                 ret = -EIO;
 679                 goto done;
 680             }
 681             return;
 682         } else if (acb->bmap_first != VDI_UNALLOCATED) {
 683             /* One or more new blocks were allocated. */
 684             uint64_t offset;
 685             uint32_t bmap_first;
 686             uint32_t bmap_last;
 687             qemu_free(acb->block_buffer);
 688             acb->block_buffer = NULL;
 689             bmap_first = acb->bmap_first;
 690             bmap_last = acb->bmap_last;
 691             logout("now writing modified block map entry %u...%u\n",
 692                    bmap_first, bmap_last);
 693             /* Write modified sectors from block map. */
 694             bmap_first /= (SECTOR_SIZE / sizeof(uint32_t));
 695             bmap_last /= (SECTOR_SIZE / sizeof(uint32_t));
 696             n_sectors = bmap_last - bmap_first + 1;
 697             offset = s->bmap_sector + bmap_first;
 698             acb->bmap_first = VDI_UNALLOCATED;
 699             acb->hd_iov.iov_base = (void *)((uint8_t *)&s->bmap[0] +
 700                                             bmap_first * SECTOR_SIZE);
 701             acb->hd_iov.iov_len = n_sectors * SECTOR_SIZE;
 702             qemu_iovec_init_external(&acb->hd_qiov, &acb->hd_iov, 1);
 703             logout("will write %u block map sectors starting from entry %u\n",
 704                    n_sectors, bmap_first);
 705             acb->hd_aiocb = bdrv_aio_writev(bs->file, offset, &acb->hd_qiov,
 706                                             n_sectors, vdi_aio_write_cb, acb);
 707             if (acb->hd_aiocb == NULL) {
 708                 ret = -EIO;
 709                 goto done;
 710             }
 711             return;
 712         }
 713         ret = 0;
 714         goto done;
 715     }
 716
 717     logout("%u sectors written\n", acb->n_sectors);
 718
 719     block_index = acb->sector_num / s->block_sectors;
 720     sector_in_block = acb->sector_num % s->block_sectors;
 721     n_sectors = s->block_sectors - sector_in_block;
 722     if (n_sectors > acb->nb_sectors) {
 723         n_sectors = acb->nb_sectors;
 724     }
 725
 726     logout("will write %u sectors starting at sector %" PRIu64 "\n",
 727            n_sectors, acb->sector_num);
 728
 729     /* prepare next AIO request */
 730     acb->n_sectors = n_sectors;
 731     bmap_entry = le32_to_cpu(s->bmap[block_index]);
 732     if (bmap_entry == VDI_UNALLOCATED) {
 733         /* Allocate new block and write to it. */
 734         uint64_t offset;
 735         uint8_t *block;
 736         bmap_entry = s->header.blocks_allocated;
 737         s->bmap[block_index] = cpu_to_le32(bmap_entry);
 738         s->header.blocks_allocated++;
 739         offset = s->header.offset_data / SECTOR_SIZE +
 740                  (uint64_t)bmap_entry * s->block_sectors;
 741         block = acb->block_buffer;
 742         if (block == NULL) {
 743             block = qemu_mallocz(s->block_size);
 744             acb->block_buffer = block;
 745             acb->bmap_first = block_index;
 746             assert(!acb->header_modified);
 747             acb->header_modified = 1;
 748         }
 749         acb->bmap_last = block_index;
 750         memcpy(block + sector_in_block * SECTOR_SIZE,
 751                acb->buf, n_sectors * SECTOR_SIZE);
 752         acb->hd_iov.iov_base = (void *)block;
 753         acb->hd_iov.iov_len = s->block_size;
 754         qemu_iovec_init_external(&acb->hd_qiov, &acb->hd_iov, 1);
 755         acb->hd_aiocb = bdrv_aio_writev(bs->file, offset,
 756                                         &acb->hd_qiov, s->block_sectors,
 757                                         vdi_aio_write_cb, acb);
 758         if (acb->hd_aiocb == NULL) {
 759             ret = -EIO;
 760             goto done;
 761         }
 762     } else {
 763         uint64_t offset = s->header.offset_data / SECTOR_SIZE +
 764                           (uint64_t)bmap_entry * s->block_sectors +
 765                           sector_in_block;
 766         acb->hd_iov.iov_base = (void *)acb->buf;
 767         acb->hd_iov.iov_len = n_sectors * SECTOR_SIZE;
 768         qemu_iovec_init_external(&acb->hd_qiov, &acb->hd_iov, 1);
 769         acb->hd_aiocb = bdrv_aio_writev(bs->file, offset, &acb->hd_qiov,
 770                                         n_sectors, vdi_aio_write_cb, acb);
 771         if (acb->hd_aiocb == NULL) {
 772             ret = -EIO;
 773             goto done;
 774         }
 775     }
 776
 777     return;
 778
 779 done:
 780     if (acb->qiov->niov > 1) {
 781         qemu_vfree(acb->orig_buf);
 782     }
 783     acb->common.cb(acb->common.opaque, ret);
 784     qemu_aio_release(acb);
 785 }
 786
 787 static BlockDriverAIOCB *vdi_aio_writev(BlockDriverState *bs,
 788         int64_t sector_num, QEMUIOVector *qiov, int nb_sectors,
 789         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
 790 {
 791     VdiAIOCB *acb;
 792     logout("\n");
 793     acb = vdi_aio_setup(bs, sector_num, qiov, nb_sectors, cb, opaque, 1);
 794     if (!acb) {
 795         return NULL;
 796     }
 797     vdi_aio_write_cb(acb, 0);
 798     return &acb->common;
 799 }
 800
 801 static int vdi_create(const char *filename, QEMUOptionParameter *options)
 802 {
 803     int fd;
 804     int result = 0;
 805     uint64_t bytes = 0;
 806     uint32_t blocks;
 807     size_t block_size = DEFAULT_CLUSTER_SIZE;
 808     uint32_t image_type = VDI_TYPE_DYNAMIC;
 809     VdiHeader header;
 810     size_t i;
 811     size_t bmap_size;
 812     uint32_t *bmap;
 813
 814     logout("\n");
 815
 816     /* Read out options. */
 817     while (options && options->name) {
 818         if (!strcmp(options->name, BLOCK_OPT_SIZE)) {
 819             bytes = options->value.n;
 820 #if defined(CONFIG_VDI_BLOCK_SIZE)
 821         } else if (!strcmp(options->name, BLOCK_OPT_CLUSTER_SIZE)) {
 822             if (options->value.n) {
 823                 /* TODO: Additional checks (SECTOR_SIZE * 2^n, ...). */
 824                 block_size = options->value.n;
 825             }
 826 #endif
 827 #if defined(CONFIG_VDI_STATIC_IMAGE)
 828         } else if (!strcmp(options->name, BLOCK_OPT_STATIC)) {
 829             if (options->value.n) {
 830                 image_type = VDI_TYPE_STATIC;
 831             }
 832 #endif
 833         }
 834         options++;
 835     }
 836
 837     fd = open(filename, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC | O_BINARY | O_LARGEFILE,
 838               0644);
 839     if (fd < 0) {
 840         return -errno;
 841     }
 842
 843     /* We need enough blocks to store the given disk size,
 844        so always round up. */
 845     blocks = (bytes + block_size - 1) / block_size;
 846
 847     bmap_size = blocks * sizeof(uint32_t);
 848     bmap_size = ((bmap_size + SECTOR_SIZE - 1) & ~(SECTOR_SIZE -1));
 849
 850     memset(&header, 0, sizeof(header));
 851     pstrcpy(header.text, sizeof(header.text), VDI_TEXT);
 852     header.signature = VDI_SIGNATURE;
 853     header.version = VDI_VERSION_1_1;
 854     header.header_size = 0x180;
 855     header.image_type = image_type;
 856     header.offset_bmap = 0x200;
 857     header.offset_data = 0x200 + bmap_size;
 858     header.sector_size = SECTOR_SIZE;
 859     header.disk_size = bytes;
 860     header.block_size = block_size;
 861     header.blocks_in_image = blocks;
 862     if (image_type == VDI_TYPE_STATIC) {
 863         header.blocks_allocated = blocks;
 864     }
 865     uuid_generate(header.uuid_image);
 866     uuid_generate(header.uuid_last_snap);
 867     /* There is no need to set header.uuid_link or header.uuid_parent here. */
 868 #if defined(CONFIG_VDI_DEBUG)
 869     vdi_header_print(&header);
 870 #endif
 871     vdi_header_to_le(&header);
 872     if (write(fd, &header, sizeof(header)) < 0) {
 873         result = -errno;
 874     }
 875
 876     bmap = NULL;
 877     if (bmap_size > 0) {
 878         bmap = (uint32_t *)qemu_mallocz(bmap_size);
 879     }
 880     for (i = 0; i < blocks; i++) {
 881         if (image_type == VDI_TYPE_STATIC) {
 882             bmap[i] = i;
 883         } else {
 884             bmap[i] = VDI_UNALLOCATED;
 885         }
 886     }
 887     if (write(fd, bmap, bmap_size) < 0) {
 888         result = -errno;
 889     }
 890     qemu_free(bmap);
 891     if (image_type == VDI_TYPE_STATIC) {
 892         if (ftruncate(fd, sizeof(header) + bmap_size + blocks * block_size)) {
 893             result = -errno;
 894         }
 895     }
 896
 897     if (close(fd) < 0) {
 898         result = -errno;
 899     }
 900
 901     return result;
 902 }
 903
 904 static void vdi_close(BlockDriverState *bs)
 905 {
 906 }
 907
 908 static int vdi_flush(BlockDriverState *bs)
 909 {
 910     logout("\n");
 911     return bdrv_flush(bs->file);
 912 }
 913
 914
 915 static QEMUOptionParameter vdi_create_options[] = {
 916     {
 917         .name = BLOCK_OPT_SIZE,
 918         .type = OPT_SIZE,
 919         .help = "Virtual disk size"
 920     },
 921 #if defined(CONFIG_VDI_BLOCK_SIZE)
 922     {
 923         .name = BLOCK_OPT_CLUSTER_SIZE,
 924         .type = OPT_SIZE,
 925         .help = "VDI cluster (block) size",
 926         .value = { .n = DEFAULT_CLUSTER_SIZE },
 927     },
 928 #endif
 929 #if defined(CONFIG_VDI_STATIC_IMAGE)
 930     {
 931         .name = BLOCK_OPT_STATIC,
 932         .type = OPT_FLAG,
 933         .help = "VDI static (pre-allocated) image"
 934     },
 935 #endif
 936     /* TODO: An additional option to set UUID values might be useful. */
 937     { NULL }
 938 };
 939
 940 static BlockDriver bdrv_vdi = {
 941     .format_name = "vdi",
 942     .instance_size = sizeof(BDRVVdiState),
 943     .bdrv_probe = vdi_probe,
 944     .bdrv_open = vdi_open,
 945     .bdrv_close = vdi_close,
 946     .bdrv_create = vdi_create,
 947     .bdrv_flush = vdi_flush,
 948     .bdrv_is_allocated = vdi_is_allocated,
 949     .bdrv_make_empty = vdi_make_empty,
 950
 951     .bdrv_aio_readv = vdi_aio_readv,
 952 #if defined(CONFIG_VDI_WRITE)
 953     .bdrv_aio_writev = vdi_aio_writev,
 954 #endif
 955
 956     .bdrv_get_info = vdi_get_info,
 957
 958     .create_options = vdi_create_options,
 959     .bdrv_check = vdi_check,
 960 };
 961
 962 static void bdrv_vdi_init(void)
 963 {
 964     logout("\n");
 965     bdrv_register(&bdrv_vdi);
 966 }
 967
 968 block_init(bdrv_vdi_init);