block/mirror.c

   1 /*
   2  * Image mirroring
   3  *
   4  * Copyright Red Hat, Inc. 2012
   5  *
   6  * Authors:
   7  *  Paolo Bonzini  <[email protected]>
   8  *
   9  * This work is licensed under the terms of the GNU LGPL, version 2 or later.
  10  * See the COPYING.LIB file in the top-level directory.
  11  *
  12  */
  13
  14 #include "qemu/osdep.h"
  15 #include "trace.h"
  16 #include "block/blockjob.h"
  17 #include "block/block_int.h"
  18 #include "sysemu/block-backend.h"
  19 #include "qapi/error.h"
  20 #include "qapi/qmp/qerror.h"
  21 #include "qemu/ratelimit.h"
  22 #include "qemu/bitmap.h"
  23 #include "qemu/error-report.h"
  24
  25 #define SLICE_TIME    100000000ULL /* ns */
  26 #define MAX_IN_FLIGHT 16
  27 #define DEFAULT_MIRROR_BUF_SIZE   (10 << 20)
  28
  29 /* The mirroring buffer is a list of granularity-sized chunks.
  30  * Free chunks are organized in a list.
  31  */
  32 typedef struct MirrorBuffer {
  33     QSIMPLEQ_ENTRY(MirrorBuffer) next;
  34 } MirrorBuffer;
  35
  36 typedef struct MirrorBlockJob {
  37     BlockJob common;
  38     RateLimit limit;
  39     BlockDriverState *target;
  40     BlockDriverState *base;
  41     /* The name of the graph node to replace */
  42     char *replaces;
  43     /* The BDS to replace */
  44     BlockDriverState *to_replace;
  45     /* Used to block operations on the drive-mirror-replace target */
  46     Error *replace_blocker;
  47     bool is_none_mode;
  48     BlockdevOnError on_source_error, on_target_error;
  49     bool synced;
  50     bool should_complete;
  51     int64_t granularity;
  52     size_t buf_size;
  53     int64_t bdev_length;
  54     unsigned long *cow_bitmap;
  55     BdrvDirtyBitmap *dirty_bitmap;
  56     HBitmapIter hbi;
  57     uint8_t *buf;
  58     QSIMPLEQ_HEAD(, MirrorBuffer) buf_free;
  59     int buf_free_count;
  60
  61     unsigned long *in_flight_bitmap;
  62     int in_flight;
  63     int sectors_in_flight;
  64     int ret;
  65     bool unmap;
  66     bool waiting_for_io;
  67     int target_cluster_sectors;
  68     int max_iov;
  69 } MirrorBlockJob;
  70
  71 typedef struct MirrorOp {
  72     MirrorBlockJob *s;
  73     QEMUIOVector qiov;
  74     int64_t sector_num;
  75     int nb_sectors;
  76 } MirrorOp;
  77
  78 static BlockErrorAction mirror_error_action(MirrorBlockJob *s, bool read,
  79                                             int error)
  80 {
  81     s->synced = false;
  82     if (read) {
  83         return block_job_error_action(&s->common, s->on_source_error,
  84                                       true, error);
  85     } else {
  86         return block_job_error_action(&s->common, s->on_target_error,
  87                                       false, error);
  88     }
  89 }
  90
  91 static void mirror_iteration_done(MirrorOp *op, int ret)
  92 {
  93     MirrorBlockJob *s = op->s;
  94     struct iovec *iov;
  95     int64_t chunk_num;
  96     int i, nb_chunks, sectors_per_chunk;
  97
  98     trace_mirror_iteration_done(s, op->sector_num, op->nb_sectors, ret);
  99
 100     s->in_flight--;
 101     s->sectors_in_flight -= op->nb_sectors;
 102     iov = op->qiov.iov;
 103     for (i = 0; i < op->qiov.niov; i++) {
 104         MirrorBuffer *buf = (MirrorBuffer *) iov[i].iov_base;
 105         QSIMPLEQ_INSERT_TAIL(&s->buf_free, buf, next);
 106         s->buf_free_count++;
 107     }
 108
 109     sectors_per_chunk = s->granularity >> BDRV_SECTOR_BITS;
 110     chunk_num = op->sector_num / sectors_per_chunk;
 111     nb_chunks = DIV_ROUND_UP(op->nb_sectors, sectors_per_chunk);
 112     bitmap_clear(s->in_flight_bitmap, chunk_num, nb_chunks);
 113     if (ret >= 0) {
 114         if (s->cow_bitmap) {
 115             bitmap_set(s->cow_bitmap, chunk_num, nb_chunks);
 116         }
 117         s->common.offset += (uint64_t)op->nb_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE;
 118     }
 119
 120     qemu_iovec_destroy(&op->qiov);
 121     g_free(op);
 122
 123     if (s->waiting_for_io) {
 124         qemu_coroutine_enter(s->common.co, NULL);
 125     }
 126 }
 127
 128 static void mirror_write_complete(void *opaque, int ret)
 129 {
 130     MirrorOp *op = opaque;
 131     MirrorBlockJob *s = op->s;
 132     if (ret < 0) {
 133         BlockErrorAction action;
 134
 135         bdrv_set_dirty_bitmap(s->dirty_bitmap, op->sector_num, op->nb_sectors);
 136         action = mirror_error_action(s, false, -ret);
 137         if (action == BLOCK_ERROR_ACTION_REPORT && s->ret >= 0) {
 138             s->ret = ret;
 139         }
 140     }
 141     mirror_iteration_done(op, ret);
 142 }
 143
 144 static void mirror_read_complete(void *opaque, int ret)
 145 {
 146     MirrorOp *op = opaque;
 147     MirrorBlockJob *s = op->s;
 148     if (ret < 0) {
 149         BlockErrorAction action;
 150
 151         bdrv_set_dirty_bitmap(s->dirty_bitmap, op->sector_num, op->nb_sectors);
 152         action = mirror_error_action(s, true, -ret);
 153         if (action == BLOCK_ERROR_ACTION_REPORT && s->ret >= 0) {
 154             s->ret = ret;
 155         }
 156
 157         mirror_iteration_done(op, ret);
 158         return;
 159     }
 160     bdrv_aio_writev(s->target, op->sector_num, &op->qiov, op->nb_sectors,
 161                     mirror_write_complete, op);
 162 }
 163
 164 static inline void mirror_clip_sectors(MirrorBlockJob *s,
 165                                        int64_t sector_num,
 166                                        int *nb_sectors)
 167 {
 168     *nb_sectors = MIN(*nb_sectors,
 169                       s->bdev_length / BDRV_SECTOR_SIZE - sector_num);
 170 }
 171
 172 /* Round sector_num and/or nb_sectors to target cluster if COW is needed, and
 173  * return the offset of the adjusted tail sector against original. */
 174 static int mirror_cow_align(MirrorBlockJob *s,
 175                             int64_t *sector_num,
 176                             int *nb_sectors)
 177 {
 178     bool need_cow;
 179     int ret = 0;
 180     int chunk_sectors = s->granularity >> BDRV_SECTOR_BITS;
 181     int64_t align_sector_num = *sector_num;
 182     int align_nb_sectors = *nb_sectors;
 183     int max_sectors = chunk_sectors * s->max_iov;
 184
 185     need_cow = !test_bit(*sector_num / chunk_sectors, s->cow_bitmap);
 186     need_cow |= !test_bit((*sector_num + *nb_sectors - 1) / chunk_sectors,
 187                           s->cow_bitmap);
 188     if (need_cow) {
 189         bdrv_round_to_clusters(s->target, *sector_num, *nb_sectors,
 190                                &align_sector_num, &align_nb_sectors);
 191     }
 192
 193     if (align_nb_sectors > max_sectors) {
 194         align_nb_sectors = max_sectors;
 195         if (need_cow) {
 196             align_nb_sectors = QEMU_ALIGN_DOWN(align_nb_sectors,
 197                                                s->target_cluster_sectors);
 198         }
 199     }
 200     /* Clipping may result in align_nb_sectors unaligned to chunk boundary, but
 201      * that doesn't matter because it's already the end of source image. */
 202     mirror_clip_sectors(s, align_sector_num, &align_nb_sectors);
 203
 204     ret = align_sector_num + align_nb_sectors - (*sector_num + *nb_sectors);
 205     *sector_num = align_sector_num;
 206     *nb_sectors = align_nb_sectors;
 207     assert(ret >= 0);
 208     return ret;
 209 }
 210
 211 static inline void mirror_wait_for_io(MirrorBlockJob *s)
 212 {
 213     assert(!s->waiting_for_io);
 214     s->waiting_for_io = true;
 215     qemu_coroutine_yield();
 216     s->waiting_for_io = false;
 217 }
 218
 219 /* Submit async read while handling COW.
 220  * Returns: nb_sectors if no alignment is necessary, or
 221  *          (new_end - sector_num) if tail is rounded up or down due to
 222  *          alignment or buffer limit.
 223  */
 224 static int mirror_do_read(MirrorBlockJob *s, int64_t sector_num,
 225                           int nb_sectors)
 226 {
 227     BlockDriverState *source = s->common.bs;
 228     int sectors_per_chunk, nb_chunks;
 229     int ret = nb_sectors;
 230     MirrorOp *op;
 231
 232     sectors_per_chunk = s->granularity >> BDRV_SECTOR_BITS;
 233
 234     /* We can only handle as much as buf_size at a time. */
 235     nb_sectors = MIN(s->buf_size >> BDRV_SECTOR_BITS, nb_sectors);
 236     assert(nb_sectors);
 237
 238     if (s->cow_bitmap) {
 239         ret += mirror_cow_align(s, &sector_num, &nb_sectors);
 240     }
 241     assert(nb_sectors << BDRV_SECTOR_BITS <= s->buf_size);
 242     /* The sector range must meet granularity because:
 243      * 1) Caller passes in aligned values;
 244      * 2) mirror_cow_align is used only when target cluster is larger. */
 245     assert(!(sector_num % sectors_per_chunk));
 246     nb_chunks = DIV_ROUND_UP(nb_sectors, sectors_per_chunk);
 247
 248     while (s->buf_free_count < nb_chunks) {
 249         trace_mirror_yield_in_flight(s, sector_num, s->in_flight);
 250         mirror_wait_for_io(s);
 251     }
 252
 253     /* Allocate a MirrorOp that is used as an AIO callback.  */
 254     op = g_new(MirrorOp, 1);
 255     op->s = s;
 256     op->sector_num = sector_num;
 257     op->nb_sectors = nb_sectors;
 258
 259     /* Now make a QEMUIOVector taking enough granularity-sized chunks
 260      * from s->buf_free.
 261      */
 262     qemu_iovec_init(&op->qiov, nb_chunks);
 263     while (nb_chunks-- > 0) {
 264         MirrorBuffer *buf = QSIMPLEQ_FIRST(&s->buf_free);
 265         size_t remaining = nb_sectors * BDRV_SECTOR_SIZE - op->qiov.size;
 266
 267         QSIMPLEQ_REMOVE_HEAD(&s->buf_free, next);
 268         s->buf_free_count--;
 269         qemu_iovec_add(&op->qiov, buf, MIN(s->granularity, remaining));
 270     }
 271
 272     /* Copy the dirty cluster.  */
 273     s->in_flight++;
 274     s->sectors_in_flight += nb_sectors;
 275     trace_mirror_one_iteration(s, sector_num, nb_sectors);
 276
 277     bdrv_aio_readv(source, sector_num, &op->qiov, nb_sectors,
 278                    mirror_read_complete, op);
 279     return ret;
 280 }
 281
 282 static void mirror_do_zero_or_discard(MirrorBlockJob *s,
 283                                       int64_t sector_num,
 284                                       int nb_sectors,
 285                                       bool is_discard)
 286 {
 287     MirrorOp *op;
 288
 289     /* Allocate a MirrorOp that is used as an AIO callback. The qiov is zeroed
 290      * so the freeing in mirror_iteration_done is nop. */
 291     op = g_new0(MirrorOp, 1);
 292     op->s = s;
 293     op->sector_num = sector_num;
 294     op->nb_sectors = nb_sectors;
 295
 296     s->in_flight++;
 297     s->sectors_in_flight += nb_sectors;
 298     if (is_discard) {
 299         bdrv_aio_discard(s->target, sector_num, op->nb_sectors,
 300                          mirror_write_complete, op);
 301     } else {
 302         bdrv_aio_write_zeroes(s->target, sector_num, op->nb_sectors,
 303                               s->unmap ? BDRV_REQ_MAY_UNMAP : 0,
 304                               mirror_write_complete, op);
 305     }
 306 }
 307
 308 static uint64_t coroutine_fn mirror_iteration(MirrorBlockJob *s)
 309 {
 310     BlockDriverState *source = s->common.bs;
 311     int64_t sector_num, first_chunk;
 312     uint64_t delay_ns = 0;
 313     /* At least the first dirty chunk is mirrored in one iteration. */
 314     int nb_chunks = 1;
 315     int64_t end = s->bdev_length / BDRV_SECTOR_SIZE;
 316     int sectors_per_chunk = s->granularity >> BDRV_SECTOR_BITS;
 317
 318     sector_num = hbitmap_iter_next(&s->hbi);
 319     if (sector_num < 0) {
 320         bdrv_dirty_iter_init(s->dirty_bitmap, &s->hbi);
 321         sector_num = hbitmap_iter_next(&s->hbi);
 322         trace_mirror_restart_iter(s, bdrv_get_dirty_count(s->dirty_bitmap));
 323         assert(sector_num >= 0);
 324     }
 325
 326     first_chunk = sector_num / sectors_per_chunk;
 327     while (test_bit(first_chunk, s->in_flight_bitmap)) {
 328         trace_mirror_yield_in_flight(s, first_chunk, s->in_flight);
 329         mirror_wait_for_io(s);
 330     }
 331
 332     /* Find the number of consective dirty chunks following the first dirty
 333      * one, and wait for in flight requests in them. */
 334     while (nb_chunks * sectors_per_chunk < (s->buf_size >> BDRV_SECTOR_BITS)) {
 335         int64_t hbitmap_next;
 336         int64_t next_sector = sector_num + nb_chunks * sectors_per_chunk;
 337         int64_t next_chunk = next_sector / sectors_per_chunk;
 338         if (next_sector >= end ||
 339             !bdrv_get_dirty(source, s->dirty_bitmap, next_sector)) {
 340             break;
 341         }
 342         if (test_bit(next_chunk, s->in_flight_bitmap)) {
 343             break;
 344         }
 345
 346         hbitmap_next = hbitmap_iter_next(&s->hbi);
 347         if (hbitmap_next > next_sector || hbitmap_next < 0) {
 348             /* The bitmap iterator's cache is stale, refresh it */
 349             bdrv_set_dirty_iter(&s->hbi, next_sector);
 350             hbitmap_next = hbitmap_iter_next(&s->hbi);
 351         }
 352         assert(hbitmap_next == next_sector);
 353         nb_chunks++;
 354     }
 355
 356     /* Clear dirty bits before querying the block status, because
 357      * calling bdrv_get_block_status_above could yield - if some blocks are
 358      * marked dirty in this window, we need to know.
 359      */
 360     bdrv_reset_dirty_bitmap(s->dirty_bitmap, sector_num,
 361                             nb_chunks * sectors_per_chunk);
 362     bitmap_set(s->in_flight_bitmap, sector_num / sectors_per_chunk, nb_chunks);
 363     while (nb_chunks > 0 && sector_num < end) {
 364         int ret;
 365         int io_sectors;
 366         BlockDriverState *file;
 367         enum MirrorMethod {
 368             MIRROR_METHOD_COPY,
 369             MIRROR_METHOD_ZERO,
 370             MIRROR_METHOD_DISCARD
 371         } mirror_method = MIRROR_METHOD_COPY;
 372
 373         assert(!(sector_num % sectors_per_chunk));
 374         ret = bdrv_get_block_status_above(source, NULL, sector_num,
 375                                           nb_chunks * sectors_per_chunk,
 376                                           &io_sectors, &file);
 377         if (ret < 0) {
 378             io_sectors = nb_chunks * sectors_per_chunk;
 379         }
 380
 381         io_sectors -= io_sectors % sectors_per_chunk;
 382         if (io_sectors < sectors_per_chunk) {
 383             io_sectors = sectors_per_chunk;
 384         } else if (ret >= 0 && !(ret & BDRV_BLOCK_DATA)) {
 385             int64_t target_sector_num;
 386             int target_nb_sectors;
 387             bdrv_round_to_clusters(s->target, sector_num, io_sectors,
 388                                    &target_sector_num, &target_nb_sectors);
 389             if (target_sector_num == sector_num &&
 390                 target_nb_sectors == io_sectors) {
 391                 mirror_method = ret & BDRV_BLOCK_ZERO ?
 392                                     MIRROR_METHOD_ZERO :
 393                                     MIRROR_METHOD_DISCARD;
 394             }
 395         }
 396
 397         mirror_clip_sectors(s, sector_num, &io_sectors);
 398         switch (mirror_method) {
 399         case MIRROR_METHOD_COPY:
 400             io_sectors = mirror_do_read(s, sector_num, io_sectors);
 401             break;
 402         case MIRROR_METHOD_ZERO:
 403             mirror_do_zero_or_discard(s, sector_num, io_sectors, false);
 404             break;
 405         case MIRROR_METHOD_DISCARD:
 406             mirror_do_zero_or_discard(s, sector_num, io_sectors, true);
 407             break;
 408         default:
 409             abort();
 410         }
 411         assert(io_sectors);
 412         sector_num += io_sectors;
 413         nb_chunks -= DIV_ROUND_UP(io_sectors, sectors_per_chunk);
 414         delay_ns += ratelimit_calculate_delay(&s->limit, io_sectors);
 415     }
 416     return delay_ns;
 417 }
 418
 419 static void mirror_free_init(MirrorBlockJob *s)
 420 {
 421     int granularity = s->granularity;
 422     size_t buf_size = s->buf_size;
 423     uint8_t *buf = s->buf;
 424
 425     assert(s->buf_free_count == 0);
 426     QSIMPLEQ_INIT(&s->buf_free);
 427     while (buf_size != 0) {
 428         MirrorBuffer *cur = (MirrorBuffer *)buf;
 429         QSIMPLEQ_INSERT_TAIL(&s->buf_free, cur, next);
 430         s->buf_free_count++;
 431         buf_size -= granularity;
 432         buf += granularity;
 433     }
 434 }
 435
 436 static void mirror_drain(MirrorBlockJob *s)
 437 {
 438     while (s->in_flight > 0) {
 439         mirror_wait_for_io(s);
 440     }
 441 }
 442
 443 typedef struct {
 444     int ret;
 445 } MirrorExitData;
 446
 447 static void mirror_exit(BlockJob *job, void *opaque)
 448 {
 449     MirrorBlockJob *s = container_of(job, MirrorBlockJob, common);
 450     MirrorExitData *data = opaque;
 451     AioContext *replace_aio_context = NULL;
 452     BlockDriverState *src = s->common.bs;
 453
 454     /* Make sure that the source BDS doesn't go away before we called
 455      * block_job_completed(). */
 456     bdrv_ref(src);
 457
 458     if (s->to_replace) {
 459         replace_aio_context = bdrv_get_aio_context(s->to_replace);
 460         aio_context_acquire(replace_aio_context);
 461     }
 462
 463     if (s->should_complete && data->ret == 0) {
 464         BlockDriverState *to_replace = s->common.bs;
 465         if (s->to_replace) {
 466             to_replace = s->to_replace;
 467         }
 468
 469         /* This was checked in mirror_start_job(), but meanwhile one of the
 470          * nodes could have been newly attached to a BlockBackend. */
 471         if (bdrv_has_blk(to_replace) && bdrv_has_blk(s->target)) {
 472             error_report("block job: Can't create node with two BlockBackends");
 473             data->ret = -EINVAL;
 474             goto out;
 475         }
 476
 477         if (bdrv_get_flags(s->target) != bdrv_get_flags(to_replace)) {
 478             bdrv_reopen(s->target, bdrv_get_flags(to_replace), NULL);
 479         }
 480         bdrv_replace_in_backing_chain(to_replace, s->target);
 481         /* We just changed the BDS the job BB refers to */
 482         blk_remove_bs(job->blk);
 483         blk_insert_bs(job->blk, src);
 484     }
 485
 486 out:
 487     if (s->to_replace) {
 488         bdrv_op_unblock_all(s->to_replace, s->replace_blocker);
 489         error_free(s->replace_blocker);
 490         bdrv_unref(s->to_replace);
 491     }
 492     if (replace_aio_context) {
 493         aio_context_release(replace_aio_context);
 494     }
 495     g_free(s->replaces);
 496     bdrv_op_unblock_all(s->target, s->common.blocker);
 497     bdrv_unref(s->target);
 498     block_job_completed(&s->common, data->ret);
 499     g_free(data);
 500     bdrv_drained_end(src);
 501     if (qemu_get_aio_context() == bdrv_get_aio_context(src)) {
 502         aio_enable_external(iohandler_get_aio_context());
 503     }
 504     bdrv_unref(src);
 505 }
 506
 507 static void coroutine_fn mirror_run(void *opaque)
 508 {
 509     MirrorBlockJob *s = opaque;
 510     MirrorExitData *data;
 511     BlockDriverState *bs = s->common.bs;
 512     int64_t sector_num, end, length;
 513     uint64_t last_pause_ns;
 514     BlockDriverInfo bdi;
 515     char backing_filename[2]; /* we only need 2 characters because we are only
 516                                  checking for a NULL string */
 517     int ret = 0;
 518     int n;
 519     int target_cluster_size = BDRV_SECTOR_SIZE;
 520
 521     if (block_job_is_cancelled(&s->common)) {
 522         goto immediate_exit;
 523     }
 524
 525     s->bdev_length = bdrv_getlength(bs);
 526     if (s->bdev_length < 0) {
 527         ret = s->bdev_length;
 528         goto immediate_exit;
 529     } else if (s->bdev_length == 0) {
 530         /* Report BLOCK_JOB_READY and wait for complete. */
 531         block_job_event_ready(&s->common);
 532         s->synced = true;
 533         while (!block_job_is_cancelled(&s->common) && !s->should_complete) {
 534             block_job_yield(&s->common);
 535         }
 536         s->common.cancelled = false;
 537         goto immediate_exit;
 538     }
 539
 540     length = DIV_ROUND_UP(s->bdev_length, s->granularity);
 541     s->in_flight_bitmap = bitmap_new(length);
 542
 543     /* If we have no backing file yet in the destination, we cannot let
 544      * the destination do COW.  Instead, we copy sectors around the
 545      * dirty data if needed.  We need a bitmap to do that.
 546      */
 547     bdrv_get_backing_filename(s->target, backing_filename,
 548                               sizeof(backing_filename));
 549     if (!bdrv_get_info(s->target, &bdi) && bdi.cluster_size) {
 550         target_cluster_size = bdi.cluster_size;
 551     }
 552     if (backing_filename[0] && !s->target->backing
 553         && s->granularity < target_cluster_size) {
 554         s->buf_size = MAX(s->buf_size, target_cluster_size);
 555         s->cow_bitmap = bitmap_new(length);
 556     }
 557     s->target_cluster_sectors = target_cluster_size >> BDRV_SECTOR_BITS;
 558     s->max_iov = MIN(s->common.bs->bl.max_iov, s->target->bl.max_iov);
 559
 560     end = s->bdev_length / BDRV_SECTOR_SIZE;
 561     s->buf = qemu_try_blockalign(bs, s->buf_size);
 562     if (s->buf == NULL) {
 563         ret = -ENOMEM;
 564         goto immediate_exit;
 565     }
 566
 567     mirror_free_init(s);
 568
 569     last_pause_ns = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_REALTIME);
 570     if (!s->is_none_mode) {
 571         /* First part, loop on the sectors and initialize the dirty bitmap.  */
 572         BlockDriverState *base = s->base;
 573         bool mark_all_dirty = s->base == NULL && !bdrv_has_zero_init(s->target);
 574
 575         for (sector_num = 0; sector_num < end; ) {
 576             /* Just to make sure we are not exceeding int limit. */
 577             int nb_sectors = MIN(INT_MAX >> BDRV_SECTOR_BITS,
 578                                  end - sector_num);
 579             int64_t now = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_REALTIME);
 580
 581             if (now - last_pause_ns > SLICE_TIME) {
 582                 last_pause_ns = now;
 583                 block_job_sleep_ns(&s->common, QEMU_CLOCK_REALTIME, 0);
 584             }
 585
 586             if (block_job_is_cancelled(&s->common)) {
 587                 goto immediate_exit;
 588             }
 589
 590             ret = bdrv_is_allocated_above(bs, base, sector_num, nb_sectors, &n);
 591
 592             if (ret < 0) {
 593                 goto immediate_exit;
 594             }
 595
 596             assert(n > 0);
 597             if (ret == 1 || mark_all_dirty) {
 598                 bdrv_set_dirty_bitmap(s->dirty_bitmap, sector_num, n);
 599             }
 600             sector_num += n;
 601         }
 602     }
 603
 604     bdrv_dirty_iter_init(s->dirty_bitmap, &s->hbi);
 605     for (;;) {
 606         uint64_t delay_ns = 0;
 607         int64_t cnt;
 608         bool should_complete;
 609
 610         if (s->ret < 0) {
 611             ret = s->ret;
 612             goto immediate_exit;
 613         }
 614
 615         cnt = bdrv_get_dirty_count(s->dirty_bitmap);
 616         /* s->common.offset contains the number of bytes already processed so
 617          * far, cnt is the number of dirty sectors remaining and
 618          * s->sectors_in_flight is the number of sectors currently being
 619          * processed; together those are the current total operation length */
 620         s->common.len = s->common.offset +
 621                         (cnt + s->sectors_in_flight) * BDRV_SECTOR_SIZE;
 622
 623         /* Note that even when no rate limit is applied we need to yield
 624          * periodically with no pending I/O so that bdrv_drain_all() returns.
 625          * We do so every SLICE_TIME nanoseconds, or when there is an error,
 626          * or when the source is clean, whichever comes first.
 627          */
 628         if (qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_REALTIME) - last_pause_ns < SLICE_TIME &&
 629             s->common.iostatus == BLOCK_DEVICE_IO_STATUS_OK) {
 630             if (s->in_flight == MAX_IN_FLIGHT || s->buf_free_count == 0 ||
 631                 (cnt == 0 && s->in_flight > 0)) {
 632                 trace_mirror_yield(s, s->in_flight, s->buf_free_count, cnt);
 633                 mirror_wait_for_io(s);
 634                 continue;
 635             } else if (cnt != 0) {
 636                 delay_ns = mirror_iteration(s);
 637             }
 638         }
 639
 640         should_complete = false;
 641         if (s->in_flight == 0 && cnt == 0) {
 642             trace_mirror_before_flush(s);
 643             ret = bdrv_flush(s->target);
 644             if (ret < 0) {
 645                 if (mirror_error_action(s, false, -ret) ==
 646                     BLOCK_ERROR_ACTION_REPORT) {
 647                     goto immediate_exit;
 648                 }
 649             } else {
 650                 /* We're out of the streaming phase.  From now on, if the job
 651                  * is cancelled we will actually complete all pending I/O and
 652                  * report completion.  This way, block-job-cancel will leave
 653                  * the target in a consistent state.
 654                  */
 655                 if (!s->synced) {
 656                     block_job_event_ready(&s->common);
 657                     s->synced = true;
 658                 }
 659
 660                 should_complete = s->should_complete ||
 661                     block_job_is_cancelled(&s->common);
 662                 cnt = bdrv_get_dirty_count(s->dirty_bitmap);
 663             }
 664         }
 665
 666         if (cnt == 0 && should_complete) {
 667             /* The dirty bitmap is not updated while operations are pending.
 668              * If we're about to exit, wait for pending operations before
 669              * calling bdrv_get_dirty_count(bs), or we may exit while the
 670              * source has dirty data to copy!
 671              *
 672              * Note that I/O can be submitted by the guest while
 673              * mirror_populate runs.
 674              */
 675             trace_mirror_before_drain(s, cnt);
 676             bdrv_co_drain(bs);
 677             cnt = bdrv_get_dirty_count(s->dirty_bitmap);
 678         }
 679
 680         ret = 0;
 681         trace_mirror_before_sleep(s, cnt, s->synced, delay_ns);
 682         if (!s->synced) {
 683             block_job_sleep_ns(&s->common, QEMU_CLOCK_REALTIME, delay_ns);
 684             if (block_job_is_cancelled(&s->common)) {
 685                 break;
 686             }
 687         } else if (!should_complete) {
 688             delay_ns = (s->in_flight == 0 && cnt == 0 ? SLICE_TIME : 0);
 689             block_job_sleep_ns(&s->common, QEMU_CLOCK_REALTIME, delay_ns);
 690         } else if (cnt == 0) {
 691             /* The two disks are in sync.  Exit and report successful
 692              * completion.
 693              */
 694             assert(QLIST_EMPTY(&bs->tracked_requests));
 695             s->common.cancelled = false;
 696             break;
 697         }
 698         last_pause_ns = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_REALTIME);
 699     }
 700
 701 immediate_exit:
 702     if (s->in_flight > 0) {
 703         /* We get here only if something went wrong.  Either the job failed,
 704          * or it was cancelled prematurely so that we do not guarantee that
 705          * the target is a copy of the source.
 706          */
 707         assert(ret < 0 || (!s->synced && block_job_is_cancelled(&s->common)));
 708         mirror_drain(s);
 709     }
 710
 711     assert(s->in_flight == 0);
 712     qemu_vfree(s->buf);
 713     g_free(s->cow_bitmap);
 714     g_free(s->in_flight_bitmap);
 715     bdrv_release_dirty_bitmap(bs, s->dirty_bitmap);
 716
 717     data = g_malloc(sizeof(*data));
 718     data->ret = ret;
 719     /* Before we switch to target in mirror_exit, make sure data doesn't
 720      * change. */
 721     bdrv_drained_begin(s->common.bs);
 722     if (qemu_get_aio_context() == bdrv_get_aio_context(bs)) {
 723         /* FIXME: virtio host notifiers run on iohandler_ctx, therefore the
 724          * above bdrv_drained_end isn't enough to quiesce it. This is ugly, we
 725          * need a block layer API change to achieve this. */
 726         aio_disable_external(iohandler_get_aio_context());
 727     }
 728     block_job_defer_to_main_loop(&s->common, mirror_exit, data);
 729 }
 730
 731 static void mirror_set_speed(BlockJob *job, int64_t speed, Error **errp)
 732 {
 733     MirrorBlockJob *s = container_of(job, MirrorBlockJob, common);
 734
 735     if (speed < 0) {
 736         error_setg(errp, QERR_INVALID_PARAMETER, "speed");
 737         return;
 738     }
 739     ratelimit_set_speed(&s->limit, speed / BDRV_SECTOR_SIZE, SLICE_TIME);
 740 }
 741
 742 static void mirror_complete(BlockJob *job, Error **errp)
 743 {
 744     MirrorBlockJob *s = container_of(job, MirrorBlockJob, common);
 745     Error *local_err = NULL;
 746     int ret;
 747
 748     ret = bdrv_open_backing_file(s->target, NULL, "backing", &local_err);
 749     if (ret < 0) {
 750         error_propagate(errp, local_err);
 751         return;
 752     }
 753     if (!s->synced) {
 754         error_setg(errp, QERR_BLOCK_JOB_NOT_READY, job->id);
 755         return;
 756     }
 757
 758     /* check the target bs is not blocked and block all operations on it */
 759     if (s->replaces) {
 760         AioContext *replace_aio_context;
 761
 762         s->to_replace = bdrv_find_node(s->replaces);
 763         if (!s->to_replace) {
 764             error_setg(errp, "Node name '%s' not found", s->replaces);
 765             return;
 766         }
 767
 768         replace_aio_context = bdrv_get_aio_context(s->to_replace);
 769         aio_context_acquire(replace_aio_context);
 770
 771         error_setg(&s->replace_blocker,
 772                    "block device is in use by block-job-complete");
 773         bdrv_op_block_all(s->to_replace, s->replace_blocker);
 774         bdrv_ref(s->to_replace);
 775
 776         aio_context_release(replace_aio_context);
 777     }
 778
 779     s->should_complete = true;
 780     block_job_enter(&s->common);
 781 }
 782
 783 static const BlockJobDriver mirror_job_driver = {
 784     .instance_size = sizeof(MirrorBlockJob),
 785     .job_type      = BLOCK_JOB_TYPE_MIRROR,
 786     .set_speed     = mirror_set_speed,
 787     .complete      = mirror_complete,
 788 };
 789
 790 static const BlockJobDriver commit_active_job_driver = {
 791     .instance_size = sizeof(MirrorBlockJob),
 792     .job_type      = BLOCK_JOB_TYPE_COMMIT,
 793     .set_speed     = mirror_set_speed,
 794     .complete      = mirror_complete,
 795 };
 796
 797 static void mirror_start_job(BlockDriverState *bs, BlockDriverState *target,
 798                              const char *replaces,
 799                              int64_t speed, uint32_t granularity,
 800                              int64_t buf_size,
 801                              BlockdevOnError on_source_error,
 802                              BlockdevOnError on_target_error,
 803                              bool unmap,
 804                              BlockCompletionFunc *cb,
 805                              void *opaque, Error **errp,
 806                              const BlockJobDriver *driver,
 807                              bool is_none_mode, BlockDriverState *base)
 808 {
 809     MirrorBlockJob *s;
 810     BlockDriverState *replaced_bs;
 811
 812     if (granularity == 0) {
 813         granularity = bdrv_get_default_bitmap_granularity(target);
 814     }
 815
 816     assert ((granularity & (granularity - 1)) == 0);
 817
 818     if (buf_size < 0) {
 819         error_setg(errp, "Invalid parameter 'buf-size'");
 820         return;
 821     }
 822
 823     if (buf_size == 0) {
 824         buf_size = DEFAULT_MIRROR_BUF_SIZE;
 825     }
 826
 827     /* We can't support this case as long as the block layer can't handle
 828      * multiple BlockBackends per BlockDriverState. */
 829     if (replaces) {
 830         replaced_bs = bdrv_lookup_bs(replaces, replaces, errp);
 831         if (replaced_bs == NULL) {
 832             return;
 833         }
 834     } else {
 835         replaced_bs = bs;
 836     }
 837     if (bdrv_has_blk(replaced_bs) && bdrv_has_blk(target)) {
 838         error_setg(errp, "Can't create node with two BlockBackends");
 839         return;
 840     }
 841
 842     s = block_job_create(driver, bs, speed, cb, opaque, errp);
 843     if (!s) {
 844         return;
 845     }
 846
 847     s->replaces = g_strdup(replaces);
 848     s->on_source_error = on_source_error;
 849     s->on_target_error = on_target_error;
 850     s->target = target;
 851     s->is_none_mode = is_none_mode;
 852     s->base = base;
 853     s->granularity = granularity;
 854     s->buf_size = ROUND_UP(buf_size, granularity);
 855     s->unmap = unmap;
 856
 857     s->dirty_bitmap = bdrv_create_dirty_bitmap(bs, granularity, NULL, errp);
 858     if (!s->dirty_bitmap) {
 859         g_free(s->replaces);
 860         block_job_unref(&s->common);
 861         return;
 862     }
 863
 864     bdrv_op_block_all(s->target, s->common.blocker);
 865
 866     s->common.co = qemu_coroutine_create(mirror_run);
 867     trace_mirror_start(bs, s, s->common.co, opaque);
 868     qemu_coroutine_enter(s->common.co, s);
 869 }
 870
 871 void mirror_start(BlockDriverState *bs, BlockDriverState *target,
 872                   const char *replaces,
 873                   int64_t speed, uint32_t granularity, int64_t buf_size,
 874                   MirrorSyncMode mode, BlockdevOnError on_source_error,
 875                   BlockdevOnError on_target_error,
 876                   bool unmap,
 877                   BlockCompletionFunc *cb,
 878                   void *opaque, Error **errp)
 879 {
 880     bool is_none_mode;
 881     BlockDriverState *base;
 882
 883     if (mode == MIRROR_SYNC_MODE_INCREMENTAL) {
 884         error_setg(errp, "Sync mode 'incremental' not supported");
 885         return;
 886     }
 887     is_none_mode = mode == MIRROR_SYNC_MODE_NONE;
 888     base = mode == MIRROR_SYNC_MODE_TOP ? backing_bs(bs) : NULL;
 889     mirror_start_job(bs, target, replaces,
 890                      speed, granularity, buf_size,
 891                      on_source_error, on_target_error, unmap, cb, opaque, errp,
 892                      &mirror_job_driver, is_none_mode, base);
 893 }
 894
 895 void commit_active_start(BlockDriverState *bs, BlockDriverState *base,
 896                          int64_t speed,
 897                          BlockdevOnError on_error,
 898                          BlockCompletionFunc *cb,
 899                          void *opaque, Error **errp)
 900 {
 901     int64_t length, base_length;
 902     int orig_base_flags;
 903     int ret;
 904     Error *local_err = NULL;
 905
 906     orig_base_flags = bdrv_get_flags(base);
 907
 908     if (bdrv_reopen(base, bs->open_flags, errp)) {
 909         return;
 910     }
 911
 912     length = bdrv_getlength(bs);
 913     if (length < 0) {
 914         error_setg_errno(errp, -length,
 915                          "Unable to determine length of %s", bs->filename);
 916         goto error_restore_flags;
 917     }
 918
 919     base_length = bdrv_getlength(base);
 920     if (base_length < 0) {
 921         error_setg_errno(errp, -base_length,
 922                          "Unable to determine length of %s", base->filename);
 923         goto error_restore_flags;
 924     }
 925
 926     if (length > base_length) {
 927         ret = bdrv_truncate(base, length);
 928         if (ret < 0) {
 929             error_setg_errno(errp, -ret,
 930                             "Top image %s is larger than base image %s, and "
 931                              "resize of base image failed",
 932                              bs->filename, base->filename);
 933             goto error_restore_flags;
 934         }
 935     }
 936
 937     bdrv_ref(base);
 938     mirror_start_job(bs, base, NULL, speed, 0, 0,
 939                      on_error, on_error, false, cb, opaque, &local_err,
 940                      &commit_active_job_driver, false, base);
 941     if (local_err) {
 942         error_propagate(errp, local_err);
 943         goto error_restore_flags;
 944     }
 945
 946     return;
 947
 948 error_restore_flags:
 949     /* ignore error and errp for bdrv_reopen, because we want to propagate
 950      * the original error */
 951     bdrv_reopen(base, orig_base_flags, NULL);
 952     return;
 953 }