]> Git Repo - qemu.git/blob - block/qcow2.c
60ed084e5c166bd122281ee3dbde770738788957
[qemu.git] / block / qcow2.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
27 #include "block/qdict.h"
28 #include "sysemu/block-backend.h"
29 #include "qemu/main-loop.h"
30 #include "qemu/module.h"
31 #include "qcow2.h"
32 #include "qemu/error-report.h"
33 #include "qapi/error.h"
34 #include "qapi/qapi-events-block-core.h"
35 #include "qapi/qmp/qdict.h"
36 #include "qapi/qmp/qstring.h"
37 #include "trace.h"
38 #include "qemu/option_int.h"
39 #include "qemu/cutils.h"
40 #include "qemu/bswap.h"
41 #include "qapi/qobject-input-visitor.h"
42 #include "qapi/qapi-visit-block-core.h"
43 #include "crypto.h"
44 #include "block/aio_task.h"
45
46 /*
47   Differences with QCOW:
48
49   - Support for multiple incremental snapshots.
50   - Memory management by reference counts.
51   - Clusters which have a reference count of one have the bit
52     QCOW_OFLAG_COPIED to optimize write performance.
53   - Size of compressed clusters is stored in sectors to reduce bit usage
54     in the cluster offsets.
55   - Support for storing additional data (such as the VM state) in the
56     snapshots.
57   - If a backing store is used, the cluster size is not constrained
58     (could be backported to QCOW).
59   - L2 tables have always a size of one cluster.
60 */
61
62
63 typedef struct {
64     uint32_t magic;
65     uint32_t len;
66 } QEMU_PACKED QCowExtension;
67
68 #define  QCOW2_EXT_MAGIC_END 0
69 #define  QCOW2_EXT_MAGIC_BACKING_FORMAT 0xE2792ACA
70 #define  QCOW2_EXT_MAGIC_FEATURE_TABLE 0x6803f857
71 #define  QCOW2_EXT_MAGIC_CRYPTO_HEADER 0x0537be77
72 #define  QCOW2_EXT_MAGIC_BITMAPS 0x23852875
73 #define  QCOW2_EXT_MAGIC_DATA_FILE 0x44415441
74
75 static int coroutine_fn
76 qcow2_co_preadv_compressed(BlockDriverState *bs,
77                            uint64_t file_cluster_offset,
78                            uint64_t offset,
79                            uint64_t bytes,
80                            QEMUIOVector *qiov,
81                            size_t qiov_offset);
82
83 static int qcow2_probe(const uint8_t *buf, int buf_size, const char *filename)
84 {
85     const QCowHeader *cow_header = (const void *)buf;
86
87     if (buf_size >= sizeof(QCowHeader) &&
88         be32_to_cpu(cow_header->magic) == QCOW_MAGIC &&
89         be32_to_cpu(cow_header->version) >= 2)
90         return 100;
91     else
92         return 0;
93 }
94
95
96 static ssize_t qcow2_crypto_hdr_read_func(QCryptoBlock *block, size_t offset,
97                                           uint8_t *buf, size_t buflen,
98                                           void *opaque, Error **errp)
99 {
100     BlockDriverState *bs = opaque;
101     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
102     ssize_t ret;
103
104     if ((offset + buflen) > s->crypto_header.length) {
105         error_setg(errp, "Request for data outside of extension header");
106         return -1;
107     }
108
109     ret = bdrv_pread(bs->file,
110                      s->crypto_header.offset + offset, buf, buflen);
111     if (ret < 0) {
112         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not read encryption header");
113         return -1;
114     }
115     return ret;
116 }
117
118
119 static ssize_t qcow2_crypto_hdr_init_func(QCryptoBlock *block, size_t headerlen,
120                                           void *opaque, Error **errp)
121 {
122     BlockDriverState *bs = opaque;
123     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
124     int64_t ret;
125     int64_t clusterlen;
126
127     ret = qcow2_alloc_clusters(bs, headerlen);
128     if (ret < 0) {
129         error_setg_errno(errp, -ret,
130                          "Cannot allocate cluster for LUKS header size %zu",
131                          headerlen);
132         return -1;
133     }
134
135     s->crypto_header.length = headerlen;
136     s->crypto_header.offset = ret;
137
138     /* Zero fill remaining space in cluster so it has predictable
139      * content in case of future spec changes */
140     clusterlen = size_to_clusters(s, headerlen) * s->cluster_size;
141     assert(qcow2_pre_write_overlap_check(bs, 0, ret, clusterlen, false) == 0);
142     ret = bdrv_pwrite_zeroes(bs->file,
143                              ret + headerlen,
144                              clusterlen - headerlen, 0);
145     if (ret < 0) {
146         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not zero fill encryption header");
147         return -1;
148     }
149
150     return ret;
151 }
152
153
154 static ssize_t qcow2_crypto_hdr_write_func(QCryptoBlock *block, size_t offset,
155                                            const uint8_t *buf, size_t buflen,
156                                            void *opaque, Error **errp)
157 {
158     BlockDriverState *bs = opaque;
159     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
160     ssize_t ret;
161
162     if ((offset + buflen) > s->crypto_header.length) {
163         error_setg(errp, "Request for data outside of extension header");
164         return -1;
165     }
166
167     ret = bdrv_pwrite(bs->file,
168                       s->crypto_header.offset + offset, buf, buflen);
169     if (ret < 0) {
170         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not read encryption header");
171         return -1;
172     }
173     return ret;
174 }
175
176
177 /* 
178  * read qcow2 extension and fill bs
179  * start reading from start_offset
180  * finish reading upon magic of value 0 or when end_offset reached
181  * unknown magic is skipped (future extension this version knows nothing about)
182  * return 0 upon success, non-0 otherwise
183  */
184 static int qcow2_read_extensions(BlockDriverState *bs, uint64_t start_offset,
185                                  uint64_t end_offset, void **p_feature_table,
186                                  int flags, bool *need_update_header,
187                                  Error **errp)
188 {
189     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
190     QCowExtension ext;
191     uint64_t offset;
192     int ret;
193     Qcow2BitmapHeaderExt bitmaps_ext;
194
195     if (need_update_header != NULL) {
196         *need_update_header = false;
197     }
198
199 #ifdef DEBUG_EXT
200     printf("qcow2_read_extensions: start=%ld end=%ld\n", start_offset, end_offset);
201 #endif
202     offset = start_offset;
203     while (offset < end_offset) {
204
205 #ifdef DEBUG_EXT
206         /* Sanity check */
207         if (offset > s->cluster_size)
208             printf("qcow2_read_extension: suspicious offset %lu\n", offset);
209
210         printf("attempting to read extended header in offset %lu\n", offset);
211 #endif
212
213         ret = bdrv_pread(bs->file, offset, &ext, sizeof(ext));
214         if (ret < 0) {
215             error_setg_errno(errp, -ret, "qcow2_read_extension: ERROR: "
216                              "pread fail from offset %" PRIu64, offset);
217             return 1;
218         }
219         ext.magic = be32_to_cpu(ext.magic);
220         ext.len = be32_to_cpu(ext.len);
221         offset += sizeof(ext);
222 #ifdef DEBUG_EXT
223         printf("ext.magic = 0x%x\n", ext.magic);
224 #endif
225         if (offset > end_offset || ext.len > end_offset - offset) {
226             error_setg(errp, "Header extension too large");
227             return -EINVAL;
228         }
229
230         switch (ext.magic) {
231         case QCOW2_EXT_MAGIC_END:
232             return 0;
233
234         case QCOW2_EXT_MAGIC_BACKING_FORMAT:
235             if (ext.len >= sizeof(bs->backing_format)) {
236                 error_setg(errp, "ERROR: ext_backing_format: len=%" PRIu32
237                            " too large (>=%zu)", ext.len,
238                            sizeof(bs->backing_format));
239                 return 2;
240             }
241             ret = bdrv_pread(bs->file, offset, bs->backing_format, ext.len);
242             if (ret < 0) {
243                 error_setg_errno(errp, -ret, "ERROR: ext_backing_format: "
244                                  "Could not read format name");
245                 return 3;
246             }
247             bs->backing_format[ext.len] = '\0';
248             s->image_backing_format = g_strdup(bs->backing_format);
249 #ifdef DEBUG_EXT
250             printf("Qcow2: Got format extension %s\n", bs->backing_format);
251 #endif
252             break;
253
254         case QCOW2_EXT_MAGIC_FEATURE_TABLE:
255             if (p_feature_table != NULL) {
256                 void* feature_table = g_malloc0(ext.len + 2 * sizeof(Qcow2Feature));
257                 ret = bdrv_pread(bs->file, offset , feature_table, ext.len);
258                 if (ret < 0) {
259                     error_setg_errno(errp, -ret, "ERROR: ext_feature_table: "
260                                      "Could not read table");
261                     return ret;
262                 }
263
264                 *p_feature_table = feature_table;
265             }
266             break;
267
268         case QCOW2_EXT_MAGIC_CRYPTO_HEADER: {
269             unsigned int cflags = 0;
270             if (s->crypt_method_header != QCOW_CRYPT_LUKS) {
271                 error_setg(errp, "CRYPTO header extension only "
272                            "expected with LUKS encryption method");
273                 return -EINVAL;
274             }
275             if (ext.len != sizeof(Qcow2CryptoHeaderExtension)) {
276                 error_setg(errp, "CRYPTO header extension size %u, "
277                            "but expected size %zu", ext.len,
278                            sizeof(Qcow2CryptoHeaderExtension));
279                 return -EINVAL;
280             }
281
282             ret = bdrv_pread(bs->file, offset, &s->crypto_header, ext.len);
283             if (ret < 0) {
284                 error_setg_errno(errp, -ret,
285                                  "Unable to read CRYPTO header extension");
286                 return ret;
287             }
288             s->crypto_header.offset = be64_to_cpu(s->crypto_header.offset);
289             s->crypto_header.length = be64_to_cpu(s->crypto_header.length);
290
291             if ((s->crypto_header.offset % s->cluster_size) != 0) {
292                 error_setg(errp, "Encryption header offset '%" PRIu64 "' is "
293                            "not a multiple of cluster size '%u'",
294                            s->crypto_header.offset, s->cluster_size);
295                 return -EINVAL;
296             }
297
298             if (flags & BDRV_O_NO_IO) {
299                 cflags |= QCRYPTO_BLOCK_OPEN_NO_IO;
300             }
301             s->crypto = qcrypto_block_open(s->crypto_opts, "encrypt.",
302                                            qcow2_crypto_hdr_read_func,
303                                            bs, cflags, QCOW2_MAX_THREADS, errp);
304             if (!s->crypto) {
305                 return -EINVAL;
306             }
307         }   break;
308
309         case QCOW2_EXT_MAGIC_BITMAPS:
310             if (ext.len != sizeof(bitmaps_ext)) {
311                 error_setg_errno(errp, -ret, "bitmaps_ext: "
312                                  "Invalid extension length");
313                 return -EINVAL;
314             }
315
316             if (!(s->autoclear_features & QCOW2_AUTOCLEAR_BITMAPS)) {
317                 if (s->qcow_version < 3) {
318                     /* Let's be a bit more specific */
319                     warn_report("This qcow2 v2 image contains bitmaps, but "
320                                 "they may have been modified by a program "
321                                 "without persistent bitmap support; so now "
322                                 "they must all be considered inconsistent");
323                 } else {
324                     warn_report("a program lacking bitmap support "
325                                 "modified this file, so all bitmaps are now "
326                                 "considered inconsistent");
327                 }
328                 error_printf("Some clusters may be leaked, "
329                              "run 'qemu-img check -r' on the image "
330                              "file to fix.");
331                 if (need_update_header != NULL) {
332                     /* Updating is needed to drop invalid bitmap extension. */
333                     *need_update_header = true;
334                 }
335                 break;
336             }
337
338             ret = bdrv_pread(bs->file, offset, &bitmaps_ext, ext.len);
339             if (ret < 0) {
340                 error_setg_errno(errp, -ret, "bitmaps_ext: "
341                                  "Could not read ext header");
342                 return ret;
343             }
344
345             if (bitmaps_ext.reserved32 != 0) {
346                 error_setg_errno(errp, -ret, "bitmaps_ext: "
347                                  "Reserved field is not zero");
348                 return -EINVAL;
349             }
350
351             bitmaps_ext.nb_bitmaps = be32_to_cpu(bitmaps_ext.nb_bitmaps);
352             bitmaps_ext.bitmap_directory_size =
353                 be64_to_cpu(bitmaps_ext.bitmap_directory_size);
354             bitmaps_ext.bitmap_directory_offset =
355                 be64_to_cpu(bitmaps_ext.bitmap_directory_offset);
356
357             if (bitmaps_ext.nb_bitmaps > QCOW2_MAX_BITMAPS) {
358                 error_setg(errp,
359                            "bitmaps_ext: Image has %" PRIu32 " bitmaps, "
360                            "exceeding the QEMU supported maximum of %d",
361                            bitmaps_ext.nb_bitmaps, QCOW2_MAX_BITMAPS);
362                 return -EINVAL;
363             }
364
365             if (bitmaps_ext.nb_bitmaps == 0) {
366                 error_setg(errp, "found bitmaps extension with zero bitmaps");
367                 return -EINVAL;
368             }
369
370             if (bitmaps_ext.bitmap_directory_offset & (s->cluster_size - 1)) {
371                 error_setg(errp, "bitmaps_ext: "
372                                  "invalid bitmap directory offset");
373                 return -EINVAL;
374             }
375
376             if (bitmaps_ext.bitmap_directory_size >
377                 QCOW2_MAX_BITMAP_DIRECTORY_SIZE) {
378                 error_setg(errp, "bitmaps_ext: "
379                                  "bitmap directory size (%" PRIu64 ") exceeds "
380                                  "the maximum supported size (%d)",
381                                  bitmaps_ext.bitmap_directory_size,
382                                  QCOW2_MAX_BITMAP_DIRECTORY_SIZE);
383                 return -EINVAL;
384             }
385
386             s->nb_bitmaps = bitmaps_ext.nb_bitmaps;
387             s->bitmap_directory_offset =
388                     bitmaps_ext.bitmap_directory_offset;
389             s->bitmap_directory_size =
390                     bitmaps_ext.bitmap_directory_size;
391
392 #ifdef DEBUG_EXT
393             printf("Qcow2: Got bitmaps extension: "
394                    "offset=%" PRIu64 " nb_bitmaps=%" PRIu32 "\n",
395                    s->bitmap_directory_offset, s->nb_bitmaps);
396 #endif
397             break;
398
399         case QCOW2_EXT_MAGIC_DATA_FILE:
400         {
401             s->image_data_file = g_malloc0(ext.len + 1);
402             ret = bdrv_pread(bs->file, offset, s->image_data_file, ext.len);
403             if (ret < 0) {
404                 error_setg_errno(errp, -ret,
405                                  "ERROR: Could not read data file name");
406                 return ret;
407             }
408 #ifdef DEBUG_EXT
409             printf("Qcow2: Got external data file %s\n", s->image_data_file);
410 #endif
411             break;
412         }
413
414         default:
415             /* unknown magic - save it in case we need to rewrite the header */
416             /* If you add a new feature, make sure to also update the fast
417              * path of qcow2_make_empty() to deal with it. */
418             {
419                 Qcow2UnknownHeaderExtension *uext;
420
421                 uext = g_malloc0(sizeof(*uext)  + ext.len);
422                 uext->magic = ext.magic;
423                 uext->len = ext.len;
424                 QLIST_INSERT_HEAD(&s->unknown_header_ext, uext, next);
425
426                 ret = bdrv_pread(bs->file, offset , uext->data, uext->len);
427                 if (ret < 0) {
428                     error_setg_errno(errp, -ret, "ERROR: unknown extension: "
429                                      "Could not read data");
430                     return ret;
431                 }
432             }
433             break;
434         }
435
436         offset += ((ext.len + 7) & ~7);
437     }
438
439     return 0;
440 }
441
442 static void cleanup_unknown_header_ext(BlockDriverState *bs)
443 {
444     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
445     Qcow2UnknownHeaderExtension *uext, *next;
446
447     QLIST_FOREACH_SAFE(uext, &s->unknown_header_ext, next, next) {
448         QLIST_REMOVE(uext, next);
449         g_free(uext);
450     }
451 }
452
453 static void report_unsupported_feature(Error **errp, Qcow2Feature *table,
454                                        uint64_t mask)
455 {
456     char *features = g_strdup("");
457     char *old;
458
459     while (table && table->name[0] != '\0') {
460         if (table->type == QCOW2_FEAT_TYPE_INCOMPATIBLE) {
461             if (mask & (1ULL << table->bit)) {
462                 old = features;
463                 features = g_strdup_printf("%s%s%.46s", old, *old ? ", " : "",
464                                            table->name);
465                 g_free(old);
466                 mask &= ~(1ULL << table->bit);
467             }
468         }
469         table++;
470     }
471
472     if (mask) {
473         old = features;
474         features = g_strdup_printf("%s%sUnknown incompatible feature: %" PRIx64,
475                                    old, *old ? ", " : "", mask);
476         g_free(old);
477     }
478
479     error_setg(errp, "Unsupported qcow2 feature(s): %s", features);
480     g_free(features);
481 }
482
483 /*
484  * Sets the dirty bit and flushes afterwards if necessary.
485  *
486  * The incompatible_features bit is only set if the image file header was
487  * updated successfully.  Therefore it is not required to check the return
488  * value of this function.
489  */
490 int qcow2_mark_dirty(BlockDriverState *bs)
491 {
492     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
493     uint64_t val;
494     int ret;
495
496     assert(s->qcow_version >= 3);
497
498     if (s->incompatible_features & QCOW2_INCOMPAT_DIRTY) {
499         return 0; /* already dirty */
500     }
501
502     val = cpu_to_be64(s->incompatible_features | QCOW2_INCOMPAT_DIRTY);
503     ret = bdrv_pwrite(bs->file, offsetof(QCowHeader, incompatible_features),
504                       &val, sizeof(val));
505     if (ret < 0) {
506         return ret;
507     }
508     ret = bdrv_flush(bs->file->bs);
509     if (ret < 0) {
510         return ret;
511     }
512
513     /* Only treat image as dirty if the header was updated successfully */
514     s->incompatible_features |= QCOW2_INCOMPAT_DIRTY;
515     return 0;
516 }
517
518 /*
519  * Clears the dirty bit and flushes before if necessary.  Only call this
520  * function when there are no pending requests, it does not guard against
521  * concurrent requests dirtying the image.
522  */
523 static int qcow2_mark_clean(BlockDriverState *bs)
524 {
525     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
526
527     if (s->incompatible_features & QCOW2_INCOMPAT_DIRTY) {
528         int ret;
529
530         s->incompatible_features &= ~QCOW2_INCOMPAT_DIRTY;
531
532         ret = qcow2_flush_caches(bs);
533         if (ret < 0) {
534             return ret;
535         }
536
537         return qcow2_update_header(bs);
538     }
539     return 0;
540 }
541
542 /*
543  * Marks the image as corrupt.
544  */
545 int qcow2_mark_corrupt(BlockDriverState *bs)
546 {
547     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
548
549     s->incompatible_features |= QCOW2_INCOMPAT_CORRUPT;
550     return qcow2_update_header(bs);
551 }
552
553 /*
554  * Marks the image as consistent, i.e., unsets the corrupt bit, and flushes
555  * before if necessary.
556  */
557 int qcow2_mark_consistent(BlockDriverState *bs)
558 {
559     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
560
561     if (s->incompatible_features & QCOW2_INCOMPAT_CORRUPT) {
562         int ret = qcow2_flush_caches(bs);
563         if (ret < 0) {
564             return ret;
565         }
566
567         s->incompatible_features &= ~QCOW2_INCOMPAT_CORRUPT;
568         return qcow2_update_header(bs);
569     }
570     return 0;
571 }
572
573 static int coroutine_fn qcow2_co_check_locked(BlockDriverState *bs,
574                                               BdrvCheckResult *result,
575                                               BdrvCheckMode fix)
576 {
577     int ret = qcow2_check_refcounts(bs, result, fix);
578     if (ret < 0) {
579         return ret;
580     }
581
582     if (fix && result->check_errors == 0 && result->corruptions == 0) {
583         ret = qcow2_mark_clean(bs);
584         if (ret < 0) {
585             return ret;
586         }
587         return qcow2_mark_consistent(bs);
588     }
589     return ret;
590 }
591
592 static int coroutine_fn qcow2_co_check(BlockDriverState *bs,
593                                        BdrvCheckResult *result,
594                                        BdrvCheckMode fix)
595 {
596     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
597     int ret;
598
599     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
600     ret = qcow2_co_check_locked(bs, result, fix);
601     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
602     return ret;
603 }
604
605 int qcow2_validate_table(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
606                          uint64_t entries, size_t entry_len,
607                          int64_t max_size_bytes, const char *table_name,
608                          Error **errp)
609 {
610     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
611
612     if (entries > max_size_bytes / entry_len) {
613         error_setg(errp, "%s too large", table_name);
614         return -EFBIG;
615     }
616
617     /* Use signed INT64_MAX as the maximum even for uint64_t header fields,
618      * because values will be passed to qemu functions taking int64_t. */
619     if ((INT64_MAX - entries * entry_len < offset) ||
620         (offset_into_cluster(s, offset) != 0)) {
621         error_setg(errp, "%s offset invalid", table_name);
622         return -EINVAL;
623     }
624
625     return 0;
626 }
627
628 static const char *const mutable_opts[] = {
629     QCOW2_OPT_LAZY_REFCOUNTS,
630     QCOW2_OPT_DISCARD_REQUEST,
631     QCOW2_OPT_DISCARD_SNAPSHOT,
632     QCOW2_OPT_DISCARD_OTHER,
633     QCOW2_OPT_OVERLAP,
634     QCOW2_OPT_OVERLAP_TEMPLATE,
635     QCOW2_OPT_OVERLAP_MAIN_HEADER,
636     QCOW2_OPT_OVERLAP_ACTIVE_L1,
637     QCOW2_OPT_OVERLAP_ACTIVE_L2,
638     QCOW2_OPT_OVERLAP_REFCOUNT_TABLE,
639     QCOW2_OPT_OVERLAP_REFCOUNT_BLOCK,
640     QCOW2_OPT_OVERLAP_SNAPSHOT_TABLE,
641     QCOW2_OPT_OVERLAP_INACTIVE_L1,
642     QCOW2_OPT_OVERLAP_INACTIVE_L2,
643     QCOW2_OPT_OVERLAP_BITMAP_DIRECTORY,
644     QCOW2_OPT_CACHE_SIZE,
645     QCOW2_OPT_L2_CACHE_SIZE,
646     QCOW2_OPT_L2_CACHE_ENTRY_SIZE,
647     QCOW2_OPT_REFCOUNT_CACHE_SIZE,
648     QCOW2_OPT_CACHE_CLEAN_INTERVAL,
649     NULL
650 };
651
652 static QemuOptsList qcow2_runtime_opts = {
653     .name = "qcow2",
654     .head = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(qcow2_runtime_opts.head),
655     .desc = {
656         {
657             .name = QCOW2_OPT_LAZY_REFCOUNTS,
658             .type = QEMU_OPT_BOOL,
659             .help = "Postpone refcount updates",
660         },
661         {
662             .name = QCOW2_OPT_DISCARD_REQUEST,
663             .type = QEMU_OPT_BOOL,
664             .help = "Pass guest discard requests to the layer below",
665         },
666         {
667             .name = QCOW2_OPT_DISCARD_SNAPSHOT,
668             .type = QEMU_OPT_BOOL,
669             .help = "Generate discard requests when snapshot related space "
670                     "is freed",
671         },
672         {
673             .name = QCOW2_OPT_DISCARD_OTHER,
674             .type = QEMU_OPT_BOOL,
675             .help = "Generate discard requests when other clusters are freed",
676         },
677         {
678             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP,
679             .type = QEMU_OPT_STRING,
680             .help = "Selects which overlap checks to perform from a range of "
681                     "templates (none, constant, cached, all)",
682         },
683         {
684             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP_TEMPLATE,
685             .type = QEMU_OPT_STRING,
686             .help = "Selects which overlap checks to perform from a range of "
687                     "templates (none, constant, cached, all)",
688         },
689         {
690             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP_MAIN_HEADER,
691             .type = QEMU_OPT_BOOL,
692             .help = "Check for unintended writes into the main qcow2 header",
693         },
694         {
695             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP_ACTIVE_L1,
696             .type = QEMU_OPT_BOOL,
697             .help = "Check for unintended writes into the active L1 table",
698         },
699         {
700             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP_ACTIVE_L2,
701             .type = QEMU_OPT_BOOL,
702             .help = "Check for unintended writes into an active L2 table",
703         },
704         {
705             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP_REFCOUNT_TABLE,
706             .type = QEMU_OPT_BOOL,
707             .help = "Check for unintended writes into the refcount table",
708         },
709         {
710             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP_REFCOUNT_BLOCK,
711             .type = QEMU_OPT_BOOL,
712             .help = "Check for unintended writes into a refcount block",
713         },
714         {
715             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP_SNAPSHOT_TABLE,
716             .type = QEMU_OPT_BOOL,
717             .help = "Check for unintended writes into the snapshot table",
718         },
719         {
720             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP_INACTIVE_L1,
721             .type = QEMU_OPT_BOOL,
722             .help = "Check for unintended writes into an inactive L1 table",
723         },
724         {
725             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP_INACTIVE_L2,
726             .type = QEMU_OPT_BOOL,
727             .help = "Check for unintended writes into an inactive L2 table",
728         },
729         {
730             .name = QCOW2_OPT_OVERLAP_BITMAP_DIRECTORY,
731             .type = QEMU_OPT_BOOL,
732             .help = "Check for unintended writes into the bitmap directory",
733         },
734         {
735             .name = QCOW2_OPT_CACHE_SIZE,
736             .type = QEMU_OPT_SIZE,
737             .help = "Maximum combined metadata (L2 tables and refcount blocks) "
738                     "cache size",
739         },
740         {
741             .name = QCOW2_OPT_L2_CACHE_SIZE,
742             .type = QEMU_OPT_SIZE,
743             .help = "Maximum L2 table cache size",
744         },
745         {
746             .name = QCOW2_OPT_L2_CACHE_ENTRY_SIZE,
747             .type = QEMU_OPT_SIZE,
748             .help = "Size of each entry in the L2 cache",
749         },
750         {
751             .name = QCOW2_OPT_REFCOUNT_CACHE_SIZE,
752             .type = QEMU_OPT_SIZE,
753             .help = "Maximum refcount block cache size",
754         },
755         {
756             .name = QCOW2_OPT_CACHE_CLEAN_INTERVAL,
757             .type = QEMU_OPT_NUMBER,
758             .help = "Clean unused cache entries after this time (in seconds)",
759         },
760         BLOCK_CRYPTO_OPT_DEF_KEY_SECRET("encrypt.",
761             "ID of secret providing qcow2 AES key or LUKS passphrase"),
762         { /* end of list */ }
763     },
764 };
765
766 static const char *overlap_bool_option_names[QCOW2_OL_MAX_BITNR] = {
767     [QCOW2_OL_MAIN_HEADER_BITNR]      = QCOW2_OPT_OVERLAP_MAIN_HEADER,
768     [QCOW2_OL_ACTIVE_L1_BITNR]        = QCOW2_OPT_OVERLAP_ACTIVE_L1,
769     [QCOW2_OL_ACTIVE_L2_BITNR]        = QCOW2_OPT_OVERLAP_ACTIVE_L2,
770     [QCOW2_OL_REFCOUNT_TABLE_BITNR]   = QCOW2_OPT_OVERLAP_REFCOUNT_TABLE,
771     [QCOW2_OL_REFCOUNT_BLOCK_BITNR]   = QCOW2_OPT_OVERLAP_REFCOUNT_BLOCK,
772     [QCOW2_OL_SNAPSHOT_TABLE_BITNR]   = QCOW2_OPT_OVERLAP_SNAPSHOT_TABLE,
773     [QCOW2_OL_INACTIVE_L1_BITNR]      = QCOW2_OPT_OVERLAP_INACTIVE_L1,
774     [QCOW2_OL_INACTIVE_L2_BITNR]      = QCOW2_OPT_OVERLAP_INACTIVE_L2,
775     [QCOW2_OL_BITMAP_DIRECTORY_BITNR] = QCOW2_OPT_OVERLAP_BITMAP_DIRECTORY,
776 };
777
778 static void cache_clean_timer_cb(void *opaque)
779 {
780     BlockDriverState *bs = opaque;
781     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
782     qcow2_cache_clean_unused(s->l2_table_cache);
783     qcow2_cache_clean_unused(s->refcount_block_cache);
784     timer_mod(s->cache_clean_timer, qemu_clock_get_ms(QEMU_CLOCK_VIRTUAL) +
785               (int64_t) s->cache_clean_interval * 1000);
786 }
787
788 static void cache_clean_timer_init(BlockDriverState *bs, AioContext *context)
789 {
790     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
791     if (s->cache_clean_interval > 0) {
792         s->cache_clean_timer = aio_timer_new(context, QEMU_CLOCK_VIRTUAL,
793                                              SCALE_MS, cache_clean_timer_cb,
794                                              bs);
795         timer_mod(s->cache_clean_timer, qemu_clock_get_ms(QEMU_CLOCK_VIRTUAL) +
796                   (int64_t) s->cache_clean_interval * 1000);
797     }
798 }
799
800 static void cache_clean_timer_del(BlockDriverState *bs)
801 {
802     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
803     if (s->cache_clean_timer) {
804         timer_del(s->cache_clean_timer);
805         timer_free(s->cache_clean_timer);
806         s->cache_clean_timer = NULL;
807     }
808 }
809
810 static void qcow2_detach_aio_context(BlockDriverState *bs)
811 {
812     cache_clean_timer_del(bs);
813 }
814
815 static void qcow2_attach_aio_context(BlockDriverState *bs,
816                                      AioContext *new_context)
817 {
818     cache_clean_timer_init(bs, new_context);
819 }
820
821 static void read_cache_sizes(BlockDriverState *bs, QemuOpts *opts,
822                              uint64_t *l2_cache_size,
823                              uint64_t *l2_cache_entry_size,
824                              uint64_t *refcount_cache_size, Error **errp)
825 {
826     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
827     uint64_t combined_cache_size, l2_cache_max_setting;
828     bool l2_cache_size_set, refcount_cache_size_set, combined_cache_size_set;
829     bool l2_cache_entry_size_set;
830     int min_refcount_cache = MIN_REFCOUNT_CACHE_SIZE * s->cluster_size;
831     uint64_t virtual_disk_size = bs->total_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE;
832     uint64_t max_l2_entries = DIV_ROUND_UP(virtual_disk_size, s->cluster_size);
833     /* An L2 table is always one cluster in size so the max cache size
834      * should be a multiple of the cluster size. */
835     uint64_t max_l2_cache = ROUND_UP(max_l2_entries * sizeof(uint64_t),
836                                      s->cluster_size);
837
838     combined_cache_size_set = qemu_opt_get(opts, QCOW2_OPT_CACHE_SIZE);
839     l2_cache_size_set = qemu_opt_get(opts, QCOW2_OPT_L2_CACHE_SIZE);
840     refcount_cache_size_set = qemu_opt_get(opts, QCOW2_OPT_REFCOUNT_CACHE_SIZE);
841     l2_cache_entry_size_set = qemu_opt_get(opts, QCOW2_OPT_L2_CACHE_ENTRY_SIZE);
842
843     combined_cache_size = qemu_opt_get_size(opts, QCOW2_OPT_CACHE_SIZE, 0);
844     l2_cache_max_setting = qemu_opt_get_size(opts, QCOW2_OPT_L2_CACHE_SIZE,
845                                              DEFAULT_L2_CACHE_MAX_SIZE);
846     *refcount_cache_size = qemu_opt_get_size(opts,
847                                              QCOW2_OPT_REFCOUNT_CACHE_SIZE, 0);
848
849     *l2_cache_entry_size = qemu_opt_get_size(
850         opts, QCOW2_OPT_L2_CACHE_ENTRY_SIZE, s->cluster_size);
851
852     *l2_cache_size = MIN(max_l2_cache, l2_cache_max_setting);
853
854     if (combined_cache_size_set) {
855         if (l2_cache_size_set && refcount_cache_size_set) {
856             error_setg(errp, QCOW2_OPT_CACHE_SIZE ", " QCOW2_OPT_L2_CACHE_SIZE
857                        " and " QCOW2_OPT_REFCOUNT_CACHE_SIZE " may not be set "
858                        "at the same time");
859             return;
860         } else if (l2_cache_size_set &&
861                    (l2_cache_max_setting > combined_cache_size)) {
862             error_setg(errp, QCOW2_OPT_L2_CACHE_SIZE " may not exceed "
863                        QCOW2_OPT_CACHE_SIZE);
864             return;
865         } else if (*refcount_cache_size > combined_cache_size) {
866             error_setg(errp, QCOW2_OPT_REFCOUNT_CACHE_SIZE " may not exceed "
867                        QCOW2_OPT_CACHE_SIZE);
868             return;
869         }
870
871         if (l2_cache_size_set) {
872             *refcount_cache_size = combined_cache_size - *l2_cache_size;
873         } else if (refcount_cache_size_set) {
874             *l2_cache_size = combined_cache_size - *refcount_cache_size;
875         } else {
876             /* Assign as much memory as possible to the L2 cache, and
877              * use the remainder for the refcount cache */
878             if (combined_cache_size >= max_l2_cache + min_refcount_cache) {
879                 *l2_cache_size = max_l2_cache;
880                 *refcount_cache_size = combined_cache_size - *l2_cache_size;
881             } else {
882                 *refcount_cache_size =
883                     MIN(combined_cache_size, min_refcount_cache);
884                 *l2_cache_size = combined_cache_size - *refcount_cache_size;
885             }
886         }
887     }
888
889     /*
890      * If the L2 cache is not enough to cover the whole disk then
891      * default to 4KB entries. Smaller entries reduce the cost of
892      * loads and evictions and increase I/O performance.
893      */
894     if (*l2_cache_size < max_l2_cache && !l2_cache_entry_size_set) {
895         *l2_cache_entry_size = MIN(s->cluster_size, 4096);
896     }
897
898     /* l2_cache_size and refcount_cache_size are ensured to have at least
899      * their minimum values in qcow2_update_options_prepare() */
900
901     if (*l2_cache_entry_size < (1 << MIN_CLUSTER_BITS) ||
902         *l2_cache_entry_size > s->cluster_size ||
903         !is_power_of_2(*l2_cache_entry_size)) {
904         error_setg(errp, "L2 cache entry size must be a power of two "
905                    "between %d and the cluster size (%d)",
906                    1 << MIN_CLUSTER_BITS, s->cluster_size);
907         return;
908     }
909 }
910
911 typedef struct Qcow2ReopenState {
912     Qcow2Cache *l2_table_cache;
913     Qcow2Cache *refcount_block_cache;
914     int l2_slice_size; /* Number of entries in a slice of the L2 table */
915     bool use_lazy_refcounts;
916     int overlap_check;
917     bool discard_passthrough[QCOW2_DISCARD_MAX];
918     uint64_t cache_clean_interval;
919     QCryptoBlockOpenOptions *crypto_opts; /* Disk encryption runtime options */
920 } Qcow2ReopenState;
921
922 static int qcow2_update_options_prepare(BlockDriverState *bs,
923                                         Qcow2ReopenState *r,
924                                         QDict *options, int flags,
925                                         Error **errp)
926 {
927     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
928     QemuOpts *opts = NULL;
929     const char *opt_overlap_check, *opt_overlap_check_template;
930     int overlap_check_template = 0;
931     uint64_t l2_cache_size, l2_cache_entry_size, refcount_cache_size;
932     int i;
933     const char *encryptfmt;
934     QDict *encryptopts = NULL;
935     Error *local_err = NULL;
936     int ret;
937
938     qdict_extract_subqdict(options, &encryptopts, "encrypt.");
939     encryptfmt = qdict_get_try_str(encryptopts, "format");
940
941     opts = qemu_opts_create(&qcow2_runtime_opts, NULL, 0, &error_abort);
942     qemu_opts_absorb_qdict(opts, options, &local_err);
943     if (local_err) {
944         error_propagate(errp, local_err);
945         ret = -EINVAL;
946         goto fail;
947     }
948
949     /* get L2 table/refcount block cache size from command line options */
950     read_cache_sizes(bs, opts, &l2_cache_size, &l2_cache_entry_size,
951                      &refcount_cache_size, &local_err);
952     if (local_err) {
953         error_propagate(errp, local_err);
954         ret = -EINVAL;
955         goto fail;
956     }
957
958     l2_cache_size /= l2_cache_entry_size;
959     if (l2_cache_size < MIN_L2_CACHE_SIZE) {
960         l2_cache_size = MIN_L2_CACHE_SIZE;
961     }
962     if (l2_cache_size > INT_MAX) {
963         error_setg(errp, "L2 cache size too big");
964         ret = -EINVAL;
965         goto fail;
966     }
967
968     refcount_cache_size /= s->cluster_size;
969     if (refcount_cache_size < MIN_REFCOUNT_CACHE_SIZE) {
970         refcount_cache_size = MIN_REFCOUNT_CACHE_SIZE;
971     }
972     if (refcount_cache_size > INT_MAX) {
973         error_setg(errp, "Refcount cache size too big");
974         ret = -EINVAL;
975         goto fail;
976     }
977
978     /* alloc new L2 table/refcount block cache, flush old one */
979     if (s->l2_table_cache) {
980         ret = qcow2_cache_flush(bs, s->l2_table_cache);
981         if (ret) {
982             error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to flush the L2 table cache");
983             goto fail;
984         }
985     }
986
987     if (s->refcount_block_cache) {
988         ret = qcow2_cache_flush(bs, s->refcount_block_cache);
989         if (ret) {
990             error_setg_errno(errp, -ret,
991                              "Failed to flush the refcount block cache");
992             goto fail;
993         }
994     }
995
996     r->l2_slice_size = l2_cache_entry_size / sizeof(uint64_t);
997     r->l2_table_cache = qcow2_cache_create(bs, l2_cache_size,
998                                            l2_cache_entry_size);
999     r->refcount_block_cache = qcow2_cache_create(bs, refcount_cache_size,
1000                                                  s->cluster_size);
1001     if (r->l2_table_cache == NULL || r->refcount_block_cache == NULL) {
1002         error_setg(errp, "Could not allocate metadata caches");
1003         ret = -ENOMEM;
1004         goto fail;
1005     }
1006
1007     /* New interval for cache cleanup timer */
1008     r->cache_clean_interval =
1009         qemu_opt_get_number(opts, QCOW2_OPT_CACHE_CLEAN_INTERVAL,
1010                             DEFAULT_CACHE_CLEAN_INTERVAL);
1011 #ifndef CONFIG_LINUX
1012     if (r->cache_clean_interval != 0) {
1013         error_setg(errp, QCOW2_OPT_CACHE_CLEAN_INTERVAL
1014                    " not supported on this host");
1015         ret = -EINVAL;
1016         goto fail;
1017     }
1018 #endif
1019     if (r->cache_clean_interval > UINT_MAX) {
1020         error_setg(errp, "Cache clean interval too big");
1021         ret = -EINVAL;
1022         goto fail;
1023     }
1024
1025     /* lazy-refcounts; flush if going from enabled to disabled */
1026     r->use_lazy_refcounts = qemu_opt_get_bool(opts, QCOW2_OPT_LAZY_REFCOUNTS,
1027         (s->compatible_features & QCOW2_COMPAT_LAZY_REFCOUNTS));
1028     if (r->use_lazy_refcounts && s->qcow_version < 3) {
1029         error_setg(errp, "Lazy refcounts require a qcow2 image with at least "
1030                    "qemu 1.1 compatibility level");
1031         ret = -EINVAL;
1032         goto fail;
1033     }
1034
1035     if (s->use_lazy_refcounts && !r->use_lazy_refcounts) {
1036         ret = qcow2_mark_clean(bs);
1037         if (ret < 0) {
1038             error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to disable lazy refcounts");
1039             goto fail;
1040         }
1041     }
1042
1043     /* Overlap check options */
1044     opt_overlap_check = qemu_opt_get(opts, QCOW2_OPT_OVERLAP);
1045     opt_overlap_check_template = qemu_opt_get(opts, QCOW2_OPT_OVERLAP_TEMPLATE);
1046     if (opt_overlap_check_template && opt_overlap_check &&
1047         strcmp(opt_overlap_check_template, opt_overlap_check))
1048     {
1049         error_setg(errp, "Conflicting values for qcow2 options '"
1050                    QCOW2_OPT_OVERLAP "' ('%s') and '" QCOW2_OPT_OVERLAP_TEMPLATE
1051                    "' ('%s')", opt_overlap_check, opt_overlap_check_template);
1052         ret = -EINVAL;
1053         goto fail;
1054     }
1055     if (!opt_overlap_check) {
1056         opt_overlap_check = opt_overlap_check_template ?: "cached";
1057     }
1058
1059     if (!strcmp(opt_overlap_check, "none")) {
1060         overlap_check_template = 0;
1061     } else if (!strcmp(opt_overlap_check, "constant")) {
1062         overlap_check_template = QCOW2_OL_CONSTANT;
1063     } else if (!strcmp(opt_overlap_check, "cached")) {
1064         overlap_check_template = QCOW2_OL_CACHED;
1065     } else if (!strcmp(opt_overlap_check, "all")) {
1066         overlap_check_template = QCOW2_OL_ALL;
1067     } else {
1068         error_setg(errp, "Unsupported value '%s' for qcow2 option "
1069                    "'overlap-check'. Allowed are any of the following: "
1070                    "none, constant, cached, all", opt_overlap_check);
1071         ret = -EINVAL;
1072         goto fail;
1073     }
1074
1075     r->overlap_check = 0;
1076     for (i = 0; i < QCOW2_OL_MAX_BITNR; i++) {
1077         /* overlap-check defines a template bitmask, but every flag may be
1078          * overwritten through the associated boolean option */
1079         r->overlap_check |=
1080             qemu_opt_get_bool(opts, overlap_bool_option_names[i],
1081                               overlap_check_template & (1 << i)) << i;
1082     }
1083
1084     r->discard_passthrough[QCOW2_DISCARD_NEVER] = false;
1085     r->discard_passthrough[QCOW2_DISCARD_ALWAYS] = true;
1086     r->discard_passthrough[QCOW2_DISCARD_REQUEST] =
1087         qemu_opt_get_bool(opts, QCOW2_OPT_DISCARD_REQUEST,
1088                           flags & BDRV_O_UNMAP);
1089     r->discard_passthrough[QCOW2_DISCARD_SNAPSHOT] =
1090         qemu_opt_get_bool(opts, QCOW2_OPT_DISCARD_SNAPSHOT, true);
1091     r->discard_passthrough[QCOW2_DISCARD_OTHER] =
1092         qemu_opt_get_bool(opts, QCOW2_OPT_DISCARD_OTHER, false);
1093
1094     switch (s->crypt_method_header) {
1095     case QCOW_CRYPT_NONE:
1096         if (encryptfmt) {
1097             error_setg(errp, "No encryption in image header, but options "
1098                        "specified format '%s'", encryptfmt);
1099             ret = -EINVAL;
1100             goto fail;
1101         }
1102         break;
1103
1104     case QCOW_CRYPT_AES:
1105         if (encryptfmt && !g_str_equal(encryptfmt, "aes")) {
1106             error_setg(errp,
1107                        "Header reported 'aes' encryption format but "
1108                        "options specify '%s'", encryptfmt);
1109             ret = -EINVAL;
1110             goto fail;
1111         }
1112         qdict_put_str(encryptopts, "format", "qcow");
1113         r->crypto_opts = block_crypto_open_opts_init(encryptopts, errp);
1114         break;
1115
1116     case QCOW_CRYPT_LUKS:
1117         if (encryptfmt && !g_str_equal(encryptfmt, "luks")) {
1118             error_setg(errp,
1119                        "Header reported 'luks' encryption format but "
1120                        "options specify '%s'", encryptfmt);
1121             ret = -EINVAL;
1122             goto fail;
1123         }
1124         qdict_put_str(encryptopts, "format", "luks");
1125         r->crypto_opts = block_crypto_open_opts_init(encryptopts, errp);
1126         break;
1127
1128     default:
1129         error_setg(errp, "Unsupported encryption method %d",
1130                    s->crypt_method_header);
1131         break;
1132     }
1133     if (s->crypt_method_header != QCOW_CRYPT_NONE && !r->crypto_opts) {
1134         ret = -EINVAL;
1135         goto fail;
1136     }
1137
1138     ret = 0;
1139 fail:
1140     qobject_unref(encryptopts);
1141     qemu_opts_del(opts);
1142     opts = NULL;
1143     return ret;
1144 }
1145
1146 static void qcow2_update_options_commit(BlockDriverState *bs,
1147                                         Qcow2ReopenState *r)
1148 {
1149     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1150     int i;
1151
1152     if (s->l2_table_cache) {
1153         qcow2_cache_destroy(s->l2_table_cache);
1154     }
1155     if (s->refcount_block_cache) {
1156         qcow2_cache_destroy(s->refcount_block_cache);
1157     }
1158     s->l2_table_cache = r->l2_table_cache;
1159     s->refcount_block_cache = r->refcount_block_cache;
1160     s->l2_slice_size = r->l2_slice_size;
1161
1162     s->overlap_check = r->overlap_check;
1163     s->use_lazy_refcounts = r->use_lazy_refcounts;
1164
1165     for (i = 0; i < QCOW2_DISCARD_MAX; i++) {
1166         s->discard_passthrough[i] = r->discard_passthrough[i];
1167     }
1168
1169     if (s->cache_clean_interval != r->cache_clean_interval) {
1170         cache_clean_timer_del(bs);
1171         s->cache_clean_interval = r->cache_clean_interval;
1172         cache_clean_timer_init(bs, bdrv_get_aio_context(bs));
1173     }
1174
1175     qapi_free_QCryptoBlockOpenOptions(s->crypto_opts);
1176     s->crypto_opts = r->crypto_opts;
1177 }
1178
1179 static void qcow2_update_options_abort(BlockDriverState *bs,
1180                                        Qcow2ReopenState *r)
1181 {
1182     if (r->l2_table_cache) {
1183         qcow2_cache_destroy(r->l2_table_cache);
1184     }
1185     if (r->refcount_block_cache) {
1186         qcow2_cache_destroy(r->refcount_block_cache);
1187     }
1188     qapi_free_QCryptoBlockOpenOptions(r->crypto_opts);
1189 }
1190
1191 static int qcow2_update_options(BlockDriverState *bs, QDict *options,
1192                                 int flags, Error **errp)
1193 {
1194     Qcow2ReopenState r = {};
1195     int ret;
1196
1197     ret = qcow2_update_options_prepare(bs, &r, options, flags, errp);
1198     if (ret >= 0) {
1199         qcow2_update_options_commit(bs, &r);
1200     } else {
1201         qcow2_update_options_abort(bs, &r);
1202     }
1203
1204     return ret;
1205 }
1206
1207 /* Called with s->lock held.  */
1208 static int coroutine_fn qcow2_do_open(BlockDriverState *bs, QDict *options,
1209                                       int flags, Error **errp)
1210 {
1211     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1212     unsigned int len, i;
1213     int ret = 0;
1214     QCowHeader header;
1215     Error *local_err = NULL;
1216     uint64_t ext_end;
1217     uint64_t l1_vm_state_index;
1218     bool update_header = false;
1219
1220     ret = bdrv_pread(bs->file, 0, &header, sizeof(header));
1221     if (ret < 0) {
1222         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not read qcow2 header");
1223         goto fail;
1224     }
1225     header.magic = be32_to_cpu(header.magic);
1226     header.version = be32_to_cpu(header.version);
1227     header.backing_file_offset = be64_to_cpu(header.backing_file_offset);
1228     header.backing_file_size = be32_to_cpu(header.backing_file_size);
1229     header.size = be64_to_cpu(header.size);
1230     header.cluster_bits = be32_to_cpu(header.cluster_bits);
1231     header.crypt_method = be32_to_cpu(header.crypt_method);
1232     header.l1_table_offset = be64_to_cpu(header.l1_table_offset);
1233     header.l1_size = be32_to_cpu(header.l1_size);
1234     header.refcount_table_offset = be64_to_cpu(header.refcount_table_offset);
1235     header.refcount_table_clusters =
1236         be32_to_cpu(header.refcount_table_clusters);
1237     header.snapshots_offset = be64_to_cpu(header.snapshots_offset);
1238     header.nb_snapshots = be32_to_cpu(header.nb_snapshots);
1239
1240     if (header.magic != QCOW_MAGIC) {
1241         error_setg(errp, "Image is not in qcow2 format");
1242         ret = -EINVAL;
1243         goto fail;
1244     }
1245     if (header.version < 2 || header.version > 3) {
1246         error_setg(errp, "Unsupported qcow2 version %" PRIu32, header.version);
1247         ret = -ENOTSUP;
1248         goto fail;
1249     }
1250
1251     s->qcow_version = header.version;
1252
1253     /* Initialise cluster size */
1254     if (header.cluster_bits < MIN_CLUSTER_BITS ||
1255         header.cluster_bits > MAX_CLUSTER_BITS) {
1256         error_setg(errp, "Unsupported cluster size: 2^%" PRIu32,
1257                    header.cluster_bits);
1258         ret = -EINVAL;
1259         goto fail;
1260     }
1261
1262     s->cluster_bits = header.cluster_bits;
1263     s->cluster_size = 1 << s->cluster_bits;
1264
1265     /* Initialise version 3 header fields */
1266     if (header.version == 2) {
1267         header.incompatible_features    = 0;
1268         header.compatible_features      = 0;
1269         header.autoclear_features       = 0;
1270         header.refcount_order           = 4;
1271         header.header_length            = 72;
1272     } else {
1273         header.incompatible_features =
1274             be64_to_cpu(header.incompatible_features);
1275         header.compatible_features = be64_to_cpu(header.compatible_features);
1276         header.autoclear_features = be64_to_cpu(header.autoclear_features);
1277         header.refcount_order = be32_to_cpu(header.refcount_order);
1278         header.header_length = be32_to_cpu(header.header_length);
1279
1280         if (header.header_length < 104) {
1281             error_setg(errp, "qcow2 header too short");
1282             ret = -EINVAL;
1283             goto fail;
1284         }
1285     }
1286
1287     if (header.header_length > s->cluster_size) {
1288         error_setg(errp, "qcow2 header exceeds cluster size");
1289         ret = -EINVAL;
1290         goto fail;
1291     }
1292
1293     if (header.header_length > sizeof(header)) {
1294         s->unknown_header_fields_size = header.header_length - sizeof(header);
1295         s->unknown_header_fields = g_malloc(s->unknown_header_fields_size);
1296         ret = bdrv_pread(bs->file, sizeof(header), s->unknown_header_fields,
1297                          s->unknown_header_fields_size);
1298         if (ret < 0) {
1299             error_setg_errno(errp, -ret, "Could not read unknown qcow2 header "
1300                              "fields");
1301             goto fail;
1302         }
1303     }
1304
1305     if (header.backing_file_offset > s->cluster_size) {
1306         error_setg(errp, "Invalid backing file offset");
1307         ret = -EINVAL;
1308         goto fail;
1309     }
1310
1311     if (header.backing_file_offset) {
1312         ext_end = header.backing_file_offset;
1313     } else {
1314         ext_end = 1 << header.cluster_bits;
1315     }
1316
1317     /* Handle feature bits */
1318     s->incompatible_features    = header.incompatible_features;
1319     s->compatible_features      = header.compatible_features;
1320     s->autoclear_features       = header.autoclear_features;
1321
1322     if (s->incompatible_features & ~QCOW2_INCOMPAT_MASK) {
1323         void *feature_table = NULL;
1324         qcow2_read_extensions(bs, header.header_length, ext_end,
1325                               &feature_table, flags, NULL, NULL);
1326         report_unsupported_feature(errp, feature_table,
1327                                    s->incompatible_features &
1328                                    ~QCOW2_INCOMPAT_MASK);
1329         ret = -ENOTSUP;
1330         g_free(feature_table);
1331         goto fail;
1332     }
1333
1334     if (s->incompatible_features & QCOW2_INCOMPAT_CORRUPT) {
1335         /* Corrupt images may not be written to unless they are being repaired
1336          */
1337         if ((flags & BDRV_O_RDWR) && !(flags & BDRV_O_CHECK)) {
1338             error_setg(errp, "qcow2: Image is corrupt; cannot be opened "
1339                        "read/write");
1340             ret = -EACCES;
1341             goto fail;
1342         }
1343     }
1344
1345     /* Check support for various header values */
1346     if (header.refcount_order > 6) {
1347         error_setg(errp, "Reference count entry width too large; may not "
1348                    "exceed 64 bits");
1349         ret = -EINVAL;
1350         goto fail;
1351     }
1352     s->refcount_order = header.refcount_order;
1353     s->refcount_bits = 1 << s->refcount_order;
1354     s->refcount_max = UINT64_C(1) << (s->refcount_bits - 1);
1355     s->refcount_max += s->refcount_max - 1;
1356
1357     s->crypt_method_header = header.crypt_method;
1358     if (s->crypt_method_header) {
1359         if (bdrv_uses_whitelist() &&
1360             s->crypt_method_header == QCOW_CRYPT_AES) {
1361             error_setg(errp,
1362                        "Use of AES-CBC encrypted qcow2 images is no longer "
1363                        "supported in system emulators");
1364             error_append_hint(errp,
1365                               "You can use 'qemu-img convert' to convert your "
1366                               "image to an alternative supported format, such "
1367                               "as unencrypted qcow2, or raw with the LUKS "
1368                               "format instead.\n");
1369             ret = -ENOSYS;
1370             goto fail;
1371         }
1372
1373         if (s->crypt_method_header == QCOW_CRYPT_AES) {
1374             s->crypt_physical_offset = false;
1375         } else {
1376             /* Assuming LUKS and any future crypt methods we
1377              * add will all use physical offsets, due to the
1378              * fact that the alternative is insecure...  */
1379             s->crypt_physical_offset = true;
1380         }
1381
1382         bs->encrypted = true;
1383     }
1384
1385     s->l2_bits = s->cluster_bits - 3; /* L2 is always one cluster */
1386     s->l2_size = 1 << s->l2_bits;
1387     /* 2^(s->refcount_order - 3) is the refcount width in bytes */
1388     s->refcount_block_bits = s->cluster_bits - (s->refcount_order - 3);
1389     s->refcount_block_size = 1 << s->refcount_block_bits;
1390     bs->total_sectors = header.size / BDRV_SECTOR_SIZE;
1391     s->csize_shift = (62 - (s->cluster_bits - 8));
1392     s->csize_mask = (1 << (s->cluster_bits - 8)) - 1;
1393     s->cluster_offset_mask = (1LL << s->csize_shift) - 1;
1394
1395     s->refcount_table_offset = header.refcount_table_offset;
1396     s->refcount_table_size =
1397         header.refcount_table_clusters << (s->cluster_bits - 3);
1398
1399     if (header.refcount_table_clusters == 0 && !(flags & BDRV_O_CHECK)) {
1400         error_setg(errp, "Image does not contain a reference count table");
1401         ret = -EINVAL;
1402         goto fail;
1403     }
1404
1405     ret = qcow2_validate_table(bs, s->refcount_table_offset,
1406                                header.refcount_table_clusters,
1407                                s->cluster_size, QCOW_MAX_REFTABLE_SIZE,
1408                                "Reference count table", errp);
1409     if (ret < 0) {
1410         goto fail;
1411     }
1412
1413     /* The total size in bytes of the snapshot table is checked in
1414      * qcow2_read_snapshots() because the size of each snapshot is
1415      * variable and we don't know it yet.
1416      * Here we only check the offset and number of snapshots. */
1417     ret = qcow2_validate_table(bs, header.snapshots_offset,
1418                                header.nb_snapshots,
1419                                sizeof(QCowSnapshotHeader),
1420                                sizeof(QCowSnapshotHeader) * QCOW_MAX_SNAPSHOTS,
1421                                "Snapshot table", errp);
1422     if (ret < 0) {
1423         goto fail;
1424     }
1425
1426     /* read the level 1 table */
1427     ret = qcow2_validate_table(bs, header.l1_table_offset,
1428                                header.l1_size, sizeof(uint64_t),
1429                                QCOW_MAX_L1_SIZE, "Active L1 table", errp);
1430     if (ret < 0) {
1431         goto fail;
1432     }
1433     s->l1_size = header.l1_size;
1434     s->l1_table_offset = header.l1_table_offset;
1435
1436     l1_vm_state_index = size_to_l1(s, header.size);
1437     if (l1_vm_state_index > INT_MAX) {
1438         error_setg(errp, "Image is too big");
1439         ret = -EFBIG;
1440         goto fail;
1441     }
1442     s->l1_vm_state_index = l1_vm_state_index;
1443
1444     /* the L1 table must contain at least enough entries to put
1445        header.size bytes */
1446     if (s->l1_size < s->l1_vm_state_index) {
1447         error_setg(errp, "L1 table is too small");
1448         ret = -EINVAL;
1449         goto fail;
1450     }
1451
1452     if (s->l1_size > 0) {
1453         s->l1_table = qemu_try_blockalign(bs->file->bs,
1454             ROUND_UP(s->l1_size * sizeof(uint64_t), 512));
1455         if (s->l1_table == NULL) {
1456             error_setg(errp, "Could not allocate L1 table");
1457             ret = -ENOMEM;
1458             goto fail;
1459         }
1460         ret = bdrv_pread(bs->file, s->l1_table_offset, s->l1_table,
1461                          s->l1_size * sizeof(uint64_t));
1462         if (ret < 0) {
1463             error_setg_errno(errp, -ret, "Could not read L1 table");
1464             goto fail;
1465         }
1466         for(i = 0;i < s->l1_size; i++) {
1467             s->l1_table[i] = be64_to_cpu(s->l1_table[i]);
1468         }
1469     }
1470
1471     /* Parse driver-specific options */
1472     ret = qcow2_update_options(bs, options, flags, errp);
1473     if (ret < 0) {
1474         goto fail;
1475     }
1476
1477     s->flags = flags;
1478
1479     ret = qcow2_refcount_init(bs);
1480     if (ret != 0) {
1481         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not initialize refcount handling");
1482         goto fail;
1483     }
1484
1485     QLIST_INIT(&s->cluster_allocs);
1486     QTAILQ_INIT(&s->discards);
1487
1488     /* read qcow2 extensions */
1489     if (qcow2_read_extensions(bs, header.header_length, ext_end, NULL,
1490                               flags, &update_header, &local_err)) {
1491         error_propagate(errp, local_err);
1492         ret = -EINVAL;
1493         goto fail;
1494     }
1495
1496     /* Open external data file */
1497     s->data_file = bdrv_open_child(NULL, options, "data-file", bs, &child_file,
1498                                    true, &local_err);
1499     if (local_err) {
1500         error_propagate(errp, local_err);
1501         ret = -EINVAL;
1502         goto fail;
1503     }
1504
1505     if (s->incompatible_features & QCOW2_INCOMPAT_DATA_FILE) {
1506         if (!s->data_file && s->image_data_file) {
1507             s->data_file = bdrv_open_child(s->image_data_file, options,
1508                                            "data-file", bs, &child_file,
1509                                            false, errp);
1510             if (!s->data_file) {
1511                 ret = -EINVAL;
1512                 goto fail;
1513             }
1514         }
1515         if (!s->data_file) {
1516             error_setg(errp, "'data-file' is required for this image");
1517             ret = -EINVAL;
1518             goto fail;
1519         }
1520     } else {
1521         if (s->data_file) {
1522             error_setg(errp, "'data-file' can only be set for images with an "
1523                              "external data file");
1524             ret = -EINVAL;
1525             goto fail;
1526         }
1527
1528         s->data_file = bs->file;
1529
1530         if (data_file_is_raw(bs)) {
1531             error_setg(errp, "data-file-raw requires a data file");
1532             ret = -EINVAL;
1533             goto fail;
1534         }
1535     }
1536
1537     /* qcow2_read_extension may have set up the crypto context
1538      * if the crypt method needs a header region, some methods
1539      * don't need header extensions, so must check here
1540      */
1541     if (s->crypt_method_header && !s->crypto) {
1542         if (s->crypt_method_header == QCOW_CRYPT_AES) {
1543             unsigned int cflags = 0;
1544             if (flags & BDRV_O_NO_IO) {
1545                 cflags |= QCRYPTO_BLOCK_OPEN_NO_IO;
1546             }
1547             s->crypto = qcrypto_block_open(s->crypto_opts, "encrypt.",
1548                                            NULL, NULL, cflags,
1549                                            QCOW2_MAX_THREADS, errp);
1550             if (!s->crypto) {
1551                 ret = -EINVAL;
1552                 goto fail;
1553             }
1554         } else if (!(flags & BDRV_O_NO_IO)) {
1555             error_setg(errp, "Missing CRYPTO header for crypt method %d",
1556                        s->crypt_method_header);
1557             ret = -EINVAL;
1558             goto fail;
1559         }
1560     }
1561
1562     /* read the backing file name */
1563     if (header.backing_file_offset != 0) {
1564         len = header.backing_file_size;
1565         if (len > MIN(1023, s->cluster_size - header.backing_file_offset) ||
1566             len >= sizeof(bs->backing_file)) {
1567             error_setg(errp, "Backing file name too long");
1568             ret = -EINVAL;
1569             goto fail;
1570         }
1571         ret = bdrv_pread(bs->file, header.backing_file_offset,
1572                          bs->auto_backing_file, len);
1573         if (ret < 0) {
1574             error_setg_errno(errp, -ret, "Could not read backing file name");
1575             goto fail;
1576         }
1577         bs->auto_backing_file[len] = '\0';
1578         pstrcpy(bs->backing_file, sizeof(bs->backing_file),
1579                 bs->auto_backing_file);
1580         s->image_backing_file = g_strdup(bs->auto_backing_file);
1581     }
1582
1583     /* Internal snapshots */
1584     s->snapshots_offset = header.snapshots_offset;
1585     s->nb_snapshots = header.nb_snapshots;
1586
1587     ret = qcow2_read_snapshots(bs, errp);
1588     if (ret < 0) {
1589         goto fail;
1590     }
1591
1592     /* Clear unknown autoclear feature bits */
1593     update_header |= s->autoclear_features & ~QCOW2_AUTOCLEAR_MASK;
1594     update_header =
1595         update_header && !bs->read_only && !(flags & BDRV_O_INACTIVE);
1596     if (update_header) {
1597         s->autoclear_features &= QCOW2_AUTOCLEAR_MASK;
1598     }
1599
1600     /* == Handle persistent dirty bitmaps ==
1601      *
1602      * We want load dirty bitmaps in three cases:
1603      *
1604      * 1. Normal open of the disk in active mode, not related to invalidation
1605      *    after migration.
1606      *
1607      * 2. Invalidation of the target vm after pre-copy phase of migration, if
1608      *    bitmaps are _not_ migrating through migration channel, i.e.
1609      *    'dirty-bitmaps' capability is disabled.
1610      *
1611      * 3. Invalidation of source vm after failed or canceled migration.
1612      *    This is a very interesting case. There are two possible types of
1613      *    bitmaps:
1614      *
1615      *    A. Stored on inactivation and removed. They should be loaded from the
1616      *       image.
1617      *
1618      *    B. Not stored: not-persistent bitmaps and bitmaps, migrated through
1619      *       the migration channel (with dirty-bitmaps capability).
1620      *
1621      *    On the other hand, there are two possible sub-cases:
1622      *
1623      *    3.1 disk was changed by somebody else while were inactive. In this
1624      *        case all in-RAM dirty bitmaps (both persistent and not) are
1625      *        definitely invalid. And we don't have any method to determine
1626      *        this.
1627      *
1628      *        Simple and safe thing is to just drop all the bitmaps of type B on
1629      *        inactivation. But in this case we lose bitmaps in valid 4.2 case.
1630      *
1631      *        On the other hand, resuming source vm, if disk was already changed
1632      *        is a bad thing anyway: not only bitmaps, the whole vm state is
1633      *        out of sync with disk.
1634      *
1635      *        This means, that user or management tool, who for some reason
1636      *        decided to resume source vm, after disk was already changed by
1637      *        target vm, should at least drop all dirty bitmaps by hand.
1638      *
1639      *        So, we can ignore this case for now, but TODO: "generation"
1640      *        extension for qcow2, to determine, that image was changed after
1641      *        last inactivation. And if it is changed, we will drop (or at least
1642      *        mark as 'invalid' all the bitmaps of type B, both persistent
1643      *        and not).
1644      *
1645      *    3.2 disk was _not_ changed while were inactive. Bitmaps may be saved
1646      *        to disk ('dirty-bitmaps' capability disabled), or not saved
1647      *        ('dirty-bitmaps' capability enabled), but we don't need to care
1648      *        of: let's load bitmaps as always: stored bitmaps will be loaded,
1649      *        and not stored has flag IN_USE=1 in the image and will be skipped
1650      *        on loading.
1651      *
1652      * One remaining possible case when we don't want load bitmaps:
1653      *
1654      * 4. Open disk in inactive mode in target vm (bitmaps are migrating or
1655      *    will be loaded on invalidation, no needs try loading them before)
1656      */
1657
1658     if (!(bdrv_get_flags(bs) & BDRV_O_INACTIVE)) {
1659         /* It's case 1, 2 or 3.2. Or 3.1 which is BUG in management layer. */
1660         bool header_updated = qcow2_load_dirty_bitmaps(bs, &local_err);
1661
1662         update_header = update_header && !header_updated;
1663     }
1664     if (local_err != NULL) {
1665         error_propagate(errp, local_err);
1666         ret = -EINVAL;
1667         goto fail;
1668     }
1669
1670     if (update_header) {
1671         ret = qcow2_update_header(bs);
1672         if (ret < 0) {
1673             error_setg_errno(errp, -ret, "Could not update qcow2 header");
1674             goto fail;
1675         }
1676     }
1677
1678     bs->supported_zero_flags = header.version >= 3 ? BDRV_REQ_MAY_UNMAP : 0;
1679
1680     /* Repair image if dirty */
1681     if (!(flags & (BDRV_O_CHECK | BDRV_O_INACTIVE)) && !bs->read_only &&
1682         (s->incompatible_features & QCOW2_INCOMPAT_DIRTY)) {
1683         BdrvCheckResult result = {0};
1684
1685         ret = qcow2_co_check_locked(bs, &result,
1686                                     BDRV_FIX_ERRORS | BDRV_FIX_LEAKS);
1687         if (ret < 0 || result.check_errors) {
1688             if (ret >= 0) {
1689                 ret = -EIO;
1690             }
1691             error_setg_errno(errp, -ret, "Could not repair dirty image");
1692             goto fail;
1693         }
1694     }
1695
1696 #ifdef DEBUG_ALLOC
1697     {
1698         BdrvCheckResult result = {0};
1699         qcow2_check_refcounts(bs, &result, 0);
1700     }
1701 #endif
1702
1703     qemu_co_queue_init(&s->thread_task_queue);
1704
1705     return ret;
1706
1707  fail:
1708     g_free(s->image_data_file);
1709     if (has_data_file(bs)) {
1710         bdrv_unref_child(bs, s->data_file);
1711     }
1712     g_free(s->unknown_header_fields);
1713     cleanup_unknown_header_ext(bs);
1714     qcow2_free_snapshots(bs);
1715     qcow2_refcount_close(bs);
1716     qemu_vfree(s->l1_table);
1717     /* else pre-write overlap checks in cache_destroy may crash */
1718     s->l1_table = NULL;
1719     cache_clean_timer_del(bs);
1720     if (s->l2_table_cache) {
1721         qcow2_cache_destroy(s->l2_table_cache);
1722     }
1723     if (s->refcount_block_cache) {
1724         qcow2_cache_destroy(s->refcount_block_cache);
1725     }
1726     qcrypto_block_free(s->crypto);
1727     qapi_free_QCryptoBlockOpenOptions(s->crypto_opts);
1728     return ret;
1729 }
1730
1731 typedef struct QCow2OpenCo {
1732     BlockDriverState *bs;
1733     QDict *options;
1734     int flags;
1735     Error **errp;
1736     int ret;
1737 } QCow2OpenCo;
1738
1739 static void coroutine_fn qcow2_open_entry(void *opaque)
1740 {
1741     QCow2OpenCo *qoc = opaque;
1742     BDRVQcow2State *s = qoc->bs->opaque;
1743
1744     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
1745     qoc->ret = qcow2_do_open(qoc->bs, qoc->options, qoc->flags, qoc->errp);
1746     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
1747 }
1748
1749 static int qcow2_open(BlockDriverState *bs, QDict *options, int flags,
1750                       Error **errp)
1751 {
1752     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1753     QCow2OpenCo qoc = {
1754         .bs = bs,
1755         .options = options,
1756         .flags = flags,
1757         .errp = errp,
1758         .ret = -EINPROGRESS
1759     };
1760
1761     bs->file = bdrv_open_child(NULL, options, "file", bs, &child_file,
1762                                false, errp);
1763     if (!bs->file) {
1764         return -EINVAL;
1765     }
1766
1767     /* Initialise locks */
1768     qemu_co_mutex_init(&s->lock);
1769
1770     if (qemu_in_coroutine()) {
1771         /* From bdrv_co_create.  */
1772         qcow2_open_entry(&qoc);
1773     } else {
1774         assert(qemu_get_current_aio_context() == qemu_get_aio_context());
1775         qemu_coroutine_enter(qemu_coroutine_create(qcow2_open_entry, &qoc));
1776         BDRV_POLL_WHILE(bs, qoc.ret == -EINPROGRESS);
1777     }
1778     return qoc.ret;
1779 }
1780
1781 static void qcow2_refresh_limits(BlockDriverState *bs, Error **errp)
1782 {
1783     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1784
1785     if (bs->encrypted) {
1786         /* Encryption works on a sector granularity */
1787         bs->bl.request_alignment = qcrypto_block_get_sector_size(s->crypto);
1788     }
1789     bs->bl.pwrite_zeroes_alignment = s->cluster_size;
1790     bs->bl.pdiscard_alignment = s->cluster_size;
1791 }
1792
1793 static int qcow2_reopen_prepare(BDRVReopenState *state,
1794                                 BlockReopenQueue *queue, Error **errp)
1795 {
1796     Qcow2ReopenState *r;
1797     int ret;
1798
1799     r = g_new0(Qcow2ReopenState, 1);
1800     state->opaque = r;
1801
1802     ret = qcow2_update_options_prepare(state->bs, r, state->options,
1803                                        state->flags, errp);
1804     if (ret < 0) {
1805         goto fail;
1806     }
1807
1808     /* We need to write out any unwritten data if we reopen read-only. */
1809     if ((state->flags & BDRV_O_RDWR) == 0) {
1810         ret = qcow2_reopen_bitmaps_ro(state->bs, errp);
1811         if (ret < 0) {
1812             goto fail;
1813         }
1814
1815         ret = bdrv_flush(state->bs);
1816         if (ret < 0) {
1817             goto fail;
1818         }
1819
1820         ret = qcow2_mark_clean(state->bs);
1821         if (ret < 0) {
1822             goto fail;
1823         }
1824     }
1825
1826     return 0;
1827
1828 fail:
1829     qcow2_update_options_abort(state->bs, r);
1830     g_free(r);
1831     return ret;
1832 }
1833
1834 static void qcow2_reopen_commit(BDRVReopenState *state)
1835 {
1836     qcow2_update_options_commit(state->bs, state->opaque);
1837     if (state->flags & BDRV_O_RDWR) {
1838         Error *local_err = NULL;
1839
1840         if (qcow2_reopen_bitmaps_rw(state->bs, &local_err) < 0) {
1841             /*
1842              * This is not fatal, bitmaps just left read-only, so all following
1843              * writes will fail. User can remove read-only bitmaps to unblock
1844              * writes or retry reopen.
1845              */
1846             error_reportf_err(local_err,
1847                               "%s: Failed to make dirty bitmaps writable: ",
1848                               bdrv_get_node_name(state->bs));
1849         }
1850     }
1851     g_free(state->opaque);
1852 }
1853
1854 static void qcow2_reopen_abort(BDRVReopenState *state)
1855 {
1856     qcow2_update_options_abort(state->bs, state->opaque);
1857     g_free(state->opaque);
1858 }
1859
1860 static void qcow2_join_options(QDict *options, QDict *old_options)
1861 {
1862     bool has_new_overlap_template =
1863         qdict_haskey(options, QCOW2_OPT_OVERLAP) ||
1864         qdict_haskey(options, QCOW2_OPT_OVERLAP_TEMPLATE);
1865     bool has_new_total_cache_size =
1866         qdict_haskey(options, QCOW2_OPT_CACHE_SIZE);
1867     bool has_all_cache_options;
1868
1869     /* New overlap template overrides all old overlap options */
1870     if (has_new_overlap_template) {
1871         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_OVERLAP);
1872         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_OVERLAP_TEMPLATE);
1873         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_OVERLAP_MAIN_HEADER);
1874         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_OVERLAP_ACTIVE_L1);
1875         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_OVERLAP_ACTIVE_L2);
1876         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_OVERLAP_REFCOUNT_TABLE);
1877         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_OVERLAP_REFCOUNT_BLOCK);
1878         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_OVERLAP_SNAPSHOT_TABLE);
1879         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_OVERLAP_INACTIVE_L1);
1880         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_OVERLAP_INACTIVE_L2);
1881     }
1882
1883     /* New total cache size overrides all old options */
1884     if (qdict_haskey(options, QCOW2_OPT_CACHE_SIZE)) {
1885         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_L2_CACHE_SIZE);
1886         qdict_del(old_options, QCOW2_OPT_REFCOUNT_CACHE_SIZE);
1887     }
1888
1889     qdict_join(options, old_options, false);
1890
1891     /*
1892      * If after merging all cache size options are set, an old total size is
1893      * overwritten. Do keep all options, however, if all three are new. The
1894      * resulting error message is what we want to happen.
1895      */
1896     has_all_cache_options =
1897         qdict_haskey(options, QCOW2_OPT_CACHE_SIZE) ||
1898         qdict_haskey(options, QCOW2_OPT_L2_CACHE_SIZE) ||
1899         qdict_haskey(options, QCOW2_OPT_REFCOUNT_CACHE_SIZE);
1900
1901     if (has_all_cache_options && !has_new_total_cache_size) {
1902         qdict_del(options, QCOW2_OPT_CACHE_SIZE);
1903     }
1904 }
1905
1906 static int coroutine_fn qcow2_co_block_status(BlockDriverState *bs,
1907                                               bool want_zero,
1908                                               int64_t offset, int64_t count,
1909                                               int64_t *pnum, int64_t *map,
1910                                               BlockDriverState **file)
1911 {
1912     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
1913     uint64_t cluster_offset;
1914     int index_in_cluster, ret;
1915     unsigned int bytes;
1916     int status = 0;
1917
1918     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
1919
1920     if (!s->metadata_preallocation_checked) {
1921         ret = qcow2_detect_metadata_preallocation(bs);
1922         s->metadata_preallocation = (ret == 1);
1923         s->metadata_preallocation_checked = true;
1924     }
1925
1926     bytes = MIN(INT_MAX, count);
1927     ret = qcow2_get_cluster_offset(bs, offset, &bytes, &cluster_offset);
1928     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
1929     if (ret < 0) {
1930         return ret;
1931     }
1932
1933     *pnum = bytes;
1934
1935     if ((ret == QCOW2_CLUSTER_NORMAL || ret == QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC) &&
1936         !s->crypto) {
1937         index_in_cluster = offset & (s->cluster_size - 1);
1938         *map = cluster_offset | index_in_cluster;
1939         *file = s->data_file->bs;
1940         status |= BDRV_BLOCK_OFFSET_VALID;
1941     }
1942     if (ret == QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN || ret == QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC) {
1943         status |= BDRV_BLOCK_ZERO;
1944     } else if (ret != QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED) {
1945         status |= BDRV_BLOCK_DATA;
1946     }
1947     if (s->metadata_preallocation && (status & BDRV_BLOCK_DATA) &&
1948         (status & BDRV_BLOCK_OFFSET_VALID))
1949     {
1950         status |= BDRV_BLOCK_RECURSE;
1951     }
1952     return status;
1953 }
1954
1955 static coroutine_fn int qcow2_handle_l2meta(BlockDriverState *bs,
1956                                             QCowL2Meta **pl2meta,
1957                                             bool link_l2)
1958 {
1959     int ret = 0;
1960     QCowL2Meta *l2meta = *pl2meta;
1961
1962     while (l2meta != NULL) {
1963         QCowL2Meta *next;
1964
1965         if (link_l2) {
1966             ret = qcow2_alloc_cluster_link_l2(bs, l2meta);
1967             if (ret) {
1968                 goto out;
1969             }
1970         } else {
1971             qcow2_alloc_cluster_abort(bs, l2meta);
1972         }
1973
1974         /* Take the request off the list of running requests */
1975         if (l2meta->nb_clusters != 0) {
1976             QLIST_REMOVE(l2meta, next_in_flight);
1977         }
1978
1979         qemu_co_queue_restart_all(&l2meta->dependent_requests);
1980
1981         next = l2meta->next;
1982         g_free(l2meta);
1983         l2meta = next;
1984     }
1985 out:
1986     *pl2meta = l2meta;
1987     return ret;
1988 }
1989
1990 static coroutine_fn int
1991 qcow2_co_preadv_encrypted(BlockDriverState *bs,
1992                            uint64_t file_cluster_offset,
1993                            uint64_t offset,
1994                            uint64_t bytes,
1995                            QEMUIOVector *qiov,
1996                            uint64_t qiov_offset)
1997 {
1998     int ret;
1999     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2000     uint8_t *buf;
2001
2002     assert(bs->encrypted && s->crypto);
2003     assert(bytes <= QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_size);
2004
2005     /*
2006      * For encrypted images, read everything into a temporary
2007      * contiguous buffer on which the AES functions can work.
2008      * Also, decryption in a separate buffer is better as it
2009      * prevents the guest from learning information about the
2010      * encrypted nature of the virtual disk.
2011      */
2012
2013     buf = qemu_try_blockalign(s->data_file->bs, bytes);
2014     if (buf == NULL) {
2015         return -ENOMEM;
2016     }
2017
2018     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_READ_AIO);
2019     ret = bdrv_co_pread(s->data_file,
2020                         file_cluster_offset + offset_into_cluster(s, offset),
2021                         bytes, buf, 0);
2022     if (ret < 0) {
2023         goto fail;
2024     }
2025
2026     assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, BDRV_SECTOR_SIZE));
2027     assert(QEMU_IS_ALIGNED(bytes, BDRV_SECTOR_SIZE));
2028     if (qcow2_co_decrypt(bs,
2029                          file_cluster_offset + offset_into_cluster(s, offset),
2030                          offset, buf, bytes) < 0)
2031     {
2032         ret = -EIO;
2033         goto fail;
2034     }
2035     qemu_iovec_from_buf(qiov, qiov_offset, buf, bytes);
2036
2037 fail:
2038     qemu_vfree(buf);
2039
2040     return ret;
2041 }
2042
2043 typedef struct Qcow2AioTask {
2044     AioTask task;
2045
2046     BlockDriverState *bs;
2047     QCow2ClusterType cluster_type; /* only for read */
2048     uint64_t file_cluster_offset;
2049     uint64_t offset;
2050     uint64_t bytes;
2051     QEMUIOVector *qiov;
2052     uint64_t qiov_offset;
2053     QCowL2Meta *l2meta; /* only for write */
2054 } Qcow2AioTask;
2055
2056 static coroutine_fn int qcow2_co_preadv_task_entry(AioTask *task);
2057 static coroutine_fn int qcow2_add_task(BlockDriverState *bs,
2058                                        AioTaskPool *pool,
2059                                        AioTaskFunc func,
2060                                        QCow2ClusterType cluster_type,
2061                                        uint64_t file_cluster_offset,
2062                                        uint64_t offset,
2063                                        uint64_t bytes,
2064                                        QEMUIOVector *qiov,
2065                                        size_t qiov_offset,
2066                                        QCowL2Meta *l2meta)
2067 {
2068     Qcow2AioTask local_task;
2069     Qcow2AioTask *task = pool ? g_new(Qcow2AioTask, 1) : &local_task;
2070
2071     *task = (Qcow2AioTask) {
2072         .task.func = func,
2073         .bs = bs,
2074         .cluster_type = cluster_type,
2075         .qiov = qiov,
2076         .file_cluster_offset = file_cluster_offset,
2077         .offset = offset,
2078         .bytes = bytes,
2079         .qiov_offset = qiov_offset,
2080         .l2meta = l2meta,
2081     };
2082
2083     trace_qcow2_add_task(qemu_coroutine_self(), bs, pool,
2084                          func == qcow2_co_preadv_task_entry ? "read" : "write",
2085                          cluster_type, file_cluster_offset, offset, bytes,
2086                          qiov, qiov_offset);
2087
2088     if (!pool) {
2089         return func(&task->task);
2090     }
2091
2092     aio_task_pool_start_task(pool, &task->task);
2093
2094     return 0;
2095 }
2096
2097 static coroutine_fn int qcow2_co_preadv_task(BlockDriverState *bs,
2098                                              QCow2ClusterType cluster_type,
2099                                              uint64_t file_cluster_offset,
2100                                              uint64_t offset, uint64_t bytes,
2101                                              QEMUIOVector *qiov,
2102                                              size_t qiov_offset)
2103 {
2104     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2105     int offset_in_cluster = offset_into_cluster(s, offset);
2106
2107     switch (cluster_type) {
2108     case QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN:
2109     case QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC:
2110         /* Both zero types are handled in qcow2_co_preadv_part */
2111         g_assert_not_reached();
2112
2113     case QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED:
2114         assert(bs->backing); /* otherwise handled in qcow2_co_preadv_part */
2115
2116         BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_READ_BACKING_AIO);
2117         return bdrv_co_preadv_part(bs->backing, offset, bytes,
2118                                    qiov, qiov_offset, 0);
2119
2120     case QCOW2_CLUSTER_COMPRESSED:
2121         return qcow2_co_preadv_compressed(bs, file_cluster_offset,
2122                                           offset, bytes, qiov, qiov_offset);
2123
2124     case QCOW2_CLUSTER_NORMAL:
2125         if ((file_cluster_offset & 511) != 0) {
2126             return -EIO;
2127         }
2128
2129         if (bs->encrypted) {
2130             return qcow2_co_preadv_encrypted(bs, file_cluster_offset,
2131                                              offset, bytes, qiov, qiov_offset);
2132         }
2133
2134         BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_READ_AIO);
2135         return bdrv_co_preadv_part(s->data_file,
2136                                    file_cluster_offset + offset_in_cluster,
2137                                    bytes, qiov, qiov_offset, 0);
2138
2139     default:
2140         g_assert_not_reached();
2141     }
2142
2143     g_assert_not_reached();
2144 }
2145
2146 static coroutine_fn int qcow2_co_preadv_task_entry(AioTask *task)
2147 {
2148     Qcow2AioTask *t = container_of(task, Qcow2AioTask, task);
2149
2150     assert(!t->l2meta);
2151
2152     return qcow2_co_preadv_task(t->bs, t->cluster_type, t->file_cluster_offset,
2153                                 t->offset, t->bytes, t->qiov, t->qiov_offset);
2154 }
2155
2156 static coroutine_fn int qcow2_co_preadv_part(BlockDriverState *bs,
2157                                              uint64_t offset, uint64_t bytes,
2158                                              QEMUIOVector *qiov,
2159                                              size_t qiov_offset, int flags)
2160 {
2161     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2162     int ret = 0;
2163     unsigned int cur_bytes; /* number of bytes in current iteration */
2164     uint64_t cluster_offset = 0;
2165     AioTaskPool *aio = NULL;
2166
2167     while (bytes != 0 && aio_task_pool_status(aio) == 0) {
2168         /* prepare next request */
2169         cur_bytes = MIN(bytes, INT_MAX);
2170         if (s->crypto) {
2171             cur_bytes = MIN(cur_bytes,
2172                             QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_size);
2173         }
2174
2175         qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
2176         ret = qcow2_get_cluster_offset(bs, offset, &cur_bytes, &cluster_offset);
2177         qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
2178         if (ret < 0) {
2179             goto out;
2180         }
2181
2182         if (ret == QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN ||
2183             ret == QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC ||
2184             (ret == QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED && !bs->backing))
2185         {
2186             qemu_iovec_memset(qiov, qiov_offset, 0, cur_bytes);
2187         } else {
2188             if (!aio && cur_bytes != bytes) {
2189                 aio = aio_task_pool_new(QCOW2_MAX_WORKERS);
2190             }
2191             ret = qcow2_add_task(bs, aio, qcow2_co_preadv_task_entry, ret,
2192                                  cluster_offset, offset, cur_bytes,
2193                                  qiov, qiov_offset, NULL);
2194             if (ret < 0) {
2195                 goto out;
2196             }
2197         }
2198
2199         bytes -= cur_bytes;
2200         offset += cur_bytes;
2201         qiov_offset += cur_bytes;
2202     }
2203
2204 out:
2205     if (aio) {
2206         aio_task_pool_wait_all(aio);
2207         if (ret == 0) {
2208             ret = aio_task_pool_status(aio);
2209         }
2210         g_free(aio);
2211     }
2212
2213     return ret;
2214 }
2215
2216 /* Check if it's possible to merge a write request with the writing of
2217  * the data from the COW regions */
2218 static bool merge_cow(uint64_t offset, unsigned bytes,
2219                       QEMUIOVector *qiov, size_t qiov_offset,
2220                       QCowL2Meta *l2meta)
2221 {
2222     QCowL2Meta *m;
2223
2224     for (m = l2meta; m != NULL; m = m->next) {
2225         /* If both COW regions are empty then there's nothing to merge */
2226         if (m->cow_start.nb_bytes == 0 && m->cow_end.nb_bytes == 0) {
2227             continue;
2228         }
2229
2230         /* If COW regions are handled already, skip this too */
2231         if (m->skip_cow) {
2232             continue;
2233         }
2234
2235         /* The data (middle) region must be immediately after the
2236          * start region */
2237         if (l2meta_cow_start(m) + m->cow_start.nb_bytes != offset) {
2238             continue;
2239         }
2240
2241         /* The end region must be immediately after the data (middle)
2242          * region */
2243         if (m->offset + m->cow_end.offset != offset + bytes) {
2244             continue;
2245         }
2246
2247         /* Make sure that adding both COW regions to the QEMUIOVector
2248          * does not exceed IOV_MAX */
2249         if (qemu_iovec_subvec_niov(qiov, qiov_offset, bytes) > IOV_MAX - 2) {
2250             continue;
2251         }
2252
2253         m->data_qiov = qiov;
2254         m->data_qiov_offset = qiov_offset;
2255         return true;
2256     }
2257
2258     return false;
2259 }
2260
2261 static bool is_unallocated(BlockDriverState *bs, int64_t offset, int64_t bytes)
2262 {
2263     int64_t nr;
2264     return !bytes ||
2265         (!bdrv_is_allocated_above(bs, NULL, false, offset, bytes, &nr) &&
2266          nr == bytes);
2267 }
2268
2269 static bool is_zero_cow(BlockDriverState *bs, QCowL2Meta *m)
2270 {
2271     /*
2272      * This check is designed for optimization shortcut so it must be
2273      * efficient.
2274      * Instead of is_zero(), use is_unallocated() as it is faster (but not
2275      * as accurate and can result in false negatives).
2276      */
2277     return is_unallocated(bs, m->offset + m->cow_start.offset,
2278                           m->cow_start.nb_bytes) &&
2279            is_unallocated(bs, m->offset + m->cow_end.offset,
2280                           m->cow_end.nb_bytes);
2281 }
2282
2283 static int handle_alloc_space(BlockDriverState *bs, QCowL2Meta *l2meta)
2284 {
2285     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2286     QCowL2Meta *m;
2287
2288     if (!(s->data_file->bs->supported_zero_flags & BDRV_REQ_NO_FALLBACK)) {
2289         return 0;
2290     }
2291
2292     if (bs->encrypted) {
2293         return 0;
2294     }
2295
2296     for (m = l2meta; m != NULL; m = m->next) {
2297         int ret;
2298
2299         if (!m->cow_start.nb_bytes && !m->cow_end.nb_bytes) {
2300             continue;
2301         }
2302
2303         if (!is_zero_cow(bs, m)) {
2304             continue;
2305         }
2306
2307         /*
2308          * instead of writing zero COW buffers,
2309          * efficiently zero out the whole clusters
2310          */
2311
2312         ret = qcow2_pre_write_overlap_check(bs, 0, m->alloc_offset,
2313                                             m->nb_clusters * s->cluster_size,
2314                                             true);
2315         if (ret < 0) {
2316             return ret;
2317         }
2318
2319         BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_CLUSTER_ALLOC_SPACE);
2320         ret = bdrv_co_pwrite_zeroes(s->data_file, m->alloc_offset,
2321                                     m->nb_clusters * s->cluster_size,
2322                                     BDRV_REQ_NO_FALLBACK);
2323         if (ret < 0) {
2324             if (ret != -ENOTSUP && ret != -EAGAIN) {
2325                 return ret;
2326             }
2327             continue;
2328         }
2329
2330         trace_qcow2_skip_cow(qemu_coroutine_self(), m->offset, m->nb_clusters);
2331         m->skip_cow = true;
2332     }
2333     return 0;
2334 }
2335
2336 /*
2337  * qcow2_co_pwritev_task
2338  * Called with s->lock unlocked
2339  * l2meta  - if not NULL, qcow2_co_pwritev_task() will consume it. Caller must
2340  *           not use it somehow after qcow2_co_pwritev_task() call
2341  */
2342 static coroutine_fn int qcow2_co_pwritev_task(BlockDriverState *bs,
2343                                               uint64_t file_cluster_offset,
2344                                               uint64_t offset, uint64_t bytes,
2345                                               QEMUIOVector *qiov,
2346                                               uint64_t qiov_offset,
2347                                               QCowL2Meta *l2meta)
2348 {
2349     int ret;
2350     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2351     void *crypt_buf = NULL;
2352     int offset_in_cluster = offset_into_cluster(s, offset);
2353     QEMUIOVector encrypted_qiov;
2354
2355     if (bs->encrypted) {
2356         assert(s->crypto);
2357         assert(bytes <= QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_size);
2358         crypt_buf = qemu_try_blockalign(bs->file->bs, bytes);
2359         if (crypt_buf == NULL) {
2360             ret = -ENOMEM;
2361             goto out_unlocked;
2362         }
2363         qemu_iovec_to_buf(qiov, qiov_offset, crypt_buf, bytes);
2364
2365         if (qcow2_co_encrypt(bs, file_cluster_offset + offset_in_cluster,
2366                              offset, crypt_buf, bytes) < 0)
2367         {
2368             ret = -EIO;
2369             goto out_unlocked;
2370         }
2371
2372         qemu_iovec_init_buf(&encrypted_qiov, crypt_buf, bytes);
2373         qiov = &encrypted_qiov;
2374         qiov_offset = 0;
2375     }
2376
2377     /* Try to efficiently initialize the physical space with zeroes */
2378     ret = handle_alloc_space(bs, l2meta);
2379     if (ret < 0) {
2380         goto out_unlocked;
2381     }
2382
2383     /*
2384      * If we need to do COW, check if it's possible to merge the
2385      * writing of the guest data together with that of the COW regions.
2386      * If it's not possible (or not necessary) then write the
2387      * guest data now.
2388      */
2389     if (!merge_cow(offset, bytes, qiov, qiov_offset, l2meta)) {
2390         BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_WRITE_AIO);
2391         trace_qcow2_writev_data(qemu_coroutine_self(),
2392                                 file_cluster_offset + offset_in_cluster);
2393         ret = bdrv_co_pwritev_part(s->data_file,
2394                                    file_cluster_offset + offset_in_cluster,
2395                                    bytes, qiov, qiov_offset, 0);
2396         if (ret < 0) {
2397             goto out_unlocked;
2398         }
2399     }
2400
2401     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
2402
2403     ret = qcow2_handle_l2meta(bs, &l2meta, true);
2404     goto out_locked;
2405
2406 out_unlocked:
2407     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
2408
2409 out_locked:
2410     qcow2_handle_l2meta(bs, &l2meta, false);
2411     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
2412
2413     qemu_vfree(crypt_buf);
2414
2415     return ret;
2416 }
2417
2418 static coroutine_fn int qcow2_co_pwritev_task_entry(AioTask *task)
2419 {
2420     Qcow2AioTask *t = container_of(task, Qcow2AioTask, task);
2421
2422     assert(!t->cluster_type);
2423
2424     return qcow2_co_pwritev_task(t->bs, t->file_cluster_offset,
2425                                  t->offset, t->bytes, t->qiov, t->qiov_offset,
2426                                  t->l2meta);
2427 }
2428
2429 static coroutine_fn int qcow2_co_pwritev_part(
2430         BlockDriverState *bs, uint64_t offset, uint64_t bytes,
2431         QEMUIOVector *qiov, size_t qiov_offset, int flags)
2432 {
2433     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2434     int offset_in_cluster;
2435     int ret;
2436     unsigned int cur_bytes; /* number of sectors in current iteration */
2437     uint64_t cluster_offset;
2438     QCowL2Meta *l2meta = NULL;
2439     AioTaskPool *aio = NULL;
2440
2441     trace_qcow2_writev_start_req(qemu_coroutine_self(), offset, bytes);
2442
2443     while (bytes != 0 && aio_task_pool_status(aio) == 0) {
2444
2445         l2meta = NULL;
2446
2447         trace_qcow2_writev_start_part(qemu_coroutine_self());
2448         offset_in_cluster = offset_into_cluster(s, offset);
2449         cur_bytes = MIN(bytes, INT_MAX);
2450         if (bs->encrypted) {
2451             cur_bytes = MIN(cur_bytes,
2452                             QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_size
2453                             - offset_in_cluster);
2454         }
2455
2456         qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
2457
2458         ret = qcow2_alloc_cluster_offset(bs, offset, &cur_bytes,
2459                                          &cluster_offset, &l2meta);
2460         if (ret < 0) {
2461             goto out_locked;
2462         }
2463
2464         assert((cluster_offset & 511) == 0);
2465
2466         ret = qcow2_pre_write_overlap_check(bs, 0,
2467                                             cluster_offset + offset_in_cluster,
2468                                             cur_bytes, true);
2469         if (ret < 0) {
2470             goto out_locked;
2471         }
2472
2473         qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
2474
2475         if (!aio && cur_bytes != bytes) {
2476             aio = aio_task_pool_new(QCOW2_MAX_WORKERS);
2477         }
2478         ret = qcow2_add_task(bs, aio, qcow2_co_pwritev_task_entry, 0,
2479                              cluster_offset, offset, cur_bytes,
2480                              qiov, qiov_offset, l2meta);
2481         l2meta = NULL; /* l2meta is consumed by qcow2_co_pwritev_task() */
2482         if (ret < 0) {
2483             goto fail_nometa;
2484         }
2485
2486         bytes -= cur_bytes;
2487         offset += cur_bytes;
2488         qiov_offset += cur_bytes;
2489         trace_qcow2_writev_done_part(qemu_coroutine_self(), cur_bytes);
2490     }
2491     ret = 0;
2492
2493     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
2494
2495 out_locked:
2496     qcow2_handle_l2meta(bs, &l2meta, false);
2497
2498     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
2499
2500 fail_nometa:
2501     if (aio) {
2502         aio_task_pool_wait_all(aio);
2503         if (ret == 0) {
2504             ret = aio_task_pool_status(aio);
2505         }
2506         g_free(aio);
2507     }
2508
2509     trace_qcow2_writev_done_req(qemu_coroutine_self(), ret);
2510
2511     return ret;
2512 }
2513
2514 static int qcow2_inactivate(BlockDriverState *bs)
2515 {
2516     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2517     int ret, result = 0;
2518     Error *local_err = NULL;
2519
2520     qcow2_store_persistent_dirty_bitmaps(bs, true, &local_err);
2521     if (local_err != NULL) {
2522         result = -EINVAL;
2523         error_reportf_err(local_err, "Lost persistent bitmaps during "
2524                           "inactivation of node '%s': ",
2525                           bdrv_get_device_or_node_name(bs));
2526     }
2527
2528     ret = qcow2_cache_flush(bs, s->l2_table_cache);
2529     if (ret) {
2530         result = ret;
2531         error_report("Failed to flush the L2 table cache: %s",
2532                      strerror(-ret));
2533     }
2534
2535     ret = qcow2_cache_flush(bs, s->refcount_block_cache);
2536     if (ret) {
2537         result = ret;
2538         error_report("Failed to flush the refcount block cache: %s",
2539                      strerror(-ret));
2540     }
2541
2542     if (result == 0) {
2543         qcow2_mark_clean(bs);
2544     }
2545
2546     return result;
2547 }
2548
2549 static void qcow2_close(BlockDriverState *bs)
2550 {
2551     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2552     qemu_vfree(s->l1_table);
2553     /* else pre-write overlap checks in cache_destroy may crash */
2554     s->l1_table = NULL;
2555
2556     if (!(s->flags & BDRV_O_INACTIVE)) {
2557         qcow2_inactivate(bs);
2558     }
2559
2560     cache_clean_timer_del(bs);
2561     qcow2_cache_destroy(s->l2_table_cache);
2562     qcow2_cache_destroy(s->refcount_block_cache);
2563
2564     qcrypto_block_free(s->crypto);
2565     s->crypto = NULL;
2566
2567     g_free(s->unknown_header_fields);
2568     cleanup_unknown_header_ext(bs);
2569
2570     g_free(s->image_data_file);
2571     g_free(s->image_backing_file);
2572     g_free(s->image_backing_format);
2573
2574     if (has_data_file(bs)) {
2575         bdrv_unref_child(bs, s->data_file);
2576     }
2577
2578     qcow2_refcount_close(bs);
2579     qcow2_free_snapshots(bs);
2580 }
2581
2582 static void coroutine_fn qcow2_co_invalidate_cache(BlockDriverState *bs,
2583                                                    Error **errp)
2584 {
2585     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2586     int flags = s->flags;
2587     QCryptoBlock *crypto = NULL;
2588     QDict *options;
2589     Error *local_err = NULL;
2590     int ret;
2591
2592     /*
2593      * Backing files are read-only which makes all of their metadata immutable,
2594      * that means we don't have to worry about reopening them here.
2595      */
2596
2597     crypto = s->crypto;
2598     s->crypto = NULL;
2599
2600     qcow2_close(bs);
2601
2602     memset(s, 0, sizeof(BDRVQcow2State));
2603     options = qdict_clone_shallow(bs->options);
2604
2605     flags &= ~BDRV_O_INACTIVE;
2606     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
2607     ret = qcow2_do_open(bs, options, flags, &local_err);
2608     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
2609     qobject_unref(options);
2610     if (local_err) {
2611         error_propagate_prepend(errp, local_err,
2612                                 "Could not reopen qcow2 layer: ");
2613         bs->drv = NULL;
2614         return;
2615     } else if (ret < 0) {
2616         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not reopen qcow2 layer");
2617         bs->drv = NULL;
2618         return;
2619     }
2620
2621     s->crypto = crypto;
2622 }
2623
2624 static size_t header_ext_add(char *buf, uint32_t magic, const void *s,
2625     size_t len, size_t buflen)
2626 {
2627     QCowExtension *ext_backing_fmt = (QCowExtension*) buf;
2628     size_t ext_len = sizeof(QCowExtension) + ((len + 7) & ~7);
2629
2630     if (buflen < ext_len) {
2631         return -ENOSPC;
2632     }
2633
2634     *ext_backing_fmt = (QCowExtension) {
2635         .magic  = cpu_to_be32(magic),
2636         .len    = cpu_to_be32(len),
2637     };
2638
2639     if (len) {
2640         memcpy(buf + sizeof(QCowExtension), s, len);
2641     }
2642
2643     return ext_len;
2644 }
2645
2646 /*
2647  * Updates the qcow2 header, including the variable length parts of it, i.e.
2648  * the backing file name and all extensions. qcow2 was not designed to allow
2649  * such changes, so if we run out of space (we can only use the first cluster)
2650  * this function may fail.
2651  *
2652  * Returns 0 on success, -errno in error cases.
2653  */
2654 int qcow2_update_header(BlockDriverState *bs)
2655 {
2656     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2657     QCowHeader *header;
2658     char *buf;
2659     size_t buflen = s->cluster_size;
2660     int ret;
2661     uint64_t total_size;
2662     uint32_t refcount_table_clusters;
2663     size_t header_length;
2664     Qcow2UnknownHeaderExtension *uext;
2665
2666     buf = qemu_blockalign(bs, buflen);
2667
2668     /* Header structure */
2669     header = (QCowHeader*) buf;
2670
2671     if (buflen < sizeof(*header)) {
2672         ret = -ENOSPC;
2673         goto fail;
2674     }
2675
2676     header_length = sizeof(*header) + s->unknown_header_fields_size;
2677     total_size = bs->total_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE;
2678     refcount_table_clusters = s->refcount_table_size >> (s->cluster_bits - 3);
2679
2680     *header = (QCowHeader) {
2681         /* Version 2 fields */
2682         .magic                  = cpu_to_be32(QCOW_MAGIC),
2683         .version                = cpu_to_be32(s->qcow_version),
2684         .backing_file_offset    = 0,
2685         .backing_file_size      = 0,
2686         .cluster_bits           = cpu_to_be32(s->cluster_bits),
2687         .size                   = cpu_to_be64(total_size),
2688         .crypt_method           = cpu_to_be32(s->crypt_method_header),
2689         .l1_size                = cpu_to_be32(s->l1_size),
2690         .l1_table_offset        = cpu_to_be64(s->l1_table_offset),
2691         .refcount_table_offset  = cpu_to_be64(s->refcount_table_offset),
2692         .refcount_table_clusters = cpu_to_be32(refcount_table_clusters),
2693         .nb_snapshots           = cpu_to_be32(s->nb_snapshots),
2694         .snapshots_offset       = cpu_to_be64(s->snapshots_offset),
2695
2696         /* Version 3 fields */
2697         .incompatible_features  = cpu_to_be64(s->incompatible_features),
2698         .compatible_features    = cpu_to_be64(s->compatible_features),
2699         .autoclear_features     = cpu_to_be64(s->autoclear_features),
2700         .refcount_order         = cpu_to_be32(s->refcount_order),
2701         .header_length          = cpu_to_be32(header_length),
2702     };
2703
2704     /* For older versions, write a shorter header */
2705     switch (s->qcow_version) {
2706     case 2:
2707         ret = offsetof(QCowHeader, incompatible_features);
2708         break;
2709     case 3:
2710         ret = sizeof(*header);
2711         break;
2712     default:
2713         ret = -EINVAL;
2714         goto fail;
2715     }
2716
2717     buf += ret;
2718     buflen -= ret;
2719     memset(buf, 0, buflen);
2720
2721     /* Preserve any unknown field in the header */
2722     if (s->unknown_header_fields_size) {
2723         if (buflen < s->unknown_header_fields_size) {
2724             ret = -ENOSPC;
2725             goto fail;
2726         }
2727
2728         memcpy(buf, s->unknown_header_fields, s->unknown_header_fields_size);
2729         buf += s->unknown_header_fields_size;
2730         buflen -= s->unknown_header_fields_size;
2731     }
2732
2733     /* Backing file format header extension */
2734     if (s->image_backing_format) {
2735         ret = header_ext_add(buf, QCOW2_EXT_MAGIC_BACKING_FORMAT,
2736                              s->image_backing_format,
2737                              strlen(s->image_backing_format),
2738                              buflen);
2739         if (ret < 0) {
2740             goto fail;
2741         }
2742
2743         buf += ret;
2744         buflen -= ret;
2745     }
2746
2747     /* External data file header extension */
2748     if (has_data_file(bs) && s->image_data_file) {
2749         ret = header_ext_add(buf, QCOW2_EXT_MAGIC_DATA_FILE,
2750                              s->image_data_file, strlen(s->image_data_file),
2751                              buflen);
2752         if (ret < 0) {
2753             goto fail;
2754         }
2755
2756         buf += ret;
2757         buflen -= ret;
2758     }
2759
2760     /* Full disk encryption header pointer extension */
2761     if (s->crypto_header.offset != 0) {
2762         s->crypto_header.offset = cpu_to_be64(s->crypto_header.offset);
2763         s->crypto_header.length = cpu_to_be64(s->crypto_header.length);
2764         ret = header_ext_add(buf, QCOW2_EXT_MAGIC_CRYPTO_HEADER,
2765                              &s->crypto_header, sizeof(s->crypto_header),
2766                              buflen);
2767         s->crypto_header.offset = be64_to_cpu(s->crypto_header.offset);
2768         s->crypto_header.length = be64_to_cpu(s->crypto_header.length);
2769         if (ret < 0) {
2770             goto fail;
2771         }
2772         buf += ret;
2773         buflen -= ret;
2774     }
2775
2776     /* Feature table */
2777     if (s->qcow_version >= 3) {
2778         Qcow2Feature features[] = {
2779             {
2780                 .type = QCOW2_FEAT_TYPE_INCOMPATIBLE,
2781                 .bit  = QCOW2_INCOMPAT_DIRTY_BITNR,
2782                 .name = "dirty bit",
2783             },
2784             {
2785                 .type = QCOW2_FEAT_TYPE_INCOMPATIBLE,
2786                 .bit  = QCOW2_INCOMPAT_CORRUPT_BITNR,
2787                 .name = "corrupt bit",
2788             },
2789             {
2790                 .type = QCOW2_FEAT_TYPE_INCOMPATIBLE,
2791                 .bit  = QCOW2_INCOMPAT_DATA_FILE_BITNR,
2792                 .name = "external data file",
2793             },
2794             {
2795                 .type = QCOW2_FEAT_TYPE_COMPATIBLE,
2796                 .bit  = QCOW2_COMPAT_LAZY_REFCOUNTS_BITNR,
2797                 .name = "lazy refcounts",
2798             },
2799         };
2800
2801         ret = header_ext_add(buf, QCOW2_EXT_MAGIC_FEATURE_TABLE,
2802                              features, sizeof(features), buflen);
2803         if (ret < 0) {
2804             goto fail;
2805         }
2806         buf += ret;
2807         buflen -= ret;
2808     }
2809
2810     /* Bitmap extension */
2811     if (s->nb_bitmaps > 0) {
2812         Qcow2BitmapHeaderExt bitmaps_header = {
2813             .nb_bitmaps = cpu_to_be32(s->nb_bitmaps),
2814             .bitmap_directory_size =
2815                     cpu_to_be64(s->bitmap_directory_size),
2816             .bitmap_directory_offset =
2817                     cpu_to_be64(s->bitmap_directory_offset)
2818         };
2819         ret = header_ext_add(buf, QCOW2_EXT_MAGIC_BITMAPS,
2820                              &bitmaps_header, sizeof(bitmaps_header),
2821                              buflen);
2822         if (ret < 0) {
2823             goto fail;
2824         }
2825         buf += ret;
2826         buflen -= ret;
2827     }
2828
2829     /* Keep unknown header extensions */
2830     QLIST_FOREACH(uext, &s->unknown_header_ext, next) {
2831         ret = header_ext_add(buf, uext->magic, uext->data, uext->len, buflen);
2832         if (ret < 0) {
2833             goto fail;
2834         }
2835
2836         buf += ret;
2837         buflen -= ret;
2838     }
2839
2840     /* End of header extensions */
2841     ret = header_ext_add(buf, QCOW2_EXT_MAGIC_END, NULL, 0, buflen);
2842     if (ret < 0) {
2843         goto fail;
2844     }
2845
2846     buf += ret;
2847     buflen -= ret;
2848
2849     /* Backing file name */
2850     if (s->image_backing_file) {
2851         size_t backing_file_len = strlen(s->image_backing_file);
2852
2853         if (buflen < backing_file_len) {
2854             ret = -ENOSPC;
2855             goto fail;
2856         }
2857
2858         /* Using strncpy is ok here, since buf is not NUL-terminated. */
2859         strncpy(buf, s->image_backing_file, buflen);
2860
2861         header->backing_file_offset = cpu_to_be64(buf - ((char*) header));
2862         header->backing_file_size   = cpu_to_be32(backing_file_len);
2863     }
2864
2865     /* Write the new header */
2866     ret = bdrv_pwrite(bs->file, 0, header, s->cluster_size);
2867     if (ret < 0) {
2868         goto fail;
2869     }
2870
2871     ret = 0;
2872 fail:
2873     qemu_vfree(header);
2874     return ret;
2875 }
2876
2877 static int qcow2_change_backing_file(BlockDriverState *bs,
2878     const char *backing_file, const char *backing_fmt)
2879 {
2880     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2881
2882     /* Adding a backing file means that the external data file alone won't be
2883      * enough to make sense of the content */
2884     if (backing_file && data_file_is_raw(bs)) {
2885         return -EINVAL;
2886     }
2887
2888     if (backing_file && strlen(backing_file) > 1023) {
2889         return -EINVAL;
2890     }
2891
2892     pstrcpy(bs->auto_backing_file, sizeof(bs->auto_backing_file),
2893             backing_file ?: "");
2894     pstrcpy(bs->backing_file, sizeof(bs->backing_file), backing_file ?: "");
2895     pstrcpy(bs->backing_format, sizeof(bs->backing_format), backing_fmt ?: "");
2896
2897     g_free(s->image_backing_file);
2898     g_free(s->image_backing_format);
2899
2900     s->image_backing_file = backing_file ? g_strdup(bs->backing_file) : NULL;
2901     s->image_backing_format = backing_fmt ? g_strdup(bs->backing_format) : NULL;
2902
2903     return qcow2_update_header(bs);
2904 }
2905
2906 static int qcow2_crypt_method_from_format(const char *encryptfmt)
2907 {
2908     if (g_str_equal(encryptfmt, "luks")) {
2909         return QCOW_CRYPT_LUKS;
2910     } else if (g_str_equal(encryptfmt, "aes")) {
2911         return QCOW_CRYPT_AES;
2912     } else {
2913         return -EINVAL;
2914     }
2915 }
2916
2917 static int qcow2_set_up_encryption(BlockDriverState *bs,
2918                                    QCryptoBlockCreateOptions *cryptoopts,
2919                                    Error **errp)
2920 {
2921     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2922     QCryptoBlock *crypto = NULL;
2923     int fmt, ret;
2924
2925     switch (cryptoopts->format) {
2926     case Q_CRYPTO_BLOCK_FORMAT_LUKS:
2927         fmt = QCOW_CRYPT_LUKS;
2928         break;
2929     case Q_CRYPTO_BLOCK_FORMAT_QCOW:
2930         fmt = QCOW_CRYPT_AES;
2931         break;
2932     default:
2933         error_setg(errp, "Crypto format not supported in qcow2");
2934         return -EINVAL;
2935     }
2936
2937     s->crypt_method_header = fmt;
2938
2939     crypto = qcrypto_block_create(cryptoopts, "encrypt.",
2940                                   qcow2_crypto_hdr_init_func,
2941                                   qcow2_crypto_hdr_write_func,
2942                                   bs, errp);
2943     if (!crypto) {
2944         return -EINVAL;
2945     }
2946
2947     ret = qcow2_update_header(bs);
2948     if (ret < 0) {
2949         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not write encryption header");
2950         goto out;
2951     }
2952
2953     ret = 0;
2954  out:
2955     qcrypto_block_free(crypto);
2956     return ret;
2957 }
2958
2959 /**
2960  * Preallocates metadata structures for data clusters between @offset (in the
2961  * guest disk) and @new_length (which is thus generally the new guest disk
2962  * size).
2963  *
2964  * Returns: 0 on success, -errno on failure.
2965  */
2966 static int coroutine_fn preallocate_co(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
2967                                        uint64_t new_length, PreallocMode mode,
2968                                        Error **errp)
2969 {
2970     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
2971     uint64_t bytes;
2972     uint64_t host_offset = 0;
2973     int64_t file_length;
2974     unsigned int cur_bytes;
2975     int ret;
2976     QCowL2Meta *meta;
2977
2978     assert(offset <= new_length);
2979     bytes = new_length - offset;
2980
2981     while (bytes) {
2982         cur_bytes = MIN(bytes, QEMU_ALIGN_DOWN(INT_MAX, s->cluster_size));
2983         ret = qcow2_alloc_cluster_offset(bs, offset, &cur_bytes,
2984                                          &host_offset, &meta);
2985         if (ret < 0) {
2986             error_setg_errno(errp, -ret, "Allocating clusters failed");
2987             return ret;
2988         }
2989
2990         while (meta) {
2991             QCowL2Meta *next = meta->next;
2992
2993             ret = qcow2_alloc_cluster_link_l2(bs, meta);
2994             if (ret < 0) {
2995                 error_setg_errno(errp, -ret, "Mapping clusters failed");
2996                 qcow2_free_any_clusters(bs, meta->alloc_offset,
2997                                         meta->nb_clusters, QCOW2_DISCARD_NEVER);
2998                 return ret;
2999             }
3000
3001             /* There are no dependent requests, but we need to remove our
3002              * request from the list of in-flight requests */
3003             QLIST_REMOVE(meta, next_in_flight);
3004
3005             g_free(meta);
3006             meta = next;
3007         }
3008
3009         /* TODO Preallocate data if requested */
3010
3011         bytes -= cur_bytes;
3012         offset += cur_bytes;
3013     }
3014
3015     /*
3016      * It is expected that the image file is large enough to actually contain
3017      * all of the allocated clusters (otherwise we get failing reads after
3018      * EOF). Extend the image to the last allocated sector.
3019      */
3020     file_length = bdrv_getlength(s->data_file->bs);
3021     if (file_length < 0) {
3022         error_setg_errno(errp, -file_length, "Could not get file size");
3023         return file_length;
3024     }
3025
3026     if (host_offset + cur_bytes > file_length) {
3027         if (mode == PREALLOC_MODE_METADATA) {
3028             mode = PREALLOC_MODE_OFF;
3029         }
3030         ret = bdrv_co_truncate(s->data_file, host_offset + cur_bytes, mode,
3031                                errp);
3032         if (ret < 0) {
3033             return ret;
3034         }
3035     }
3036
3037     return 0;
3038 }
3039
3040 /* qcow2_refcount_metadata_size:
3041  * @clusters: number of clusters to refcount (including data and L1/L2 tables)
3042  * @cluster_size: size of a cluster, in bytes
3043  * @refcount_order: refcount bits power-of-2 exponent
3044  * @generous_increase: allow for the refcount table to be 1.5x as large as it
3045  *                     needs to be
3046  *
3047  * Returns: Number of bytes required for refcount blocks and table metadata.
3048  */
3049 int64_t qcow2_refcount_metadata_size(int64_t clusters, size_t cluster_size,
3050                                      int refcount_order, bool generous_increase,
3051                                      uint64_t *refblock_count)
3052 {
3053     /*
3054      * Every host cluster is reference-counted, including metadata (even
3055      * refcount metadata is recursively included).
3056      *
3057      * An accurate formula for the size of refcount metadata size is difficult
3058      * to derive.  An easier method of calculation is finding the fixed point
3059      * where no further refcount blocks or table clusters are required to
3060      * reference count every cluster.
3061      */
3062     int64_t blocks_per_table_cluster = cluster_size / sizeof(uint64_t);
3063     int64_t refcounts_per_block = cluster_size * 8 / (1 << refcount_order);
3064     int64_t table = 0;  /* number of refcount table clusters */
3065     int64_t blocks = 0; /* number of refcount block clusters */
3066     int64_t last;
3067     int64_t n = 0;
3068
3069     do {
3070         last = n;
3071         blocks = DIV_ROUND_UP(clusters + table + blocks, refcounts_per_block);
3072         table = DIV_ROUND_UP(blocks, blocks_per_table_cluster);
3073         n = clusters + blocks + table;
3074
3075         if (n == last && generous_increase) {
3076             clusters += DIV_ROUND_UP(table, 2);
3077             n = 0; /* force another loop */
3078             generous_increase = false;
3079         }
3080     } while (n != last);
3081
3082     if (refblock_count) {
3083         *refblock_count = blocks;
3084     }
3085
3086     return (blocks + table) * cluster_size;
3087 }
3088
3089 /**
3090  * qcow2_calc_prealloc_size:
3091  * @total_size: virtual disk size in bytes
3092  * @cluster_size: cluster size in bytes
3093  * @refcount_order: refcount bits power-of-2 exponent
3094  *
3095  * Returns: Total number of bytes required for the fully allocated image
3096  * (including metadata).
3097  */
3098 static int64_t qcow2_calc_prealloc_size(int64_t total_size,
3099                                         size_t cluster_size,
3100                                         int refcount_order)
3101 {
3102     int64_t meta_size = 0;
3103     uint64_t nl1e, nl2e;
3104     int64_t aligned_total_size = ROUND_UP(total_size, cluster_size);
3105
3106     /* header: 1 cluster */
3107     meta_size += cluster_size;
3108
3109     /* total size of L2 tables */
3110     nl2e = aligned_total_size / cluster_size;
3111     nl2e = ROUND_UP(nl2e, cluster_size / sizeof(uint64_t));
3112     meta_size += nl2e * sizeof(uint64_t);
3113
3114     /* total size of L1 tables */
3115     nl1e = nl2e * sizeof(uint64_t) / cluster_size;
3116     nl1e = ROUND_UP(nl1e, cluster_size / sizeof(uint64_t));
3117     meta_size += nl1e * sizeof(uint64_t);
3118
3119     /* total size of refcount table and blocks */
3120     meta_size += qcow2_refcount_metadata_size(
3121             (meta_size + aligned_total_size) / cluster_size,
3122             cluster_size, refcount_order, false, NULL);
3123
3124     return meta_size + aligned_total_size;
3125 }
3126
3127 static bool validate_cluster_size(size_t cluster_size, Error **errp)
3128 {
3129     int cluster_bits = ctz32(cluster_size);
3130     if (cluster_bits < MIN_CLUSTER_BITS || cluster_bits > MAX_CLUSTER_BITS ||
3131         (1 << cluster_bits) != cluster_size)
3132     {
3133         error_setg(errp, "Cluster size must be a power of two between %d and "
3134                    "%dk", 1 << MIN_CLUSTER_BITS, 1 << (MAX_CLUSTER_BITS - 10));
3135         return false;
3136     }
3137     return true;
3138 }
3139
3140 static size_t qcow2_opt_get_cluster_size_del(QemuOpts *opts, Error **errp)
3141 {
3142     size_t cluster_size;
3143
3144     cluster_size = qemu_opt_get_size_del(opts, BLOCK_OPT_CLUSTER_SIZE,
3145                                          DEFAULT_CLUSTER_SIZE);
3146     if (!validate_cluster_size(cluster_size, errp)) {
3147         return 0;
3148     }
3149     return cluster_size;
3150 }
3151
3152 static int qcow2_opt_get_version_del(QemuOpts *opts, Error **errp)
3153 {
3154     char *buf;
3155     int ret;
3156
3157     buf = qemu_opt_get_del(opts, BLOCK_OPT_COMPAT_LEVEL);
3158     if (!buf) {
3159         ret = 3; /* default */
3160     } else if (!strcmp(buf, "0.10")) {
3161         ret = 2;
3162     } else if (!strcmp(buf, "1.1")) {
3163         ret = 3;
3164     } else {
3165         error_setg(errp, "Invalid compatibility level: '%s'", buf);
3166         ret = -EINVAL;
3167     }
3168     g_free(buf);
3169     return ret;
3170 }
3171
3172 static uint64_t qcow2_opt_get_refcount_bits_del(QemuOpts *opts, int version,
3173                                                 Error **errp)
3174 {
3175     uint64_t refcount_bits;
3176
3177     refcount_bits = qemu_opt_get_number_del(opts, BLOCK_OPT_REFCOUNT_BITS, 16);
3178     if (refcount_bits > 64 || !is_power_of_2(refcount_bits)) {
3179         error_setg(errp, "Refcount width must be a power of two and may not "
3180                    "exceed 64 bits");
3181         return 0;
3182     }
3183
3184     if (version < 3 && refcount_bits != 16) {
3185         error_setg(errp, "Different refcount widths than 16 bits require "
3186                    "compatibility level 1.1 or above (use compat=1.1 or "
3187                    "greater)");
3188         return 0;
3189     }
3190
3191     return refcount_bits;
3192 }
3193
3194 static int coroutine_fn
3195 qcow2_co_create(BlockdevCreateOptions *create_options, Error **errp)
3196 {
3197     BlockdevCreateOptionsQcow2 *qcow2_opts;
3198     QDict *options;
3199
3200     /*
3201      * Open the image file and write a minimal qcow2 header.
3202      *
3203      * We keep things simple and start with a zero-sized image. We also
3204      * do without refcount blocks or a L1 table for now. We'll fix the
3205      * inconsistency later.
3206      *
3207      * We do need a refcount table because growing the refcount table means
3208      * allocating two new refcount blocks - the seconds of which would be at
3209      * 2 GB for 64k clusters, and we don't want to have a 2 GB initial file
3210      * size for any qcow2 image.
3211      */
3212     BlockBackend *blk = NULL;
3213     BlockDriverState *bs = NULL;
3214     BlockDriverState *data_bs = NULL;
3215     QCowHeader *header;
3216     size_t cluster_size;
3217     int version;
3218     int refcount_order;
3219     uint64_t* refcount_table;
3220     Error *local_err = NULL;
3221     int ret;
3222
3223     assert(create_options->driver == BLOCKDEV_DRIVER_QCOW2);
3224     qcow2_opts = &create_options->u.qcow2;
3225
3226     bs = bdrv_open_blockdev_ref(qcow2_opts->file, errp);
3227     if (bs == NULL) {
3228         return -EIO;
3229     }
3230
3231     /* Validate options and set default values */
3232     if (!QEMU_IS_ALIGNED(qcow2_opts->size, BDRV_SECTOR_SIZE)) {
3233         error_setg(errp, "Image size must be a multiple of 512 bytes");
3234         ret = -EINVAL;
3235         goto out;
3236     }
3237
3238     if (qcow2_opts->has_version) {
3239         switch (qcow2_opts->version) {
3240         case BLOCKDEV_QCOW2_VERSION_V2:
3241             version = 2;
3242             break;
3243         case BLOCKDEV_QCOW2_VERSION_V3:
3244             version = 3;
3245             break;
3246         default:
3247             g_assert_not_reached();
3248         }
3249     } else {
3250         version = 3;
3251     }
3252
3253     if (qcow2_opts->has_cluster_size) {
3254         cluster_size = qcow2_opts->cluster_size;
3255     } else {
3256         cluster_size = DEFAULT_CLUSTER_SIZE;
3257     }
3258
3259     if (!validate_cluster_size(cluster_size, errp)) {
3260         ret = -EINVAL;
3261         goto out;
3262     }
3263
3264     if (!qcow2_opts->has_preallocation) {
3265         qcow2_opts->preallocation = PREALLOC_MODE_OFF;
3266     }
3267     if (qcow2_opts->has_backing_file &&
3268         qcow2_opts->preallocation != PREALLOC_MODE_OFF)
3269     {
3270         error_setg(errp, "Backing file and preallocation cannot be used at "
3271                    "the same time");
3272         ret = -EINVAL;
3273         goto out;
3274     }
3275     if (qcow2_opts->has_backing_fmt && !qcow2_opts->has_backing_file) {
3276         error_setg(errp, "Backing format cannot be used without backing file");
3277         ret = -EINVAL;
3278         goto out;
3279     }
3280
3281     if (!qcow2_opts->has_lazy_refcounts) {
3282         qcow2_opts->lazy_refcounts = false;
3283     }
3284     if (version < 3 && qcow2_opts->lazy_refcounts) {
3285         error_setg(errp, "Lazy refcounts only supported with compatibility "
3286                    "level 1.1 and above (use version=v3 or greater)");
3287         ret = -EINVAL;
3288         goto out;
3289     }
3290
3291     if (!qcow2_opts->has_refcount_bits) {
3292         qcow2_opts->refcount_bits = 16;
3293     }
3294     if (qcow2_opts->refcount_bits > 64 ||
3295         !is_power_of_2(qcow2_opts->refcount_bits))
3296     {
3297         error_setg(errp, "Refcount width must be a power of two and may not "
3298                    "exceed 64 bits");
3299         ret = -EINVAL;
3300         goto out;
3301     }
3302     if (version < 3 && qcow2_opts->refcount_bits != 16) {
3303         error_setg(errp, "Different refcount widths than 16 bits require "
3304                    "compatibility level 1.1 or above (use version=v3 or "
3305                    "greater)");
3306         ret = -EINVAL;
3307         goto out;
3308     }
3309     refcount_order = ctz32(qcow2_opts->refcount_bits);
3310
3311     if (qcow2_opts->data_file_raw && !qcow2_opts->data_file) {
3312         error_setg(errp, "data-file-raw requires data-file");
3313         ret = -EINVAL;
3314         goto out;
3315     }
3316     if (qcow2_opts->data_file_raw && qcow2_opts->has_backing_file) {
3317         error_setg(errp, "Backing file and data-file-raw cannot be used at "
3318                    "the same time");
3319         ret = -EINVAL;
3320         goto out;
3321     }
3322
3323     if (qcow2_opts->data_file) {
3324         if (version < 3) {
3325             error_setg(errp, "External data files are only supported with "
3326                        "compatibility level 1.1 and above (use version=v3 or "
3327                        "greater)");
3328             ret = -EINVAL;
3329             goto out;
3330         }
3331         data_bs = bdrv_open_blockdev_ref(qcow2_opts->data_file, errp);
3332         if (data_bs == NULL) {
3333             ret = -EIO;
3334             goto out;
3335         }
3336     }
3337
3338     /* Create BlockBackend to write to the image */
3339     blk = blk_new(bdrv_get_aio_context(bs),
3340                   BLK_PERM_WRITE | BLK_PERM_RESIZE, BLK_PERM_ALL);
3341     ret = blk_insert_bs(blk, bs, errp);
3342     if (ret < 0) {
3343         goto out;
3344     }
3345     blk_set_allow_write_beyond_eof(blk, true);
3346
3347     /* Clear the protocol layer and preallocate it if necessary */
3348     ret = blk_truncate(blk, 0, PREALLOC_MODE_OFF, errp);
3349     if (ret < 0) {
3350         goto out;
3351     }
3352
3353     /* Write the header */
3354     QEMU_BUILD_BUG_ON((1 << MIN_CLUSTER_BITS) < sizeof(*header));
3355     header = g_malloc0(cluster_size);
3356     *header = (QCowHeader) {
3357         .magic                      = cpu_to_be32(QCOW_MAGIC),
3358         .version                    = cpu_to_be32(version),
3359         .cluster_bits               = cpu_to_be32(ctz32(cluster_size)),
3360         .size                       = cpu_to_be64(0),
3361         .l1_table_offset            = cpu_to_be64(0),
3362         .l1_size                    = cpu_to_be32(0),
3363         .refcount_table_offset      = cpu_to_be64(cluster_size),
3364         .refcount_table_clusters    = cpu_to_be32(1),
3365         .refcount_order             = cpu_to_be32(refcount_order),
3366         .header_length              = cpu_to_be32(sizeof(*header)),
3367     };
3368
3369     /* We'll update this to correct value later */
3370     header->crypt_method = cpu_to_be32(QCOW_CRYPT_NONE);
3371
3372     if (qcow2_opts->lazy_refcounts) {
3373         header->compatible_features |=
3374             cpu_to_be64(QCOW2_COMPAT_LAZY_REFCOUNTS);
3375     }
3376     if (data_bs) {
3377         header->incompatible_features |=
3378             cpu_to_be64(QCOW2_INCOMPAT_DATA_FILE);
3379     }
3380     if (qcow2_opts->data_file_raw) {
3381         header->autoclear_features |=
3382             cpu_to_be64(QCOW2_AUTOCLEAR_DATA_FILE_RAW);
3383     }
3384
3385     ret = blk_pwrite(blk, 0, header, cluster_size, 0);
3386     g_free(header);
3387     if (ret < 0) {
3388         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not write qcow2 header");
3389         goto out;
3390     }
3391
3392     /* Write a refcount table with one refcount block */
3393     refcount_table = g_malloc0(2 * cluster_size);
3394     refcount_table[0] = cpu_to_be64(2 * cluster_size);
3395     ret = blk_pwrite(blk, cluster_size, refcount_table, 2 * cluster_size, 0);
3396     g_free(refcount_table);
3397
3398     if (ret < 0) {
3399         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not write refcount table");
3400         goto out;
3401     }
3402
3403     blk_unref(blk);
3404     blk = NULL;
3405
3406     /*
3407      * And now open the image and make it consistent first (i.e. increase the
3408      * refcount of the cluster that is occupied by the header and the refcount
3409      * table)
3410      */
3411     options = qdict_new();
3412     qdict_put_str(options, "driver", "qcow2");
3413     qdict_put_str(options, "file", bs->node_name);
3414     if (data_bs) {
3415         qdict_put_str(options, "data-file", data_bs->node_name);
3416     }
3417     blk = blk_new_open(NULL, NULL, options,
3418                        BDRV_O_RDWR | BDRV_O_RESIZE | BDRV_O_NO_FLUSH,
3419                        &local_err);
3420     if (blk == NULL) {
3421         error_propagate(errp, local_err);
3422         ret = -EIO;
3423         goto out;
3424     }
3425
3426     ret = qcow2_alloc_clusters(blk_bs(blk), 3 * cluster_size);
3427     if (ret < 0) {
3428         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not allocate clusters for qcow2 "
3429                          "header and refcount table");
3430         goto out;
3431
3432     } else if (ret != 0) {
3433         error_report("Huh, first cluster in empty image is already in use?");
3434         abort();
3435     }
3436
3437     /* Set the external data file if necessary */
3438     if (data_bs) {
3439         BDRVQcow2State *s = blk_bs(blk)->opaque;
3440         s->image_data_file = g_strdup(data_bs->filename);
3441     }
3442
3443     /* Create a full header (including things like feature table) */
3444     ret = qcow2_update_header(blk_bs(blk));
3445     if (ret < 0) {
3446         error_setg_errno(errp, -ret, "Could not update qcow2 header");
3447         goto out;
3448     }
3449
3450     /* Okay, now that we have a valid image, let's give it the right size */
3451     ret = blk_truncate(blk, qcow2_opts->size, qcow2_opts->preallocation, errp);
3452     if (ret < 0) {
3453         error_prepend(errp, "Could not resize image: ");
3454         goto out;
3455     }
3456
3457     /* Want a backing file? There you go.*/
3458     if (qcow2_opts->has_backing_file) {
3459         const char *backing_format = NULL;
3460
3461         if (qcow2_opts->has_backing_fmt) {
3462             backing_format = BlockdevDriver_str(qcow2_opts->backing_fmt);
3463         }
3464
3465         ret = bdrv_change_backing_file(blk_bs(blk), qcow2_opts->backing_file,
3466                                        backing_format);
3467         if (ret < 0) {
3468             error_setg_errno(errp, -ret, "Could not assign backing file '%s' "
3469                              "with format '%s'", qcow2_opts->backing_file,
3470                              backing_format);
3471             goto out;
3472         }
3473     }
3474
3475     /* Want encryption? There you go. */
3476     if (qcow2_opts->has_encrypt) {
3477         ret = qcow2_set_up_encryption(blk_bs(blk), qcow2_opts->encrypt, errp);
3478         if (ret < 0) {
3479             goto out;
3480         }
3481     }
3482
3483     blk_unref(blk);
3484     blk = NULL;
3485
3486     /* Reopen the image without BDRV_O_NO_FLUSH to flush it before returning.
3487      * Using BDRV_O_NO_IO, since encryption is now setup we don't want to
3488      * have to setup decryption context. We're not doing any I/O on the top
3489      * level BlockDriverState, only lower layers, where BDRV_O_NO_IO does
3490      * not have effect.
3491      */
3492     options = qdict_new();
3493     qdict_put_str(options, "driver", "qcow2");
3494     qdict_put_str(options, "file", bs->node_name);
3495     if (data_bs) {
3496         qdict_put_str(options, "data-file", data_bs->node_name);
3497     }
3498     blk = blk_new_open(NULL, NULL, options,
3499                        BDRV_O_RDWR | BDRV_O_NO_BACKING | BDRV_O_NO_IO,
3500                        &local_err);
3501     if (blk == NULL) {
3502         error_propagate(errp, local_err);
3503         ret = -EIO;
3504         goto out;
3505     }
3506
3507     ret = 0;
3508 out:
3509     blk_unref(blk);
3510     bdrv_unref(bs);
3511     bdrv_unref(data_bs);
3512     return ret;
3513 }
3514
3515 static int coroutine_fn qcow2_co_create_opts(const char *filename, QemuOpts *opts,
3516                                              Error **errp)
3517 {
3518     BlockdevCreateOptions *create_options = NULL;
3519     QDict *qdict;
3520     Visitor *v;
3521     BlockDriverState *bs = NULL;
3522     BlockDriverState *data_bs = NULL;
3523     Error *local_err = NULL;
3524     const char *val;
3525     int ret;
3526
3527     /* Only the keyval visitor supports the dotted syntax needed for
3528      * encryption, so go through a QDict before getting a QAPI type. Ignore
3529      * options meant for the protocol layer so that the visitor doesn't
3530      * complain. */
3531     qdict = qemu_opts_to_qdict_filtered(opts, NULL, bdrv_qcow2.create_opts,
3532                                         true);
3533
3534     /* Handle encryption options */
3535     val = qdict_get_try_str(qdict, BLOCK_OPT_ENCRYPT);
3536     if (val && !strcmp(val, "on")) {
3537         qdict_put_str(qdict, BLOCK_OPT_ENCRYPT, "qcow");
3538     } else if (val && !strcmp(val, "off")) {
3539         qdict_del(qdict, BLOCK_OPT_ENCRYPT);
3540     }
3541
3542     val = qdict_get_try_str(qdict, BLOCK_OPT_ENCRYPT_FORMAT);
3543     if (val && !strcmp(val, "aes")) {
3544         qdict_put_str(qdict, BLOCK_OPT_ENCRYPT_FORMAT, "qcow");
3545     }
3546
3547     /* Convert compat=0.10/1.1 into compat=v2/v3, to be renamed into
3548      * version=v2/v3 below. */
3549     val = qdict_get_try_str(qdict, BLOCK_OPT_COMPAT_LEVEL);
3550     if (val && !strcmp(val, "0.10")) {
3551         qdict_put_str(qdict, BLOCK_OPT_COMPAT_LEVEL, "v2");
3552     } else if (val && !strcmp(val, "1.1")) {
3553         qdict_put_str(qdict, BLOCK_OPT_COMPAT_LEVEL, "v3");
3554     }
3555
3556     /* Change legacy command line options into QMP ones */
3557     static const QDictRenames opt_renames[] = {
3558         { BLOCK_OPT_BACKING_FILE,       "backing-file" },
3559         { BLOCK_OPT_BACKING_FMT,        "backing-fmt" },
3560         { BLOCK_OPT_CLUSTER_SIZE,       "cluster-size" },
3561         { BLOCK_OPT_LAZY_REFCOUNTS,     "lazy-refcounts" },
3562         { BLOCK_OPT_REFCOUNT_BITS,      "refcount-bits" },
3563         { BLOCK_OPT_ENCRYPT,            BLOCK_OPT_ENCRYPT_FORMAT },
3564         { BLOCK_OPT_COMPAT_LEVEL,       "version" },
3565         { BLOCK_OPT_DATA_FILE_RAW,      "data-file-raw" },
3566         { NULL, NULL },
3567     };
3568
3569     if (!qdict_rename_keys(qdict, opt_renames, errp)) {
3570         ret = -EINVAL;
3571         goto finish;
3572     }
3573
3574     /* Create and open the file (protocol layer) */
3575     ret = bdrv_create_file(filename, opts, errp);
3576     if (ret < 0) {
3577         goto finish;
3578     }
3579
3580     bs = bdrv_open(filename, NULL, NULL,
3581                    BDRV_O_RDWR | BDRV_O_RESIZE | BDRV_O_PROTOCOL, errp);
3582     if (bs == NULL) {
3583         ret = -EIO;
3584         goto finish;
3585     }
3586
3587     /* Create and open an external data file (protocol layer) */
3588     val = qdict_get_try_str(qdict, BLOCK_OPT_DATA_FILE);
3589     if (val) {
3590         ret = bdrv_create_file(val, opts, errp);
3591         if (ret < 0) {
3592             goto finish;
3593         }
3594
3595         data_bs = bdrv_open(val, NULL, NULL,
3596                             BDRV_O_RDWR | BDRV_O_RESIZE | BDRV_O_PROTOCOL,
3597                             errp);
3598         if (data_bs == NULL) {
3599             ret = -EIO;
3600             goto finish;
3601         }
3602
3603         qdict_del(qdict, BLOCK_OPT_DATA_FILE);
3604         qdict_put_str(qdict, "data-file", data_bs->node_name);
3605     }
3606
3607     /* Set 'driver' and 'node' options */
3608     qdict_put_str(qdict, "driver", "qcow2");
3609     qdict_put_str(qdict, "file", bs->node_name);
3610
3611     /* Now get the QAPI type BlockdevCreateOptions */
3612     v = qobject_input_visitor_new_flat_confused(qdict, errp);
3613     if (!v) {
3614         ret = -EINVAL;
3615         goto finish;
3616     }
3617
3618     visit_type_BlockdevCreateOptions(v, NULL, &create_options, &local_err);
3619     visit_free(v);
3620
3621     if (local_err) {
3622         error_propagate(errp, local_err);
3623         ret = -EINVAL;
3624         goto finish;
3625     }
3626
3627     /* Silently round up size */
3628     create_options->u.qcow2.size = ROUND_UP(create_options->u.qcow2.size,
3629                                             BDRV_SECTOR_SIZE);
3630
3631     /* Create the qcow2 image (format layer) */
3632     ret = qcow2_co_create(create_options, errp);
3633     if (ret < 0) {
3634         goto finish;
3635     }
3636
3637     ret = 0;
3638 finish:
3639     qobject_unref(qdict);
3640     bdrv_unref(bs);
3641     bdrv_unref(data_bs);
3642     qapi_free_BlockdevCreateOptions(create_options);
3643     return ret;
3644 }
3645
3646
3647 static bool is_zero(BlockDriverState *bs, int64_t offset, int64_t bytes)
3648 {
3649     int64_t nr;
3650     int res;
3651
3652     /* Clamp to image length, before checking status of underlying sectors */
3653     if (offset + bytes > bs->total_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE) {
3654         bytes = bs->total_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE - offset;
3655     }
3656
3657     if (!bytes) {
3658         return true;
3659     }
3660     res = bdrv_block_status_above(bs, NULL, offset, bytes, &nr, NULL, NULL);
3661     return res >= 0 && (res & BDRV_BLOCK_ZERO) && nr == bytes;
3662 }
3663
3664 static coroutine_fn int qcow2_co_pwrite_zeroes(BlockDriverState *bs,
3665     int64_t offset, int bytes, BdrvRequestFlags flags)
3666 {
3667     int ret;
3668     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
3669
3670     uint32_t head = offset % s->cluster_size;
3671     uint32_t tail = (offset + bytes) % s->cluster_size;
3672
3673     trace_qcow2_pwrite_zeroes_start_req(qemu_coroutine_self(), offset, bytes);
3674     if (offset + bytes == bs->total_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE) {
3675         tail = 0;
3676     }
3677
3678     if (head || tail) {
3679         uint64_t off;
3680         unsigned int nr;
3681
3682         assert(head + bytes <= s->cluster_size);
3683
3684         /* check whether remainder of cluster already reads as zero */
3685         if (!(is_zero(bs, offset - head, head) &&
3686               is_zero(bs, offset + bytes,
3687                       tail ? s->cluster_size - tail : 0))) {
3688             return -ENOTSUP;
3689         }
3690
3691         qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
3692         /* We can have new write after previous check */
3693         offset = QEMU_ALIGN_DOWN(offset, s->cluster_size);
3694         bytes = s->cluster_size;
3695         nr = s->cluster_size;
3696         ret = qcow2_get_cluster_offset(bs, offset, &nr, &off);
3697         if (ret != QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED &&
3698             ret != QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN &&
3699             ret != QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC) {
3700             qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
3701             return -ENOTSUP;
3702         }
3703     } else {
3704         qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
3705     }
3706
3707     trace_qcow2_pwrite_zeroes(qemu_coroutine_self(), offset, bytes);
3708
3709     /* Whatever is left can use real zero clusters */
3710     ret = qcow2_cluster_zeroize(bs, offset, bytes, flags);
3711     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
3712
3713     return ret;
3714 }
3715
3716 static coroutine_fn int qcow2_co_pdiscard(BlockDriverState *bs,
3717                                           int64_t offset, int bytes)
3718 {
3719     int ret;
3720     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
3721
3722     if (!QEMU_IS_ALIGNED(offset | bytes, s->cluster_size)) {
3723         assert(bytes < s->cluster_size);
3724         /* Ignore partial clusters, except for the special case of the
3725          * complete partial cluster at the end of an unaligned file */
3726         if (!QEMU_IS_ALIGNED(offset, s->cluster_size) ||
3727             offset + bytes != bs->total_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE) {
3728             return -ENOTSUP;
3729         }
3730     }
3731
3732     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
3733     ret = qcow2_cluster_discard(bs, offset, bytes, QCOW2_DISCARD_REQUEST,
3734                                 false);
3735     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
3736     return ret;
3737 }
3738
3739 static int coroutine_fn
3740 qcow2_co_copy_range_from(BlockDriverState *bs,
3741                          BdrvChild *src, uint64_t src_offset,
3742                          BdrvChild *dst, uint64_t dst_offset,
3743                          uint64_t bytes, BdrvRequestFlags read_flags,
3744                          BdrvRequestFlags write_flags)
3745 {
3746     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
3747     int ret;
3748     unsigned int cur_bytes; /* number of bytes in current iteration */
3749     BdrvChild *child = NULL;
3750     BdrvRequestFlags cur_write_flags;
3751
3752     assert(!bs->encrypted);
3753     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
3754
3755     while (bytes != 0) {
3756         uint64_t copy_offset = 0;
3757         /* prepare next request */
3758         cur_bytes = MIN(bytes, INT_MAX);
3759         cur_write_flags = write_flags;
3760
3761         ret = qcow2_get_cluster_offset(bs, src_offset, &cur_bytes, &copy_offset);
3762         if (ret < 0) {
3763             goto out;
3764         }
3765
3766         switch (ret) {
3767         case QCOW2_CLUSTER_UNALLOCATED:
3768             if (bs->backing && bs->backing->bs) {
3769                 int64_t backing_length = bdrv_getlength(bs->backing->bs);
3770                 if (src_offset >= backing_length) {
3771                     cur_write_flags |= BDRV_REQ_ZERO_WRITE;
3772                 } else {
3773                     child = bs->backing;
3774                     cur_bytes = MIN(cur_bytes, backing_length - src_offset);
3775                     copy_offset = src_offset;
3776                 }
3777             } else {
3778                 cur_write_flags |= BDRV_REQ_ZERO_WRITE;
3779             }
3780             break;
3781
3782         case QCOW2_CLUSTER_ZERO_PLAIN:
3783         case QCOW2_CLUSTER_ZERO_ALLOC:
3784             cur_write_flags |= BDRV_REQ_ZERO_WRITE;
3785             break;
3786
3787         case QCOW2_CLUSTER_COMPRESSED:
3788             ret = -ENOTSUP;
3789             goto out;
3790
3791         case QCOW2_CLUSTER_NORMAL:
3792             child = s->data_file;
3793             copy_offset += offset_into_cluster(s, src_offset);
3794             if ((copy_offset & 511) != 0) {
3795                 ret = -EIO;
3796                 goto out;
3797             }
3798             break;
3799
3800         default:
3801             abort();
3802         }
3803         qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
3804         ret = bdrv_co_copy_range_from(child,
3805                                       copy_offset,
3806                                       dst, dst_offset,
3807                                       cur_bytes, read_flags, cur_write_flags);
3808         qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
3809         if (ret < 0) {
3810             goto out;
3811         }
3812
3813         bytes -= cur_bytes;
3814         src_offset += cur_bytes;
3815         dst_offset += cur_bytes;
3816     }
3817     ret = 0;
3818
3819 out:
3820     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
3821     return ret;
3822 }
3823
3824 static int coroutine_fn
3825 qcow2_co_copy_range_to(BlockDriverState *bs,
3826                        BdrvChild *src, uint64_t src_offset,
3827                        BdrvChild *dst, uint64_t dst_offset,
3828                        uint64_t bytes, BdrvRequestFlags read_flags,
3829                        BdrvRequestFlags write_flags)
3830 {
3831     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
3832     int offset_in_cluster;
3833     int ret;
3834     unsigned int cur_bytes; /* number of sectors in current iteration */
3835     uint64_t cluster_offset;
3836     QCowL2Meta *l2meta = NULL;
3837
3838     assert(!bs->encrypted);
3839
3840     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
3841
3842     while (bytes != 0) {
3843
3844         l2meta = NULL;
3845
3846         offset_in_cluster = offset_into_cluster(s, dst_offset);
3847         cur_bytes = MIN(bytes, INT_MAX);
3848
3849         /* TODO:
3850          * If src->bs == dst->bs, we could simply copy by incrementing
3851          * the refcnt, without copying user data.
3852          * Or if src->bs == dst->bs->backing->bs, we could copy by discarding. */
3853         ret = qcow2_alloc_cluster_offset(bs, dst_offset, &cur_bytes,
3854                                          &cluster_offset, &l2meta);
3855         if (ret < 0) {
3856             goto fail;
3857         }
3858
3859         assert((cluster_offset & 511) == 0);
3860
3861         ret = qcow2_pre_write_overlap_check(bs, 0,
3862                 cluster_offset + offset_in_cluster, cur_bytes, true);
3863         if (ret < 0) {
3864             goto fail;
3865         }
3866
3867         qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
3868         ret = bdrv_co_copy_range_to(src, src_offset,
3869                                     s->data_file,
3870                                     cluster_offset + offset_in_cluster,
3871                                     cur_bytes, read_flags, write_flags);
3872         qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
3873         if (ret < 0) {
3874             goto fail;
3875         }
3876
3877         ret = qcow2_handle_l2meta(bs, &l2meta, true);
3878         if (ret) {
3879             goto fail;
3880         }
3881
3882         bytes -= cur_bytes;
3883         src_offset += cur_bytes;
3884         dst_offset += cur_bytes;
3885     }
3886     ret = 0;
3887
3888 fail:
3889     qcow2_handle_l2meta(bs, &l2meta, false);
3890
3891     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
3892
3893     trace_qcow2_writev_done_req(qemu_coroutine_self(), ret);
3894
3895     return ret;
3896 }
3897
3898 static int coroutine_fn qcow2_co_truncate(BlockDriverState *bs, int64_t offset,
3899                                           PreallocMode prealloc, Error **errp)
3900 {
3901     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
3902     uint64_t old_length;
3903     int64_t new_l1_size;
3904     int ret;
3905     QDict *options;
3906
3907     if (prealloc != PREALLOC_MODE_OFF && prealloc != PREALLOC_MODE_METADATA &&
3908         prealloc != PREALLOC_MODE_FALLOC && prealloc != PREALLOC_MODE_FULL)
3909     {
3910         error_setg(errp, "Unsupported preallocation mode '%s'",
3911                    PreallocMode_str(prealloc));
3912         return -ENOTSUP;
3913     }
3914
3915     if (offset & 511) {
3916         error_setg(errp, "The new size must be a multiple of 512");
3917         return -EINVAL;
3918     }
3919
3920     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
3921
3922     /* cannot proceed if image has snapshots */
3923     if (s->nb_snapshots) {
3924         error_setg(errp, "Can't resize an image which has snapshots");
3925         ret = -ENOTSUP;
3926         goto fail;
3927     }
3928
3929     /* cannot proceed if image has bitmaps */
3930     if (qcow2_truncate_bitmaps_check(bs, errp)) {
3931         ret = -ENOTSUP;
3932         goto fail;
3933     }
3934
3935     old_length = bs->total_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE;
3936     new_l1_size = size_to_l1(s, offset);
3937
3938     if (offset < old_length) {
3939         int64_t last_cluster, old_file_size;
3940         if (prealloc != PREALLOC_MODE_OFF) {
3941             error_setg(errp,
3942                        "Preallocation can't be used for shrinking an image");
3943             ret = -EINVAL;
3944             goto fail;
3945         }
3946
3947         ret = qcow2_cluster_discard(bs, ROUND_UP(offset, s->cluster_size),
3948                                     old_length - ROUND_UP(offset,
3949                                                           s->cluster_size),
3950                                     QCOW2_DISCARD_ALWAYS, true);
3951         if (ret < 0) {
3952             error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to discard cropped clusters");
3953             goto fail;
3954         }
3955
3956         ret = qcow2_shrink_l1_table(bs, new_l1_size);
3957         if (ret < 0) {
3958             error_setg_errno(errp, -ret,
3959                              "Failed to reduce the number of L2 tables");
3960             goto fail;
3961         }
3962
3963         ret = qcow2_shrink_reftable(bs);
3964         if (ret < 0) {
3965             error_setg_errno(errp, -ret,
3966                              "Failed to discard unused refblocks");
3967             goto fail;
3968         }
3969
3970         old_file_size = bdrv_getlength(bs->file->bs);
3971         if (old_file_size < 0) {
3972             error_setg_errno(errp, -old_file_size,
3973                              "Failed to inquire current file length");
3974             ret = old_file_size;
3975             goto fail;
3976         }
3977         last_cluster = qcow2_get_last_cluster(bs, old_file_size);
3978         if (last_cluster < 0) {
3979             error_setg_errno(errp, -last_cluster,
3980                              "Failed to find the last cluster");
3981             ret = last_cluster;
3982             goto fail;
3983         }
3984         if ((last_cluster + 1) * s->cluster_size < old_file_size) {
3985             Error *local_err = NULL;
3986
3987             bdrv_co_truncate(bs->file, (last_cluster + 1) * s->cluster_size,
3988                              PREALLOC_MODE_OFF, &local_err);
3989             if (local_err) {
3990                 warn_reportf_err(local_err,
3991                                  "Failed to truncate the tail of the image: ");
3992             }
3993         }
3994     } else {
3995         ret = qcow2_grow_l1_table(bs, new_l1_size, true);
3996         if (ret < 0) {
3997             error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to grow the L1 table");
3998             goto fail;
3999         }
4000     }
4001
4002     switch (prealloc) {
4003     case PREALLOC_MODE_OFF:
4004         if (has_data_file(bs)) {
4005             ret = bdrv_co_truncate(s->data_file, offset, prealloc, errp);
4006             if (ret < 0) {
4007                 goto fail;
4008             }
4009         }
4010         break;
4011
4012     case PREALLOC_MODE_METADATA:
4013         ret = preallocate_co(bs, old_length, offset, prealloc, errp);
4014         if (ret < 0) {
4015             goto fail;
4016         }
4017         break;
4018
4019     case PREALLOC_MODE_FALLOC:
4020     case PREALLOC_MODE_FULL:
4021     {
4022         int64_t allocation_start, host_offset, guest_offset;
4023         int64_t clusters_allocated;
4024         int64_t old_file_size, new_file_size;
4025         uint64_t nb_new_data_clusters, nb_new_l2_tables;
4026
4027         /* With a data file, preallocation means just allocating the metadata
4028          * and forwarding the truncate request to the data file */
4029         if (has_data_file(bs)) {
4030             ret = preallocate_co(bs, old_length, offset, prealloc, errp);
4031             if (ret < 0) {
4032                 goto fail;
4033             }
4034             break;
4035         }
4036
4037         old_file_size = bdrv_getlength(bs->file->bs);
4038         if (old_file_size < 0) {
4039             error_setg_errno(errp, -old_file_size,
4040                              "Failed to inquire current file length");
4041             ret = old_file_size;
4042             goto fail;
4043         }
4044         old_file_size = ROUND_UP(old_file_size, s->cluster_size);
4045
4046         nb_new_data_clusters = DIV_ROUND_UP(offset - old_length,
4047                                             s->cluster_size);
4048
4049         /* This is an overestimation; we will not actually allocate space for
4050          * these in the file but just make sure the new refcount structures are
4051          * able to cover them so we will not have to allocate new refblocks
4052          * while entering the data blocks in the potentially new L2 tables.
4053          * (We do not actually care where the L2 tables are placed. Maybe they
4054          *  are already allocated or they can be placed somewhere before
4055          *  @old_file_size. It does not matter because they will be fully
4056          *  allocated automatically, so they do not need to be covered by the
4057          *  preallocation. All that matters is that we will not have to allocate
4058          *  new refcount structures for them.) */
4059         nb_new_l2_tables = DIV_ROUND_UP(nb_new_data_clusters,
4060                                         s->cluster_size / sizeof(uint64_t));
4061         /* The cluster range may not be aligned to L2 boundaries, so add one L2
4062          * table for a potential head/tail */
4063         nb_new_l2_tables++;
4064
4065         allocation_start = qcow2_refcount_area(bs, old_file_size,
4066                                                nb_new_data_clusters +
4067                                                nb_new_l2_tables,
4068                                                true, 0, 0);
4069         if (allocation_start < 0) {
4070             error_setg_errno(errp, -allocation_start,
4071                              "Failed to resize refcount structures");
4072             ret = allocation_start;
4073             goto fail;
4074         }
4075
4076         clusters_allocated = qcow2_alloc_clusters_at(bs, allocation_start,
4077                                                      nb_new_data_clusters);
4078         if (clusters_allocated < 0) {
4079             error_setg_errno(errp, -clusters_allocated,
4080                              "Failed to allocate data clusters");
4081             ret = clusters_allocated;
4082             goto fail;
4083         }
4084
4085         assert(clusters_allocated == nb_new_data_clusters);
4086
4087         /* Allocate the data area */
4088         new_file_size = allocation_start +
4089                         nb_new_data_clusters * s->cluster_size;
4090         ret = bdrv_co_truncate(bs->file, new_file_size, prealloc, errp);
4091         if (ret < 0) {
4092             error_prepend(errp, "Failed to resize underlying file: ");
4093             qcow2_free_clusters(bs, allocation_start,
4094                                 nb_new_data_clusters * s->cluster_size,
4095                                 QCOW2_DISCARD_OTHER);
4096             goto fail;
4097         }
4098
4099         /* Create the necessary L2 entries */
4100         host_offset = allocation_start;
4101         guest_offset = old_length;
4102         while (nb_new_data_clusters) {
4103             int64_t nb_clusters = MIN(
4104                 nb_new_data_clusters,
4105                 s->l2_slice_size - offset_to_l2_slice_index(s, guest_offset));
4106             QCowL2Meta allocation = {
4107                 .offset       = guest_offset,
4108                 .alloc_offset = host_offset,
4109                 .nb_clusters  = nb_clusters,
4110             };
4111             qemu_co_queue_init(&allocation.dependent_requests);
4112
4113             ret = qcow2_alloc_cluster_link_l2(bs, &allocation);
4114             if (ret < 0) {
4115                 error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to update L2 tables");
4116                 qcow2_free_clusters(bs, host_offset,
4117                                     nb_new_data_clusters * s->cluster_size,
4118                                     QCOW2_DISCARD_OTHER);
4119                 goto fail;
4120             }
4121
4122             guest_offset += nb_clusters * s->cluster_size;
4123             host_offset += nb_clusters * s->cluster_size;
4124             nb_new_data_clusters -= nb_clusters;
4125         }
4126         break;
4127     }
4128
4129     default:
4130         g_assert_not_reached();
4131     }
4132
4133     if (prealloc != PREALLOC_MODE_OFF) {
4134         /* Flush metadata before actually changing the image size */
4135         ret = qcow2_write_caches(bs);
4136         if (ret < 0) {
4137             error_setg_errno(errp, -ret,
4138                              "Failed to flush the preallocated area to disk");
4139             goto fail;
4140         }
4141     }
4142
4143     bs->total_sectors = offset / BDRV_SECTOR_SIZE;
4144
4145     /* write updated header.size */
4146     offset = cpu_to_be64(offset);
4147     ret = bdrv_pwrite_sync(bs->file, offsetof(QCowHeader, size),
4148                            &offset, sizeof(uint64_t));
4149     if (ret < 0) {
4150         error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to update the image size");
4151         goto fail;
4152     }
4153
4154     s->l1_vm_state_index = new_l1_size;
4155
4156     /* Update cache sizes */
4157     options = qdict_clone_shallow(bs->options);
4158     ret = qcow2_update_options(bs, options, s->flags, errp);
4159     qobject_unref(options);
4160     if (ret < 0) {
4161         goto fail;
4162     }
4163     ret = 0;
4164 fail:
4165     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
4166     return ret;
4167 }
4168
4169 /* XXX: put compressed sectors first, then all the cluster aligned
4170    tables to avoid losing bytes in alignment */
4171 static coroutine_fn int
4172 qcow2_co_pwritev_compressed_part(BlockDriverState *bs,
4173                                  uint64_t offset, uint64_t bytes,
4174                                  QEMUIOVector *qiov, size_t qiov_offset)
4175 {
4176     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4177     int ret;
4178     ssize_t out_len;
4179     uint8_t *buf, *out_buf;
4180     uint64_t cluster_offset;
4181
4182     if (has_data_file(bs)) {
4183         return -ENOTSUP;
4184     }
4185
4186     if (bytes == 0) {
4187         /* align end of file to a sector boundary to ease reading with
4188            sector based I/Os */
4189         int64_t len = bdrv_getlength(bs->file->bs);
4190         if (len < 0) {
4191             return len;
4192         }
4193         return bdrv_co_truncate(bs->file, len, PREALLOC_MODE_OFF, NULL);
4194     }
4195
4196     if (offset_into_cluster(s, offset)) {
4197         return -EINVAL;
4198     }
4199
4200     buf = qemu_blockalign(bs, s->cluster_size);
4201     if (bytes != s->cluster_size) {
4202         if (bytes > s->cluster_size ||
4203             offset + bytes != bs->total_sectors << BDRV_SECTOR_BITS)
4204         {
4205             qemu_vfree(buf);
4206             return -EINVAL;
4207         }
4208         /* Zero-pad last write if image size is not cluster aligned */
4209         memset(buf + bytes, 0, s->cluster_size - bytes);
4210     }
4211     qemu_iovec_to_buf(qiov, qiov_offset, buf, bytes);
4212
4213     out_buf = g_malloc(s->cluster_size);
4214
4215     out_len = qcow2_co_compress(bs, out_buf, s->cluster_size - 1,
4216                                 buf, s->cluster_size);
4217     if (out_len == -ENOMEM) {
4218         /* could not compress: write normal cluster */
4219         ret = qcow2_co_pwritev_part(bs, offset, bytes, qiov, qiov_offset, 0);
4220         if (ret < 0) {
4221             goto fail;
4222         }
4223         goto success;
4224     } else if (out_len < 0) {
4225         ret = -EINVAL;
4226         goto fail;
4227     }
4228
4229     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
4230     ret = qcow2_alloc_compressed_cluster_offset(bs, offset, out_len,
4231                                                 &cluster_offset);
4232     if (ret < 0) {
4233         qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
4234         goto fail;
4235     }
4236
4237     ret = qcow2_pre_write_overlap_check(bs, 0, cluster_offset, out_len, true);
4238     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
4239     if (ret < 0) {
4240         goto fail;
4241     }
4242
4243     BLKDBG_EVENT(s->data_file, BLKDBG_WRITE_COMPRESSED);
4244     ret = bdrv_co_pwrite(s->data_file, cluster_offset, out_len, out_buf, 0);
4245     if (ret < 0) {
4246         goto fail;
4247     }
4248 success:
4249     ret = 0;
4250 fail:
4251     qemu_vfree(buf);
4252     g_free(out_buf);
4253     return ret;
4254 }
4255
4256 static int coroutine_fn
4257 qcow2_co_preadv_compressed(BlockDriverState *bs,
4258                            uint64_t file_cluster_offset,
4259                            uint64_t offset,
4260                            uint64_t bytes,
4261                            QEMUIOVector *qiov,
4262                            size_t qiov_offset)
4263 {
4264     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4265     int ret = 0, csize, nb_csectors;
4266     uint64_t coffset;
4267     uint8_t *buf, *out_buf;
4268     int offset_in_cluster = offset_into_cluster(s, offset);
4269
4270     coffset = file_cluster_offset & s->cluster_offset_mask;
4271     nb_csectors = ((file_cluster_offset >> s->csize_shift) & s->csize_mask) + 1;
4272     csize = nb_csectors * QCOW2_COMPRESSED_SECTOR_SIZE -
4273         (coffset & ~QCOW2_COMPRESSED_SECTOR_MASK);
4274
4275     buf = g_try_malloc(csize);
4276     if (!buf) {
4277         return -ENOMEM;
4278     }
4279
4280     out_buf = qemu_blockalign(bs, s->cluster_size);
4281
4282     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_READ_COMPRESSED);
4283     ret = bdrv_co_pread(bs->file, coffset, csize, buf, 0);
4284     if (ret < 0) {
4285         goto fail;
4286     }
4287
4288     if (qcow2_co_decompress(bs, out_buf, s->cluster_size, buf, csize) < 0) {
4289         ret = -EIO;
4290         goto fail;
4291     }
4292
4293     qemu_iovec_from_buf(qiov, qiov_offset, out_buf + offset_in_cluster, bytes);
4294
4295 fail:
4296     qemu_vfree(out_buf);
4297     g_free(buf);
4298
4299     return ret;
4300 }
4301
4302 static int make_completely_empty(BlockDriverState *bs)
4303 {
4304     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4305     Error *local_err = NULL;
4306     int ret, l1_clusters;
4307     int64_t offset;
4308     uint64_t *new_reftable = NULL;
4309     uint64_t rt_entry, l1_size2;
4310     struct {
4311         uint64_t l1_offset;
4312         uint64_t reftable_offset;
4313         uint32_t reftable_clusters;
4314     } QEMU_PACKED l1_ofs_rt_ofs_cls;
4315
4316     ret = qcow2_cache_empty(bs, s->l2_table_cache);
4317     if (ret < 0) {
4318         goto fail;
4319     }
4320
4321     ret = qcow2_cache_empty(bs, s->refcount_block_cache);
4322     if (ret < 0) {
4323         goto fail;
4324     }
4325
4326     /* Refcounts will be broken utterly */
4327     ret = qcow2_mark_dirty(bs);
4328     if (ret < 0) {
4329         goto fail;
4330     }
4331
4332     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L1_UPDATE);
4333
4334     l1_clusters = DIV_ROUND_UP(s->l1_size, s->cluster_size / sizeof(uint64_t));
4335     l1_size2 = (uint64_t)s->l1_size * sizeof(uint64_t);
4336
4337     /* After this call, neither the in-memory nor the on-disk refcount
4338      * information accurately describe the actual references */
4339
4340     ret = bdrv_pwrite_zeroes(bs->file, s->l1_table_offset,
4341                              l1_clusters * s->cluster_size, 0);
4342     if (ret < 0) {
4343         goto fail_broken_refcounts;
4344     }
4345     memset(s->l1_table, 0, l1_size2);
4346
4347     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_EMPTY_IMAGE_PREPARE);
4348
4349     /* Overwrite enough clusters at the beginning of the sectors to place
4350      * the refcount table, a refcount block and the L1 table in; this may
4351      * overwrite parts of the existing refcount and L1 table, which is not
4352      * an issue because the dirty flag is set, complete data loss is in fact
4353      * desired and partial data loss is consequently fine as well */
4354     ret = bdrv_pwrite_zeroes(bs->file, s->cluster_size,
4355                              (2 + l1_clusters) * s->cluster_size, 0);
4356     /* This call (even if it failed overall) may have overwritten on-disk
4357      * refcount structures; in that case, the in-memory refcount information
4358      * will probably differ from the on-disk information which makes the BDS
4359      * unusable */
4360     if (ret < 0) {
4361         goto fail_broken_refcounts;
4362     }
4363
4364     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_L1_UPDATE);
4365     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_REFTABLE_UPDATE);
4366
4367     /* "Create" an empty reftable (one cluster) directly after the image
4368      * header and an empty L1 table three clusters after the image header;
4369      * the cluster between those two will be used as the first refblock */
4370     l1_ofs_rt_ofs_cls.l1_offset = cpu_to_be64(3 * s->cluster_size);
4371     l1_ofs_rt_ofs_cls.reftable_offset = cpu_to_be64(s->cluster_size);
4372     l1_ofs_rt_ofs_cls.reftable_clusters = cpu_to_be32(1);
4373     ret = bdrv_pwrite_sync(bs->file, offsetof(QCowHeader, l1_table_offset),
4374                            &l1_ofs_rt_ofs_cls, sizeof(l1_ofs_rt_ofs_cls));
4375     if (ret < 0) {
4376         goto fail_broken_refcounts;
4377     }
4378
4379     s->l1_table_offset = 3 * s->cluster_size;
4380
4381     new_reftable = g_try_new0(uint64_t, s->cluster_size / sizeof(uint64_t));
4382     if (!new_reftable) {
4383         ret = -ENOMEM;
4384         goto fail_broken_refcounts;
4385     }
4386
4387     s->refcount_table_offset = s->cluster_size;
4388     s->refcount_table_size   = s->cluster_size / sizeof(uint64_t);
4389     s->max_refcount_table_index = 0;
4390
4391     g_free(s->refcount_table);
4392     s->refcount_table = new_reftable;
4393     new_reftable = NULL;
4394
4395     /* Now the in-memory refcount information again corresponds to the on-disk
4396      * information (reftable is empty and no refblocks (the refblock cache is
4397      * empty)); however, this means some clusters (e.g. the image header) are
4398      * referenced, but not refcounted, but the normal qcow2 code assumes that
4399      * the in-memory information is always correct */
4400
4401     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_REFBLOCK_ALLOC);
4402
4403     /* Enter the first refblock into the reftable */
4404     rt_entry = cpu_to_be64(2 * s->cluster_size);
4405     ret = bdrv_pwrite_sync(bs->file, s->cluster_size,
4406                            &rt_entry, sizeof(rt_entry));
4407     if (ret < 0) {
4408         goto fail_broken_refcounts;
4409     }
4410     s->refcount_table[0] = 2 * s->cluster_size;
4411
4412     s->free_cluster_index = 0;
4413     assert(3 + l1_clusters <= s->refcount_block_size);
4414     offset = qcow2_alloc_clusters(bs, 3 * s->cluster_size + l1_size2);
4415     if (offset < 0) {
4416         ret = offset;
4417         goto fail_broken_refcounts;
4418     } else if (offset > 0) {
4419         error_report("First cluster in emptied image is in use");
4420         abort();
4421     }
4422
4423     /* Now finally the in-memory information corresponds to the on-disk
4424      * structures and is correct */
4425     ret = qcow2_mark_clean(bs);
4426     if (ret < 0) {
4427         goto fail;
4428     }
4429
4430     ret = bdrv_truncate(bs->file, (3 + l1_clusters) * s->cluster_size,
4431                         PREALLOC_MODE_OFF, &local_err);
4432     if (ret < 0) {
4433         error_report_err(local_err);
4434         goto fail;
4435     }
4436
4437     return 0;
4438
4439 fail_broken_refcounts:
4440     /* The BDS is unusable at this point. If we wanted to make it usable, we
4441      * would have to call qcow2_refcount_close(), qcow2_refcount_init(),
4442      * qcow2_check_refcounts(), qcow2_refcount_close() and qcow2_refcount_init()
4443      * again. However, because the functions which could have caused this error
4444      * path to be taken are used by those functions as well, it's very likely
4445      * that that sequence will fail as well. Therefore, just eject the BDS. */
4446     bs->drv = NULL;
4447
4448 fail:
4449     g_free(new_reftable);
4450     return ret;
4451 }
4452
4453 static int qcow2_make_empty(BlockDriverState *bs)
4454 {
4455     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4456     uint64_t offset, end_offset;
4457     int step = QEMU_ALIGN_DOWN(INT_MAX, s->cluster_size);
4458     int l1_clusters, ret = 0;
4459
4460     l1_clusters = DIV_ROUND_UP(s->l1_size, s->cluster_size / sizeof(uint64_t));
4461
4462     if (s->qcow_version >= 3 && !s->snapshots && !s->nb_bitmaps &&
4463         3 + l1_clusters <= s->refcount_block_size &&
4464         s->crypt_method_header != QCOW_CRYPT_LUKS &&
4465         !has_data_file(bs)) {
4466         /* The following function only works for qcow2 v3 images (it
4467          * requires the dirty flag) and only as long as there are no
4468          * features that reserve extra clusters (such as snapshots,
4469          * LUKS header, or persistent bitmaps), because it completely
4470          * empties the image.  Furthermore, the L1 table and three
4471          * additional clusters (image header, refcount table, one
4472          * refcount block) have to fit inside one refcount block. It
4473          * only resets the image file, i.e. does not work with an
4474          * external data file. */
4475         return make_completely_empty(bs);
4476     }
4477
4478     /* This fallback code simply discards every active cluster; this is slow,
4479      * but works in all cases */
4480     end_offset = bs->total_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE;
4481     for (offset = 0; offset < end_offset; offset += step) {
4482         /* As this function is generally used after committing an external
4483          * snapshot, QCOW2_DISCARD_SNAPSHOT seems appropriate. Also, the
4484          * default action for this kind of discard is to pass the discard,
4485          * which will ideally result in an actually smaller image file, as
4486          * is probably desired. */
4487         ret = qcow2_cluster_discard(bs, offset, MIN(step, end_offset - offset),
4488                                     QCOW2_DISCARD_SNAPSHOT, true);
4489         if (ret < 0) {
4490             break;
4491         }
4492     }
4493
4494     return ret;
4495 }
4496
4497 static coroutine_fn int qcow2_co_flush_to_os(BlockDriverState *bs)
4498 {
4499     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4500     int ret;
4501
4502     qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
4503     ret = qcow2_write_caches(bs);
4504     qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
4505
4506     return ret;
4507 }
4508
4509 static ssize_t qcow2_measure_crypto_hdr_init_func(QCryptoBlock *block,
4510         size_t headerlen, void *opaque, Error **errp)
4511 {
4512     size_t *headerlenp = opaque;
4513
4514     /* Stash away the payload size */
4515     *headerlenp = headerlen;
4516     return 0;
4517 }
4518
4519 static ssize_t qcow2_measure_crypto_hdr_write_func(QCryptoBlock *block,
4520         size_t offset, const uint8_t *buf, size_t buflen,
4521         void *opaque, Error **errp)
4522 {
4523     /* Discard the bytes, we're not actually writing to an image */
4524     return buflen;
4525 }
4526
4527 /* Determine the number of bytes for the LUKS payload */
4528 static bool qcow2_measure_luks_headerlen(QemuOpts *opts, size_t *len,
4529                                          Error **errp)
4530 {
4531     QDict *opts_qdict;
4532     QDict *cryptoopts_qdict;
4533     QCryptoBlockCreateOptions *cryptoopts;
4534     QCryptoBlock *crypto;
4535
4536     /* Extract "encrypt." options into a qdict */
4537     opts_qdict = qemu_opts_to_qdict(opts, NULL);
4538     qdict_extract_subqdict(opts_qdict, &cryptoopts_qdict, "encrypt.");
4539     qobject_unref(opts_qdict);
4540
4541     /* Build QCryptoBlockCreateOptions object from qdict */
4542     qdict_put_str(cryptoopts_qdict, "format", "luks");
4543     cryptoopts = block_crypto_create_opts_init(cryptoopts_qdict, errp);
4544     qobject_unref(cryptoopts_qdict);
4545     if (!cryptoopts) {
4546         return false;
4547     }
4548
4549     /* Fake LUKS creation in order to determine the payload size */
4550     crypto = qcrypto_block_create(cryptoopts, "encrypt.",
4551                                   qcow2_measure_crypto_hdr_init_func,
4552                                   qcow2_measure_crypto_hdr_write_func,
4553                                   len, errp);
4554     qapi_free_QCryptoBlockCreateOptions(cryptoopts);
4555     if (!crypto) {
4556         return false;
4557     }
4558
4559     qcrypto_block_free(crypto);
4560     return true;
4561 }
4562
4563 static BlockMeasureInfo *qcow2_measure(QemuOpts *opts, BlockDriverState *in_bs,
4564                                        Error **errp)
4565 {
4566     Error *local_err = NULL;
4567     BlockMeasureInfo *info;
4568     uint64_t required = 0; /* bytes that contribute to required size */
4569     uint64_t virtual_size; /* disk size as seen by guest */
4570     uint64_t refcount_bits;
4571     uint64_t l2_tables;
4572     uint64_t luks_payload_size = 0;
4573     size_t cluster_size;
4574     int version;
4575     char *optstr;
4576     PreallocMode prealloc;
4577     bool has_backing_file;
4578     bool has_luks;
4579
4580     /* Parse image creation options */
4581     cluster_size = qcow2_opt_get_cluster_size_del(opts, &local_err);
4582     if (local_err) {
4583         goto err;
4584     }
4585
4586     version = qcow2_opt_get_version_del(opts, &local_err);
4587     if (local_err) {
4588         goto err;
4589     }
4590
4591     refcount_bits = qcow2_opt_get_refcount_bits_del(opts, version, &local_err);
4592     if (local_err) {
4593         goto err;
4594     }
4595
4596     optstr = qemu_opt_get_del(opts, BLOCK_OPT_PREALLOC);
4597     prealloc = qapi_enum_parse(&PreallocMode_lookup, optstr,
4598                                PREALLOC_MODE_OFF, &local_err);
4599     g_free(optstr);
4600     if (local_err) {
4601         goto err;
4602     }
4603
4604     optstr = qemu_opt_get_del(opts, BLOCK_OPT_BACKING_FILE);
4605     has_backing_file = !!optstr;
4606     g_free(optstr);
4607
4608     optstr = qemu_opt_get_del(opts, BLOCK_OPT_ENCRYPT_FORMAT);
4609     has_luks = optstr && strcmp(optstr, "luks") == 0;
4610     g_free(optstr);
4611
4612     if (has_luks) {
4613         size_t headerlen;
4614
4615         if (!qcow2_measure_luks_headerlen(opts, &headerlen, &local_err)) {
4616             goto err;
4617         }
4618
4619         luks_payload_size = ROUND_UP(headerlen, cluster_size);
4620     }
4621
4622     virtual_size = qemu_opt_get_size_del(opts, BLOCK_OPT_SIZE, 0);
4623     virtual_size = ROUND_UP(virtual_size, cluster_size);
4624
4625     /* Check that virtual disk size is valid */
4626     l2_tables = DIV_ROUND_UP(virtual_size / cluster_size,
4627                              cluster_size / sizeof(uint64_t));
4628     if (l2_tables * sizeof(uint64_t) > QCOW_MAX_L1_SIZE) {
4629         error_setg(&local_err, "The image size is too large "
4630                                "(try using a larger cluster size)");
4631         goto err;
4632     }
4633
4634     /* Account for input image */
4635     if (in_bs) {
4636         int64_t ssize = bdrv_getlength(in_bs);
4637         if (ssize < 0) {
4638             error_setg_errno(&local_err, -ssize,
4639                              "Unable to get image virtual_size");
4640             goto err;
4641         }
4642
4643         virtual_size = ROUND_UP(ssize, cluster_size);
4644
4645         if (has_backing_file) {
4646             /* We don't how much of the backing chain is shared by the input
4647              * image and the new image file.  In the worst case the new image's
4648              * backing file has nothing in common with the input image.  Be
4649              * conservative and assume all clusters need to be written.
4650              */
4651             required = virtual_size;
4652         } else {
4653             int64_t offset;
4654             int64_t pnum = 0;
4655
4656             for (offset = 0; offset < ssize; offset += pnum) {
4657                 int ret;
4658
4659                 ret = bdrv_block_status_above(in_bs, NULL, offset,
4660                                               ssize - offset, &pnum, NULL,
4661                                               NULL);
4662                 if (ret < 0) {
4663                     error_setg_errno(&local_err, -ret,
4664                                      "Unable to get block status");
4665                     goto err;
4666                 }
4667
4668                 if (ret & BDRV_BLOCK_ZERO) {
4669                     /* Skip zero regions (safe with no backing file) */
4670                 } else if ((ret & (BDRV_BLOCK_DATA | BDRV_BLOCK_ALLOCATED)) ==
4671                            (BDRV_BLOCK_DATA | BDRV_BLOCK_ALLOCATED)) {
4672                     /* Extend pnum to end of cluster for next iteration */
4673                     pnum = ROUND_UP(offset + pnum, cluster_size) - offset;
4674
4675                     /* Count clusters we've seen */
4676                     required += offset % cluster_size + pnum;
4677                 }
4678             }
4679         }
4680     }
4681
4682     /* Take into account preallocation.  Nothing special is needed for
4683      * PREALLOC_MODE_METADATA since metadata is always counted.
4684      */
4685     if (prealloc == PREALLOC_MODE_FULL || prealloc == PREALLOC_MODE_FALLOC) {
4686         required = virtual_size;
4687     }
4688
4689     info = g_new(BlockMeasureInfo, 1);
4690     info->fully_allocated =
4691         qcow2_calc_prealloc_size(virtual_size, cluster_size,
4692                                  ctz32(refcount_bits)) + luks_payload_size;
4693
4694     /* Remove data clusters that are not required.  This overestimates the
4695      * required size because metadata needed for the fully allocated file is
4696      * still counted.
4697      */
4698     info->required = info->fully_allocated - virtual_size + required;
4699     return info;
4700
4701 err:
4702     error_propagate(errp, local_err);
4703     return NULL;
4704 }
4705
4706 static int qcow2_get_info(BlockDriverState *bs, BlockDriverInfo *bdi)
4707 {
4708     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4709     bdi->unallocated_blocks_are_zero = true;
4710     bdi->cluster_size = s->cluster_size;
4711     bdi->vm_state_offset = qcow2_vm_state_offset(s);
4712     return 0;
4713 }
4714
4715 static ImageInfoSpecific *qcow2_get_specific_info(BlockDriverState *bs,
4716                                                   Error **errp)
4717 {
4718     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4719     ImageInfoSpecific *spec_info;
4720     QCryptoBlockInfo *encrypt_info = NULL;
4721     Error *local_err = NULL;
4722
4723     if (s->crypto != NULL) {
4724         encrypt_info = qcrypto_block_get_info(s->crypto, &local_err);
4725         if (local_err) {
4726             error_propagate(errp, local_err);
4727             return NULL;
4728         }
4729     }
4730
4731     spec_info = g_new(ImageInfoSpecific, 1);
4732     *spec_info = (ImageInfoSpecific){
4733         .type  = IMAGE_INFO_SPECIFIC_KIND_QCOW2,
4734         .u.qcow2.data = g_new0(ImageInfoSpecificQCow2, 1),
4735     };
4736     if (s->qcow_version == 2) {
4737         *spec_info->u.qcow2.data = (ImageInfoSpecificQCow2){
4738             .compat             = g_strdup("0.10"),
4739             .refcount_bits      = s->refcount_bits,
4740         };
4741     } else if (s->qcow_version == 3) {
4742         Qcow2BitmapInfoList *bitmaps;
4743         bitmaps = qcow2_get_bitmap_info_list(bs, &local_err);
4744         if (local_err) {
4745             error_propagate(errp, local_err);
4746             qapi_free_ImageInfoSpecific(spec_info);
4747             return NULL;
4748         }
4749         *spec_info->u.qcow2.data = (ImageInfoSpecificQCow2){
4750             .compat             = g_strdup("1.1"),
4751             .lazy_refcounts     = s->compatible_features &
4752                                   QCOW2_COMPAT_LAZY_REFCOUNTS,
4753             .has_lazy_refcounts = true,
4754             .corrupt            = s->incompatible_features &
4755                                   QCOW2_INCOMPAT_CORRUPT,
4756             .has_corrupt        = true,
4757             .refcount_bits      = s->refcount_bits,
4758             .has_bitmaps        = !!bitmaps,
4759             .bitmaps            = bitmaps,
4760             .has_data_file      = !!s->image_data_file,
4761             .data_file          = g_strdup(s->image_data_file),
4762             .has_data_file_raw  = has_data_file(bs),
4763             .data_file_raw      = data_file_is_raw(bs),
4764         };
4765     } else {
4766         /* if this assertion fails, this probably means a new version was
4767          * added without having it covered here */
4768         assert(false);
4769     }
4770
4771     if (encrypt_info) {
4772         ImageInfoSpecificQCow2Encryption *qencrypt =
4773             g_new(ImageInfoSpecificQCow2Encryption, 1);
4774         switch (encrypt_info->format) {
4775         case Q_CRYPTO_BLOCK_FORMAT_QCOW:
4776             qencrypt->format = BLOCKDEV_QCOW2_ENCRYPTION_FORMAT_AES;
4777             break;
4778         case Q_CRYPTO_BLOCK_FORMAT_LUKS:
4779             qencrypt->format = BLOCKDEV_QCOW2_ENCRYPTION_FORMAT_LUKS;
4780             qencrypt->u.luks = encrypt_info->u.luks;
4781             break;
4782         default:
4783             abort();
4784         }
4785         /* Since we did shallow copy above, erase any pointers
4786          * in the original info */
4787         memset(&encrypt_info->u, 0, sizeof(encrypt_info->u));
4788         qapi_free_QCryptoBlockInfo(encrypt_info);
4789
4790         spec_info->u.qcow2.data->has_encrypt = true;
4791         spec_info->u.qcow2.data->encrypt = qencrypt;
4792     }
4793
4794     return spec_info;
4795 }
4796
4797 static int qcow2_has_zero_init(BlockDriverState *bs)
4798 {
4799     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4800     bool preallocated;
4801
4802     if (qemu_in_coroutine()) {
4803         qemu_co_mutex_lock(&s->lock);
4804     }
4805     /*
4806      * Check preallocation status: Preallocated images have all L2
4807      * tables allocated, nonpreallocated images have none.  It is
4808      * therefore enough to check the first one.
4809      */
4810     preallocated = s->l1_size > 0 && s->l1_table[0] != 0;
4811     if (qemu_in_coroutine()) {
4812         qemu_co_mutex_unlock(&s->lock);
4813     }
4814
4815     if (!preallocated) {
4816         return 1;
4817     } else if (bs->encrypted) {
4818         return 0;
4819     } else {
4820         return bdrv_has_zero_init(s->data_file->bs);
4821     }
4822 }
4823
4824 static int qcow2_save_vmstate(BlockDriverState *bs, QEMUIOVector *qiov,
4825                               int64_t pos)
4826 {
4827     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4828
4829     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_VMSTATE_SAVE);
4830     return bs->drv->bdrv_co_pwritev_part(bs, qcow2_vm_state_offset(s) + pos,
4831                                          qiov->size, qiov, 0, 0);
4832 }
4833
4834 static int qcow2_load_vmstate(BlockDriverState *bs, QEMUIOVector *qiov,
4835                               int64_t pos)
4836 {
4837     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4838
4839     BLKDBG_EVENT(bs->file, BLKDBG_VMSTATE_LOAD);
4840     return bs->drv->bdrv_co_preadv_part(bs, qcow2_vm_state_offset(s) + pos,
4841                                         qiov->size, qiov, 0, 0);
4842 }
4843
4844 /*
4845  * Downgrades an image's version. To achieve this, any incompatible features
4846  * have to be removed.
4847  */
4848 static int qcow2_downgrade(BlockDriverState *bs, int target_version,
4849                            BlockDriverAmendStatusCB *status_cb, void *cb_opaque,
4850                            Error **errp)
4851 {
4852     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4853     int current_version = s->qcow_version;
4854     int ret;
4855
4856     /* This is qcow2_downgrade(), not qcow2_upgrade() */
4857     assert(target_version < current_version);
4858
4859     /* There are no other versions (now) that you can downgrade to */
4860     assert(target_version == 2);
4861
4862     if (s->refcount_order != 4) {
4863         error_setg(errp, "compat=0.10 requires refcount_bits=16");
4864         return -ENOTSUP;
4865     }
4866
4867     if (has_data_file(bs)) {
4868         error_setg(errp, "Cannot downgrade an image with a data file");
4869         return -ENOTSUP;
4870     }
4871
4872     /* clear incompatible features */
4873     if (s->incompatible_features & QCOW2_INCOMPAT_DIRTY) {
4874         ret = qcow2_mark_clean(bs);
4875         if (ret < 0) {
4876             error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to make the image clean");
4877             return ret;
4878         }
4879     }
4880
4881     /* with QCOW2_INCOMPAT_CORRUPT, it is pretty much impossible to get here in
4882      * the first place; if that happens nonetheless, returning -ENOTSUP is the
4883      * best thing to do anyway */
4884
4885     if (s->incompatible_features) {
4886         error_setg(errp, "Cannot downgrade an image with incompatible features "
4887                    "%#" PRIx64 " set", s->incompatible_features);
4888         return -ENOTSUP;
4889     }
4890
4891     /* since we can ignore compatible features, we can set them to 0 as well */
4892     s->compatible_features = 0;
4893     /* if lazy refcounts have been used, they have already been fixed through
4894      * clearing the dirty flag */
4895
4896     /* clearing autoclear features is trivial */
4897     s->autoclear_features = 0;
4898
4899     ret = qcow2_expand_zero_clusters(bs, status_cb, cb_opaque);
4900     if (ret < 0) {
4901         error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to turn zero into data clusters");
4902         return ret;
4903     }
4904
4905     s->qcow_version = target_version;
4906     ret = qcow2_update_header(bs);
4907     if (ret < 0) {
4908         s->qcow_version = current_version;
4909         error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to update the image header");
4910         return ret;
4911     }
4912     return 0;
4913 }
4914
4915 typedef enum Qcow2AmendOperation {
4916     /* This is the value Qcow2AmendHelperCBInfo::last_operation will be
4917      * statically initialized to so that the helper CB can discern the first
4918      * invocation from an operation change */
4919     QCOW2_NO_OPERATION = 0,
4920
4921     QCOW2_CHANGING_REFCOUNT_ORDER,
4922     QCOW2_DOWNGRADING,
4923 } Qcow2AmendOperation;
4924
4925 typedef struct Qcow2AmendHelperCBInfo {
4926     /* The code coordinating the amend operations should only modify
4927      * these four fields; the rest will be managed by the CB */
4928     BlockDriverAmendStatusCB *original_status_cb;
4929     void *original_cb_opaque;
4930
4931     Qcow2AmendOperation current_operation;
4932
4933     /* Total number of operations to perform (only set once) */
4934     int total_operations;
4935
4936     /* The following fields are managed by the CB */
4937
4938     /* Number of operations completed */
4939     int operations_completed;
4940
4941     /* Cumulative offset of all completed operations */
4942     int64_t offset_completed;
4943
4944     Qcow2AmendOperation last_operation;
4945     int64_t last_work_size;
4946 } Qcow2AmendHelperCBInfo;
4947
4948 static void qcow2_amend_helper_cb(BlockDriverState *bs,
4949                                   int64_t operation_offset,
4950                                   int64_t operation_work_size, void *opaque)
4951 {
4952     Qcow2AmendHelperCBInfo *info = opaque;
4953     int64_t current_work_size;
4954     int64_t projected_work_size;
4955
4956     if (info->current_operation != info->last_operation) {
4957         if (info->last_operation != QCOW2_NO_OPERATION) {
4958             info->offset_completed += info->last_work_size;
4959             info->operations_completed++;
4960         }
4961
4962         info->last_operation = info->current_operation;
4963     }
4964
4965     assert(info->total_operations > 0);
4966     assert(info->operations_completed < info->total_operations);
4967
4968     info->last_work_size = operation_work_size;
4969
4970     current_work_size = info->offset_completed + operation_work_size;
4971
4972     /* current_work_size is the total work size for (operations_completed + 1)
4973      * operations (which includes this one), so multiply it by the number of
4974      * operations not covered and divide it by the number of operations
4975      * covered to get a projection for the operations not covered */
4976     projected_work_size = current_work_size * (info->total_operations -
4977                                                info->operations_completed - 1)
4978                                             / (info->operations_completed + 1);
4979
4980     info->original_status_cb(bs, info->offset_completed + operation_offset,
4981                              current_work_size + projected_work_size,
4982                              info->original_cb_opaque);
4983 }
4984
4985 static int qcow2_amend_options(BlockDriverState *bs, QemuOpts *opts,
4986                                BlockDriverAmendStatusCB *status_cb,
4987                                void *cb_opaque,
4988                                Error **errp)
4989 {
4990     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
4991     int old_version = s->qcow_version, new_version = old_version;
4992     uint64_t new_size = 0;
4993     const char *backing_file = NULL, *backing_format = NULL, *data_file = NULL;
4994     bool lazy_refcounts = s->use_lazy_refcounts;
4995     bool data_file_raw = data_file_is_raw(bs);
4996     const char *compat = NULL;
4997     uint64_t cluster_size = s->cluster_size;
4998     bool encrypt;
4999     int encformat;
5000     int refcount_bits = s->refcount_bits;
5001     int ret;
5002     QemuOptDesc *desc = opts->list->desc;
5003     Qcow2AmendHelperCBInfo helper_cb_info;
5004
5005     while (desc && desc->name) {
5006         if (!qemu_opt_find(opts, desc->name)) {
5007             /* only change explicitly defined options */
5008             desc++;
5009             continue;
5010         }
5011
5012         if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_COMPAT_LEVEL)) {
5013             compat = qemu_opt_get(opts, BLOCK_OPT_COMPAT_LEVEL);
5014             if (!compat) {
5015                 /* preserve default */
5016             } else if (!strcmp(compat, "0.10") || !strcmp(compat, "v2")) {
5017                 new_version = 2;
5018             } else if (!strcmp(compat, "1.1") || !strcmp(compat, "v3")) {
5019                 new_version = 3;
5020             } else {
5021                 error_setg(errp, "Unknown compatibility level %s", compat);
5022                 return -EINVAL;
5023             }
5024         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_PREALLOC)) {
5025             error_setg(errp, "Cannot change preallocation mode");
5026             return -ENOTSUP;
5027         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_SIZE)) {
5028             new_size = qemu_opt_get_size(opts, BLOCK_OPT_SIZE, 0);
5029         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_BACKING_FILE)) {
5030             backing_file = qemu_opt_get(opts, BLOCK_OPT_BACKING_FILE);
5031         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_BACKING_FMT)) {
5032             backing_format = qemu_opt_get(opts, BLOCK_OPT_BACKING_FMT);
5033         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_ENCRYPT)) {
5034             encrypt = qemu_opt_get_bool(opts, BLOCK_OPT_ENCRYPT,
5035                                         !!s->crypto);
5036
5037             if (encrypt != !!s->crypto) {
5038                 error_setg(errp,
5039                            "Changing the encryption flag is not supported");
5040                 return -ENOTSUP;
5041             }
5042         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_ENCRYPT_FORMAT)) {
5043             encformat = qcow2_crypt_method_from_format(
5044                 qemu_opt_get(opts, BLOCK_OPT_ENCRYPT_FORMAT));
5045
5046             if (encformat != s->crypt_method_header) {
5047                 error_setg(errp,
5048                            "Changing the encryption format is not supported");
5049                 return -ENOTSUP;
5050             }
5051         } else if (g_str_has_prefix(desc->name, "encrypt.")) {
5052             error_setg(errp,
5053                        "Changing the encryption parameters is not supported");
5054             return -ENOTSUP;
5055         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_CLUSTER_SIZE)) {
5056             cluster_size = qemu_opt_get_size(opts, BLOCK_OPT_CLUSTER_SIZE,
5057                                              cluster_size);
5058             if (cluster_size != s->cluster_size) {
5059                 error_setg(errp, "Changing the cluster size is not supported");
5060                 return -ENOTSUP;
5061             }
5062         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_LAZY_REFCOUNTS)) {
5063             lazy_refcounts = qemu_opt_get_bool(opts, BLOCK_OPT_LAZY_REFCOUNTS,
5064                                                lazy_refcounts);
5065         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_REFCOUNT_BITS)) {
5066             refcount_bits = qemu_opt_get_number(opts, BLOCK_OPT_REFCOUNT_BITS,
5067                                                 refcount_bits);
5068
5069             if (refcount_bits <= 0 || refcount_bits > 64 ||
5070                 !is_power_of_2(refcount_bits))
5071             {
5072                 error_setg(errp, "Refcount width must be a power of two and "
5073                            "may not exceed 64 bits");
5074                 return -EINVAL;
5075             }
5076         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_DATA_FILE)) {
5077             data_file = qemu_opt_get(opts, BLOCK_OPT_DATA_FILE);
5078             if (data_file && !has_data_file(bs)) {
5079                 error_setg(errp, "data-file can only be set for images that "
5080                                  "use an external data file");
5081                 return -EINVAL;
5082             }
5083         } else if (!strcmp(desc->name, BLOCK_OPT_DATA_FILE_RAW)) {
5084             data_file_raw = qemu_opt_get_bool(opts, BLOCK_OPT_DATA_FILE_RAW,
5085                                               data_file_raw);
5086             if (data_file_raw && !data_file_is_raw(bs)) {
5087                 error_setg(errp, "data-file-raw cannot be set on existing "
5088                                  "images");
5089                 return -EINVAL;
5090             }
5091         } else {
5092             /* if this point is reached, this probably means a new option was
5093              * added without having it covered here */
5094             abort();
5095         }
5096
5097         desc++;
5098     }
5099
5100     helper_cb_info = (Qcow2AmendHelperCBInfo){
5101         .original_status_cb = status_cb,
5102         .original_cb_opaque = cb_opaque,
5103         .total_operations = (new_version < old_version)
5104                           + (s->refcount_bits != refcount_bits)
5105     };
5106
5107     /* Upgrade first (some features may require compat=1.1) */
5108     if (new_version > old_version) {
5109         s->qcow_version = new_version;
5110         ret = qcow2_update_header(bs);
5111         if (ret < 0) {
5112             s->qcow_version = old_version;
5113             error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to update the image header");
5114             return ret;
5115         }
5116     }
5117
5118     if (s->refcount_bits != refcount_bits) {
5119         int refcount_order = ctz32(refcount_bits);
5120
5121         if (new_version < 3 && refcount_bits != 16) {
5122             error_setg(errp, "Refcount widths other than 16 bits require "
5123                        "compatibility level 1.1 or above (use compat=1.1 or "
5124                        "greater)");
5125             return -EINVAL;
5126         }
5127
5128         helper_cb_info.current_operation = QCOW2_CHANGING_REFCOUNT_ORDER;
5129         ret = qcow2_change_refcount_order(bs, refcount_order,
5130                                           &qcow2_amend_helper_cb,
5131                                           &helper_cb_info, errp);
5132         if (ret < 0) {
5133             return ret;
5134         }
5135     }
5136
5137     /* data-file-raw blocks backing files, so clear it first if requested */
5138     if (data_file_raw) {
5139         s->autoclear_features |= QCOW2_AUTOCLEAR_DATA_FILE_RAW;
5140     } else {
5141         s->autoclear_features &= ~QCOW2_AUTOCLEAR_DATA_FILE_RAW;
5142     }
5143
5144     if (data_file) {
5145         g_free(s->image_data_file);
5146         s->image_data_file = *data_file ? g_strdup(data_file) : NULL;
5147     }
5148
5149     ret = qcow2_update_header(bs);
5150     if (ret < 0) {
5151         error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to update the image header");
5152         return ret;
5153     }
5154
5155     if (backing_file || backing_format) {
5156         ret = qcow2_change_backing_file(bs,
5157                     backing_file ?: s->image_backing_file,
5158                     backing_format ?: s->image_backing_format);
5159         if (ret < 0) {
5160             error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to change the backing file");
5161             return ret;
5162         }
5163     }
5164
5165     if (s->use_lazy_refcounts != lazy_refcounts) {
5166         if (lazy_refcounts) {
5167             if (new_version < 3) {
5168                 error_setg(errp, "Lazy refcounts only supported with "
5169                            "compatibility level 1.1 and above (use compat=1.1 "
5170                            "or greater)");
5171                 return -EINVAL;
5172             }
5173             s->compatible_features |= QCOW2_COMPAT_LAZY_REFCOUNTS;
5174             ret = qcow2_update_header(bs);
5175             if (ret < 0) {
5176                 s->compatible_features &= ~QCOW2_COMPAT_LAZY_REFCOUNTS;
5177                 error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to update the image header");
5178                 return ret;
5179             }
5180             s->use_lazy_refcounts = true;
5181         } else {
5182             /* make image clean first */
5183             ret = qcow2_mark_clean(bs);
5184             if (ret < 0) {
5185                 error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to make the image clean");
5186                 return ret;
5187             }
5188             /* now disallow lazy refcounts */
5189             s->compatible_features &= ~QCOW2_COMPAT_LAZY_REFCOUNTS;
5190             ret = qcow2_update_header(bs);
5191             if (ret < 0) {
5192                 s->compatible_features |= QCOW2_COMPAT_LAZY_REFCOUNTS;
5193                 error_setg_errno(errp, -ret, "Failed to update the image header");
5194                 return ret;
5195             }
5196             s->use_lazy_refcounts = false;
5197         }
5198     }
5199
5200     if (new_size) {
5201         BlockBackend *blk = blk_new(bdrv_get_aio_context(bs),
5202                                     BLK_PERM_RESIZE, BLK_PERM_ALL);
5203         ret = blk_insert_bs(blk, bs, errp);
5204         if (ret < 0) {
5205             blk_unref(blk);
5206             return ret;
5207         }
5208
5209         ret = blk_truncate(blk, new_size, PREALLOC_MODE_OFF, errp);
5210         blk_unref(blk);
5211         if (ret < 0) {
5212             return ret;
5213         }
5214     }
5215
5216     /* Downgrade last (so unsupported features can be removed before) */
5217     if (new_version < old_version) {
5218         helper_cb_info.current_operation = QCOW2_DOWNGRADING;
5219         ret = qcow2_downgrade(bs, new_version, &qcow2_amend_helper_cb,
5220                               &helper_cb_info, errp);
5221         if (ret < 0) {
5222             return ret;
5223         }
5224     }
5225
5226     return 0;
5227 }
5228
5229 /*
5230  * If offset or size are negative, respectively, they will not be included in
5231  * the BLOCK_IMAGE_CORRUPTED event emitted.
5232  * fatal will be ignored for read-only BDS; corruptions found there will always
5233  * be considered non-fatal.
5234  */
5235 void qcow2_signal_corruption(BlockDriverState *bs, bool fatal, int64_t offset,
5236                              int64_t size, const char *message_format, ...)
5237 {
5238     BDRVQcow2State *s = bs->opaque;
5239     const char *node_name;
5240     char *message;
5241     va_list ap;
5242
5243     fatal = fatal && bdrv_is_writable(bs);
5244
5245     if (s->signaled_corruption &&
5246         (!fatal || (s->incompatible_features & QCOW2_INCOMPAT_CORRUPT)))
5247     {
5248         return;
5249     }
5250
5251     va_start(ap, message_format);
5252     message = g_strdup_vprintf(message_format, ap);
5253     va_end(ap);
5254
5255     if (fatal) {
5256         fprintf(stderr, "qcow2: Marking image as corrupt: %s; further "
5257                 "corruption events will be suppressed\n", message);
5258     } else {
5259         fprintf(stderr, "qcow2: Image is corrupt: %s; further non-fatal "
5260                 "corruption events will be suppressed\n", message);
5261     }
5262
5263     node_name = bdrv_get_node_name(bs);
5264     qapi_event_send_block_image_corrupted(bdrv_get_device_name(bs),
5265                                           *node_name != '\0', node_name,
5266                                           message, offset >= 0, offset,
5267                                           size >= 0, size,
5268                                           fatal);
5269     g_free(message);
5270
5271     if (fatal) {
5272         qcow2_mark_corrupt(bs);
5273         bs->drv = NULL; /* make BDS unusable */
5274     }
5275
5276     s->signaled_corruption = true;
5277 }
5278
5279 static QemuOptsList qcow2_create_opts = {
5280     .name = "qcow2-create-opts",
5281     .head = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(qcow2_create_opts.head),
5282     .desc = {
5283         {
5284             .name = BLOCK_OPT_SIZE,
5285             .type = QEMU_OPT_SIZE,
5286             .help = "Virtual disk size"
5287         },
5288         {
5289             .name = BLOCK_OPT_COMPAT_LEVEL,
5290             .type = QEMU_OPT_STRING,
5291             .help = "Compatibility level (v2 [0.10] or v3 [1.1])"
5292         },
5293         {
5294             .name = BLOCK_OPT_BACKING_FILE,
5295             .type = QEMU_OPT_STRING,
5296             .help = "File name of a base image"
5297         },
5298         {
5299             .name = BLOCK_OPT_BACKING_FMT,
5300             .type = QEMU_OPT_STRING,
5301             .help = "Image format of the base image"
5302         },
5303         {
5304             .name = BLOCK_OPT_DATA_FILE,
5305             .type = QEMU_OPT_STRING,
5306             .help = "File name of an external data file"
5307         },
5308         {
5309             .name = BLOCK_OPT_DATA_FILE_RAW,
5310             .type = QEMU_OPT_BOOL,
5311             .help = "The external data file must stay valid as a raw image"
5312         },
5313         {
5314             .name = BLOCK_OPT_ENCRYPT,
5315             .type = QEMU_OPT_BOOL,
5316             .help = "Encrypt the image with format 'aes'. (Deprecated "
5317                     "in favor of " BLOCK_OPT_ENCRYPT_FORMAT "=aes)",
5318         },
5319         {
5320             .name = BLOCK_OPT_ENCRYPT_FORMAT,
5321             .type = QEMU_OPT_STRING,
5322             .help = "Encrypt the image, format choices: 'aes', 'luks'",
5323         },
5324         BLOCK_CRYPTO_OPT_DEF_KEY_SECRET("encrypt.",
5325             "ID of secret providing qcow AES key or LUKS passphrase"),
5326         BLOCK_CRYPTO_OPT_DEF_LUKS_CIPHER_ALG("encrypt."),
5327         BLOCK_CRYPTO_OPT_DEF_LUKS_CIPHER_MODE("encrypt."),
5328         BLOCK_CRYPTO_OPT_DEF_LUKS_IVGEN_ALG("encrypt."),
5329         BLOCK_CRYPTO_OPT_DEF_LUKS_IVGEN_HASH_ALG("encrypt."),
5330         BLOCK_CRYPTO_OPT_DEF_LUKS_HASH_ALG("encrypt."),
5331         BLOCK_CRYPTO_OPT_DEF_LUKS_ITER_TIME("encrypt."),
5332         {
5333             .name = BLOCK_OPT_CLUSTER_SIZE,
5334             .type = QEMU_OPT_SIZE,
5335             .help = "qcow2 cluster size",
5336             .def_value_str = stringify(DEFAULT_CLUSTER_SIZE)
5337         },
5338         {
5339             .name = BLOCK_OPT_PREALLOC,
5340             .type = QEMU_OPT_STRING,
5341             .help = "Preallocation mode (allowed values: off, metadata, "
5342                     "falloc, full)"
5343         },
5344         {
5345             .name = BLOCK_OPT_LAZY_REFCOUNTS,
5346             .type = QEMU_OPT_BOOL,
5347             .help = "Postpone refcount updates",
5348             .def_value_str = "off"
5349         },
5350         {
5351             .name = BLOCK_OPT_REFCOUNT_BITS,
5352             .type = QEMU_OPT_NUMBER,
5353             .help = "Width of a reference count entry in bits",
5354             .def_value_str = "16"
5355         },
5356         { /* end of list */ }
5357     }
5358 };
5359
5360 static const char *const qcow2_strong_runtime_opts[] = {
5361     "encrypt." BLOCK_CRYPTO_OPT_QCOW_KEY_SECRET,
5362
5363     NULL
5364 };
5365
5366 BlockDriver bdrv_qcow2 = {
5367     .format_name        = "qcow2",
5368     .instance_size      = sizeof(BDRVQcow2State),
5369     .bdrv_probe         = qcow2_probe,
5370     .bdrv_open          = qcow2_open,
5371     .bdrv_close         = qcow2_close,
5372     .bdrv_reopen_prepare  = qcow2_reopen_prepare,
5373     .bdrv_reopen_commit   = qcow2_reopen_commit,
5374     .bdrv_reopen_abort    = qcow2_reopen_abort,
5375     .bdrv_join_options    = qcow2_join_options,
5376     .bdrv_child_perm      = bdrv_format_default_perms,
5377     .bdrv_co_create_opts  = qcow2_co_create_opts,
5378     .bdrv_co_create       = qcow2_co_create,
5379     .bdrv_has_zero_init   = qcow2_has_zero_init,
5380     .bdrv_has_zero_init_truncate = bdrv_has_zero_init_1,
5381     .bdrv_co_block_status = qcow2_co_block_status,
5382
5383     .bdrv_co_preadv_part    = qcow2_co_preadv_part,
5384     .bdrv_co_pwritev_part   = qcow2_co_pwritev_part,
5385     .bdrv_co_flush_to_os    = qcow2_co_flush_to_os,
5386
5387     .bdrv_co_pwrite_zeroes  = qcow2_co_pwrite_zeroes,
5388     .bdrv_co_pdiscard       = qcow2_co_pdiscard,
5389     .bdrv_co_copy_range_from = qcow2_co_copy_range_from,
5390     .bdrv_co_copy_range_to  = qcow2_co_copy_range_to,
5391     .bdrv_co_truncate       = qcow2_co_truncate,
5392     .bdrv_co_pwritev_compressed_part = qcow2_co_pwritev_compressed_part,
5393     .bdrv_make_empty        = qcow2_make_empty,
5394
5395     .bdrv_snapshot_create   = qcow2_snapshot_create,
5396     .bdrv_snapshot_goto     = qcow2_snapshot_goto,
5397     .bdrv_snapshot_delete   = qcow2_snapshot_delete,
5398     .bdrv_snapshot_list     = qcow2_snapshot_list,
5399     .bdrv_snapshot_load_tmp = qcow2_snapshot_load_tmp,
5400     .bdrv_measure           = qcow2_measure,
5401     .bdrv_get_info          = qcow2_get_info,
5402     .bdrv_get_specific_info = qcow2_get_specific_info,
5403
5404     .bdrv_save_vmstate    = qcow2_save_vmstate,
5405     .bdrv_load_vmstate    = qcow2_load_vmstate,
5406
5407     .supports_backing           = true,
5408     .bdrv_change_backing_file   = qcow2_change_backing_file,
5409
5410     .bdrv_refresh_limits        = qcow2_refresh_limits,
5411     .bdrv_co_invalidate_cache   = qcow2_co_invalidate_cache,
5412     .bdrv_inactivate            = qcow2_inactivate,
5413
5414     .create_opts         = &qcow2_create_opts,
5415     .strong_runtime_opts = qcow2_strong_runtime_opts,
5416     .mutable_opts        = mutable_opts,
5417     .bdrv_co_check       = qcow2_co_check,
5418     .bdrv_amend_options  = qcow2_amend_options,
5419
5420     .bdrv_detach_aio_context  = qcow2_detach_aio_context,
5421     .bdrv_attach_aio_context  = qcow2_attach_aio_context,
5422
5423     .bdrv_co_can_store_new_dirty_bitmap = qcow2_co_can_store_new_dirty_bitmap,
5424     .bdrv_co_remove_persistent_dirty_bitmap =
5425             qcow2_co_remove_persistent_dirty_bitmap,
5426 };
5427
5428 static void bdrv_qcow2_init(void)
5429 {
5430     bdrv_register(&bdrv_qcow2);
5431 }
5432
5433 block_init(bdrv_qcow2_init);
This page took 0.326052 seconds and 2 git commands to generate.