Implement and use shared memory framebuffer device rendering reoutine.
[qemu] / 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 #include "qemu-common.h"
25 #include "block_int.h"
26 #include <zlib.h>
27 #include "aes.h"
28 #include <assert.h>
29
30 /*
31   Differences with QCOW:
32
33   - Support for multiple incremental snapshots.
34   - Memory management by reference counts.
35   - Clusters which have a reference count of one have the bit
36     QCOW_OFLAG_COPIED to optimize write performance.
37   - Size of compressed clusters is stored in sectors to reduce bit usage
38     in the cluster offsets.
39   - Support for storing additional data (such as the VM state) in the
40     snapshots.
41   - If a backing store is used, the cluster size is not constrained
42     (could be backported to QCOW).
43   - L2 tables have always a size of one cluster.
44 */
45
46 //#define DEBUG_ALLOC
47 //#define DEBUG_ALLOC2
48 //#define DEBUG_EXT
49
50 #define QCOW_MAGIC (('Q' << 24) | ('F' << 16) | ('I' << 8) | 0xfb)
51 #define QCOW_VERSION 2
52
53 #define QCOW_CRYPT_NONE 0
54 #define QCOW_CRYPT_AES  1
55
56 #define QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS 32
57
58 /* indicate that the refcount of the referenced cluster is exactly one. */
59 #define QCOW_OFLAG_COPIED     (1LL << 63)
60 /* indicate that the cluster is compressed (they never have the copied flag) */
61 #define QCOW_OFLAG_COMPRESSED (1LL << 62)
62
63 #define REFCOUNT_SHIFT 1 /* refcount size is 2 bytes */
64
65 typedef struct QCowHeader {
66     uint32_t magic;
67     uint32_t version;
68     uint64_t backing_file_offset;
69     uint32_t backing_file_size;
70     uint32_t cluster_bits;
71     uint64_t size; /* in bytes */
72     uint32_t crypt_method;
73     uint32_t l1_size; /* XXX: save number of clusters instead ? */
74     uint64_t l1_table_offset;
75     uint64_t refcount_table_offset;
76     uint32_t refcount_table_clusters;
77     uint32_t nb_snapshots;
78     uint64_t snapshots_offset;
79 } QCowHeader;
80
81
82 typedef struct {
83     uint32_t magic;
84     uint32_t len;
85 } QCowExtension;
86 #define  QCOW_EXT_MAGIC_END 0
87 #define  QCOW_EXT_MAGIC_BACKING_FORMAT 0xE2792ACA
88
89
90 typedef struct __attribute__((packed)) QCowSnapshotHeader {
91     /* header is 8 byte aligned */
92     uint64_t l1_table_offset;
93
94     uint32_t l1_size;
95     uint16_t id_str_size;
96     uint16_t name_size;
97
98     uint32_t date_sec;
99     uint32_t date_nsec;
100
101     uint64_t vm_clock_nsec;
102
103     uint32_t vm_state_size;
104     uint32_t extra_data_size; /* for extension */
105     /* extra data follows */
106     /* id_str follows */
107     /* name follows  */
108 } QCowSnapshotHeader;
109
110 #define L2_CACHE_SIZE 16
111
112 typedef struct QCowSnapshot {
113     uint64_t l1_table_offset;
114     uint32_t l1_size;
115     char *id_str;
116     char *name;
117     uint32_t vm_state_size;
118     uint32_t date_sec;
119     uint32_t date_nsec;
120     uint64_t vm_clock_nsec;
121 } QCowSnapshot;
122
123 typedef struct BDRVQcowState {
124     BlockDriverState *hd;
125     int cluster_bits;
126     int cluster_size;
127     int cluster_sectors;
128     int l2_bits;
129     int l2_size;
130     int l1_size;
131     int l1_vm_state_index;
132     int csize_shift;
133     int csize_mask;
134     uint64_t cluster_offset_mask;
135     uint64_t l1_table_offset;
136     uint64_t *l1_table;
137     uint64_t *l2_cache;
138     uint64_t l2_cache_offsets[L2_CACHE_SIZE];
139     uint32_t l2_cache_counts[L2_CACHE_SIZE];
140     uint8_t *cluster_cache;
141     uint8_t *cluster_data;
142     uint64_t cluster_cache_offset;
143
144     uint64_t *refcount_table;
145     uint64_t refcount_table_offset;
146     uint32_t refcount_table_size;
147     uint64_t refcount_block_cache_offset;
148     uint16_t *refcount_block_cache;
149     int64_t free_cluster_index;
150     int64_t free_byte_offset;
151
152     uint32_t crypt_method; /* current crypt method, 0 if no key yet */
153     uint32_t crypt_method_header;
154     AES_KEY aes_encrypt_key;
155     AES_KEY aes_decrypt_key;
156     uint64_t snapshots_offset;
157     int snapshots_size;
158     int nb_snapshots;
159     QCowSnapshot *snapshots;
160 } BDRVQcowState;
161
162 static int decompress_cluster(BDRVQcowState *s, uint64_t cluster_offset);
163 static int qcow_read(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
164                      uint8_t *buf, int nb_sectors);
165 static int qcow_read_snapshots(BlockDriverState *bs);
166 static void qcow_free_snapshots(BlockDriverState *bs);
167 static int refcount_init(BlockDriverState *bs);
168 static void refcount_close(BlockDriverState *bs);
169 static int get_refcount(BlockDriverState *bs, int64_t cluster_index);
170 static int update_cluster_refcount(BlockDriverState *bs,
171                                    int64_t cluster_index,
172                                    int addend);
173 static void update_refcount(BlockDriverState *bs,
174                             int64_t offset, int64_t length,
175                             int addend);
176 static int64_t alloc_clusters(BlockDriverState *bs, int64_t size);
177 static int64_t alloc_bytes(BlockDriverState *bs, int size);
178 static void free_clusters(BlockDriverState *bs,
179                           int64_t offset, int64_t size);
180 #ifdef DEBUG_ALLOC
181 static void check_refcounts(BlockDriverState *bs);
182 #endif
183
184 static int qcow_probe(const uint8_t *buf, int buf_size, const char *filename)
185 {
186     const QCowHeader *cow_header = (const void *)buf;
187
188     if (buf_size >= sizeof(QCowHeader) &&
189         be32_to_cpu(cow_header->magic) == QCOW_MAGIC &&
190         be32_to_cpu(cow_header->version) == QCOW_VERSION)
191         return 100;
192     else
193         return 0;
194 }
195
196
197 /* 
198  * read qcow2 extension and fill bs
199  * start reading from start_offset
200  * finish reading upon magic of value 0 or when end_offset reached
201  * unknown magic is skipped (future extension this version knows nothing about)
202  * return 0 upon success, non-0 otherwise
203  */
204 static int qcow_read_extensions(BlockDriverState *bs, uint64_t start_offset,
205                                 uint64_t end_offset)
206 {
207     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
208     QCowExtension ext;
209     uint64_t offset;
210
211 #ifdef DEBUG_EXT
212     printf("qcow_read_extensions: start=%ld end=%ld\n", start_offset, end_offset);
213 #endif
214     offset = start_offset;
215     while (offset < end_offset) {
216
217 #ifdef DEBUG_EXT
218         /* Sanity check */
219         if (offset > s->cluster_size)
220             printf("qcow_handle_extension: suspicious offset %lu\n", offset);
221
222         printf("attemting to read extended header in offset %lu\n", offset);
223 #endif
224
225         if (bdrv_pread(s->hd, offset, &ext, sizeof(ext)) != sizeof(ext)) {
226             fprintf(stderr, "qcow_handle_extension: ERROR: pread fail from offset %llu\n",
227                     (unsigned long long)offset);
228             return 1;
229         }
230         be32_to_cpus(&ext.magic);
231         be32_to_cpus(&ext.len);
232         offset += sizeof(ext);
233 #ifdef DEBUG_EXT
234         printf("ext.magic = 0x%x\n", ext.magic);
235 #endif
236         switch (ext.magic) {
237         case QCOW_EXT_MAGIC_END:
238             return 0;
239
240         case QCOW_EXT_MAGIC_BACKING_FORMAT:
241             if (ext.len >= sizeof(bs->backing_format)) {
242                 fprintf(stderr, "ERROR: ext_backing_format: len=%u too large"
243                         " (>=%zu)\n",
244                         ext.len, sizeof(bs->backing_format));
245                 return 2;
246             }
247             if (bdrv_pread(s->hd, offset , bs->backing_format,
248                            ext.len) != ext.len)
249                 return 3;
250             bs->backing_format[ext.len] = '\0';
251 #ifdef DEBUG_EXT
252             printf("Qcow2: Got format extension %s\n", bs->backing_format);
253 #endif
254             offset += ((ext.len + 7) & ~7);
255             break;
256
257         default:
258             /* unknown magic -- just skip it */
259             offset += ((ext.len + 7) & ~7);
260             break;
261         }
262     }
263
264     return 0;
265 }
266
267
268 static int qcow_open(BlockDriverState *bs, const char *filename, int flags)
269 {
270     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
271     int len, i, shift, ret;
272     QCowHeader header;
273     uint64_t ext_end;
274
275     /* Performance is terrible right now with cache=writethrough due mainly
276      * to reference count updates.  If the user does not explicitly specify
277      * a caching type, force to writeback caching.
278      */
279     if ((flags & BDRV_O_CACHE_DEF)) {
280         flags |= BDRV_O_CACHE_WB;
281         flags &= ~BDRV_O_CACHE_DEF;
282     }
283     ret = bdrv_file_open(&s->hd, filename, flags);
284     if (ret < 0)
285         return ret;
286     if (bdrv_pread(s->hd, 0, &header, sizeof(header)) != sizeof(header))
287         goto fail;
288     be32_to_cpus(&header.magic);
289     be32_to_cpus(&header.version);
290     be64_to_cpus(&header.backing_file_offset);
291     be32_to_cpus(&header.backing_file_size);
292     be64_to_cpus(&header.size);
293     be32_to_cpus(&header.cluster_bits);
294     be32_to_cpus(&header.crypt_method);
295     be64_to_cpus(&header.l1_table_offset);
296     be32_to_cpus(&header.l1_size);
297     be64_to_cpus(&header.refcount_table_offset);
298     be32_to_cpus(&header.refcount_table_clusters);
299     be64_to_cpus(&header.snapshots_offset);
300     be32_to_cpus(&header.nb_snapshots);
301
302     if (header.magic != QCOW_MAGIC || header.version != QCOW_VERSION)
303         goto fail;
304     if (header.size <= 1 ||
305         header.cluster_bits < 9 ||
306         header.cluster_bits > 16)
307         goto fail;
308     if (header.crypt_method > QCOW_CRYPT_AES)
309         goto fail;
310     s->crypt_method_header = header.crypt_method;
311     if (s->crypt_method_header)
312         bs->encrypted = 1;
313     s->cluster_bits = header.cluster_bits;
314     s->cluster_size = 1 << s->cluster_bits;
315     s->cluster_sectors = 1 << (s->cluster_bits - 9);
316     s->l2_bits = s->cluster_bits - 3; /* L2 is always one cluster */
317     s->l2_size = 1 << s->l2_bits;
318     bs->total_sectors = header.size / 512;
319     s->csize_shift = (62 - (s->cluster_bits - 8));
320     s->csize_mask = (1 << (s->cluster_bits - 8)) - 1;
321     s->cluster_offset_mask = (1LL << s->csize_shift) - 1;
322     s->refcount_table_offset = header.refcount_table_offset;
323     s->refcount_table_size =
324         header.refcount_table_clusters << (s->cluster_bits - 3);
325
326     s->snapshots_offset = header.snapshots_offset;
327     s->nb_snapshots = header.nb_snapshots;
328
329     /* read the level 1 table */
330     s->l1_size = header.l1_size;
331     shift = s->cluster_bits + s->l2_bits;
332     s->l1_vm_state_index = (header.size + (1LL << shift) - 1) >> shift;
333     /* the L1 table must contain at least enough entries to put
334        header.size bytes */
335     if (s->l1_size < s->l1_vm_state_index)
336         goto fail;
337     s->l1_table_offset = header.l1_table_offset;
338     s->l1_table = qemu_malloc(s->l1_size * sizeof(uint64_t));
339     if (bdrv_pread(s->hd, s->l1_table_offset, s->l1_table, s->l1_size * sizeof(uint64_t)) !=
340         s->l1_size * sizeof(uint64_t))
341         goto fail;
342     for(i = 0;i < s->l1_size; i++) {
343         be64_to_cpus(&s->l1_table[i]);
344     }
345     /* alloc L2 cache */
346     s->l2_cache = qemu_malloc(s->l2_size * L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint64_t));
347     s->cluster_cache = qemu_malloc(s->cluster_size);
348     /* one more sector for decompressed data alignment */
349     s->cluster_data = qemu_malloc(QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_size
350                                   + 512);
351     s->cluster_cache_offset = -1;
352
353     if (refcount_init(bs) < 0)
354         goto fail;
355
356     /* read qcow2 extensions */
357     if (header.backing_file_offset)
358         ext_end = header.backing_file_offset;
359     else
360         ext_end = s->cluster_size;
361     if (qcow_read_extensions(bs, sizeof(header), ext_end))
362         goto fail;
363
364     /* read the backing file name */
365     if (header.backing_file_offset != 0) {
366         len = header.backing_file_size;
367         if (len > 1023)
368             len = 1023;
369         if (bdrv_pread(s->hd, header.backing_file_offset, bs->backing_file, len) != len)
370             goto fail;
371         bs->backing_file[len] = '\0';
372     }
373     if (qcow_read_snapshots(bs) < 0)
374         goto fail;
375
376 #ifdef DEBUG_ALLOC
377     check_refcounts(bs);
378 #endif
379     return 0;
380
381  fail:
382     qcow_free_snapshots(bs);
383     refcount_close(bs);
384     qemu_free(s->l1_table);
385     qemu_free(s->l2_cache);
386     qemu_free(s->cluster_cache);
387     qemu_free(s->cluster_data);
388     bdrv_delete(s->hd);
389     return -1;
390 }
391
392 static int qcow_set_key(BlockDriverState *bs, const char *key)
393 {
394     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
395     uint8_t keybuf[16];
396     int len, i;
397
398     memset(keybuf, 0, 16);
399     len = strlen(key);
400     if (len > 16)
401         len = 16;
402     /* XXX: we could compress the chars to 7 bits to increase
403        entropy */
404     for(i = 0;i < len;i++) {
405         keybuf[i] = key[i];
406     }
407     s->crypt_method = s->crypt_method_header;
408
409     if (AES_set_encrypt_key(keybuf, 128, &s->aes_encrypt_key) != 0)
410         return -1;
411     if (AES_set_decrypt_key(keybuf, 128, &s->aes_decrypt_key) != 0)
412         return -1;
413 #if 0
414     /* test */
415     {
416         uint8_t in[16];
417         uint8_t out[16];
418         uint8_t tmp[16];
419         for(i=0;i<16;i++)
420             in[i] = i;
421         AES_encrypt(in, tmp, &s->aes_encrypt_key);
422         AES_decrypt(tmp, out, &s->aes_decrypt_key);
423         for(i = 0; i < 16; i++)
424             printf(" %02x", tmp[i]);
425         printf("\n");
426         for(i = 0; i < 16; i++)
427             printf(" %02x", out[i]);
428         printf("\n");
429     }
430 #endif
431     return 0;
432 }
433
434 /* The crypt function is compatible with the linux cryptoloop
435    algorithm for < 4 GB images. NOTE: out_buf == in_buf is
436    supported */
437 static void encrypt_sectors(BDRVQcowState *s, int64_t sector_num,
438                             uint8_t *out_buf, const uint8_t *in_buf,
439                             int nb_sectors, int enc,
440                             const AES_KEY *key)
441 {
442     union {
443         uint64_t ll[2];
444         uint8_t b[16];
445     } ivec;
446     int i;
447
448     for(i = 0; i < nb_sectors; i++) {
449         ivec.ll[0] = cpu_to_le64(sector_num);
450         ivec.ll[1] = 0;
451         AES_cbc_encrypt(in_buf, out_buf, 512, key,
452                         ivec.b, enc);
453         sector_num++;
454         in_buf += 512;
455         out_buf += 512;
456     }
457 }
458
459 static int copy_sectors(BlockDriverState *bs, uint64_t start_sect,
460                         uint64_t cluster_offset, int n_start, int n_end)
461 {
462     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
463     int n, ret;
464
465     n = n_end - n_start;
466     if (n <= 0)
467         return 0;
468     ret = qcow_read(bs, start_sect + n_start, s->cluster_data, n);
469     if (ret < 0)
470         return ret;
471     if (s->crypt_method) {
472         encrypt_sectors(s, start_sect + n_start,
473                         s->cluster_data,
474                         s->cluster_data, n, 1,
475                         &s->aes_encrypt_key);
476     }
477     ret = bdrv_write(s->hd, (cluster_offset >> 9) + n_start,
478                      s->cluster_data, n);
479     if (ret < 0)
480         return ret;
481     return 0;
482 }
483
484 static void l2_cache_reset(BlockDriverState *bs)
485 {
486     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
487
488     memset(s->l2_cache, 0, s->l2_size * L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint64_t));
489     memset(s->l2_cache_offsets, 0, L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint64_t));
490     memset(s->l2_cache_counts, 0, L2_CACHE_SIZE * sizeof(uint32_t));
491 }
492
493 static inline int l2_cache_new_entry(BlockDriverState *bs)
494 {
495     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
496     uint32_t min_count;
497     int min_index, i;
498
499     /* find a new entry in the least used one */
500     min_index = 0;
501     min_count = 0xffffffff;
502     for(i = 0; i < L2_CACHE_SIZE; i++) {
503         if (s->l2_cache_counts[i] < min_count) {
504             min_count = s->l2_cache_counts[i];
505             min_index = i;
506         }
507     }
508     return min_index;
509 }
510
511 static int64_t align_offset(int64_t offset, int n)
512 {
513     offset = (offset + n - 1) & ~(n - 1);
514     return offset;
515 }
516
517 static int grow_l1_table(BlockDriverState *bs, int min_size)
518 {
519     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
520     int new_l1_size, new_l1_size2, ret, i;
521     uint64_t *new_l1_table;
522     uint64_t new_l1_table_offset;
523     uint8_t data[12];
524
525     new_l1_size = s->l1_size;
526     if (min_size <= new_l1_size)
527         return 0;
528     while (min_size > new_l1_size) {
529         new_l1_size = (new_l1_size * 3 + 1) / 2;
530     }
531 #ifdef DEBUG_ALLOC2
532     printf("grow l1_table from %d to %d\n", s->l1_size, new_l1_size);
533 #endif
534
535     new_l1_size2 = sizeof(uint64_t) * new_l1_size;
536     new_l1_table = qemu_mallocz(new_l1_size2);
537     memcpy(new_l1_table, s->l1_table, s->l1_size * sizeof(uint64_t));
538
539     /* write new table (align to cluster) */
540     new_l1_table_offset = alloc_clusters(bs, new_l1_size2);
541
542     for(i = 0; i < s->l1_size; i++)
543         new_l1_table[i] = cpu_to_be64(new_l1_table[i]);
544     ret = bdrv_pwrite(s->hd, new_l1_table_offset, new_l1_table, new_l1_size2);
545     if (ret != new_l1_size2)
546         goto fail;
547     for(i = 0; i < s->l1_size; i++)
548         new_l1_table[i] = be64_to_cpu(new_l1_table[i]);
549
550     /* set new table */
551     cpu_to_be32w((uint32_t*)data, new_l1_size);
552     cpu_to_be64w((uint64_t*)(data + 4), new_l1_table_offset);
553     if (bdrv_pwrite(s->hd, offsetof(QCowHeader, l1_size), data,
554                 sizeof(data)) != sizeof(data))
555         goto fail;
556     qemu_free(s->l1_table);
557     free_clusters(bs, s->l1_table_offset, s->l1_size * sizeof(uint64_t));
558     s->l1_table_offset = new_l1_table_offset;
559     s->l1_table = new_l1_table;
560     s->l1_size = new_l1_size;
561     return 0;
562  fail:
563     qemu_free(s->l1_table);
564     return -EIO;
565 }
566
567 /*
568  * seek_l2_table
569  *
570  * seek l2_offset in the l2_cache table
571  * if not found, return NULL,
572  * if found,
573  *   increments the l2 cache hit count of the entry,
574  *   if counter overflow, divide by two all counters
575  *   return the pointer to the l2 cache entry
576  *
577  */
578
579 static uint64_t *seek_l2_table(BDRVQcowState *s, uint64_t l2_offset)
580 {
581     int i, j;
582
583     for(i = 0; i < L2_CACHE_SIZE; i++) {
584         if (l2_offset == s->l2_cache_offsets[i]) {
585             /* increment the hit count */
586             if (++s->l2_cache_counts[i] == 0xffffffff) {
587                 for(j = 0; j < L2_CACHE_SIZE; j++) {
588                     s->l2_cache_counts[j] >>= 1;
589                 }
590             }
591             return s->l2_cache + (i << s->l2_bits);
592         }
593     }
594     return NULL;
595 }
596
597 /*
598  * l2_load
599  *
600  * Loads a L2 table into memory. If the table is in the cache, the cache
601  * is used; otherwise the L2 table is loaded from the image file.
602  *
603  * Returns a pointer to the L2 table on success, or NULL if the read from
604  * the image file failed.
605  */
606
607 static uint64_t *l2_load(BlockDriverState *bs, uint64_t l2_offset)
608 {
609     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
610     int min_index;
611     uint64_t *l2_table;
612
613     /* seek if the table for the given offset is in the cache */
614
615     l2_table = seek_l2_table(s, l2_offset);
616     if (l2_table != NULL)
617         return l2_table;
618
619     /* not found: load a new entry in the least used one */
620
621     min_index = l2_cache_new_entry(bs);
622     l2_table = s->l2_cache + (min_index << s->l2_bits);
623     if (bdrv_pread(s->hd, l2_offset, l2_table, s->l2_size * sizeof(uint64_t)) !=
624         s->l2_size * sizeof(uint64_t))
625         return NULL;
626     s->l2_cache_offsets[min_index] = l2_offset;
627     s->l2_cache_counts[min_index] = 1;
628
629     return l2_table;
630 }
631
632 /*
633  * l2_allocate
634  *
635  * Allocate a new l2 entry in the file. If l1_index points to an already
636  * used entry in the L2 table (i.e. we are doing a copy on write for the L2
637  * table) copy the contents of the old L2 table into the newly allocated one.
638  * Otherwise the new table is initialized with zeros.
639  *
640  */
641
642 static uint64_t *l2_allocate(BlockDriverState *bs, int l1_index)
643 {
644     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
645     int min_index;
646     uint64_t old_l2_offset, tmp;
647     uint64_t *l2_table, l2_offset;
648
649     old_l2_offset = s->l1_table[l1_index];
650
651     /* allocate a new l2 entry */
652
653     l2_offset = alloc_clusters(bs, s->l2_size * sizeof(uint64_t));
654
655     /* update the L1 entry */
656
657     s->l1_table[l1_index] = l2_offset | QCOW_OFLAG_COPIED;
658
659     tmp = cpu_to_be64(l2_offset | QCOW_OFLAG_COPIED);
660     if (bdrv_pwrite(s->hd, s->l1_table_offset + l1_index * sizeof(tmp),
661                     &tmp, sizeof(tmp)) != sizeof(tmp))
662         return NULL;
663
664     /* allocate a new entry in the l2 cache */
665
666     min_index = l2_cache_new_entry(bs);
667     l2_table = s->l2_cache + (min_index << s->l2_bits);
668
669     if (old_l2_offset == 0) {
670         /* if there was no old l2 table, clear the new table */
671         memset(l2_table, 0, s->l2_size * sizeof(uint64_t));
672     } else {
673         /* if there was an old l2 table, read it from the disk */
674         if (bdrv_pread(s->hd, old_l2_offset,
675                        l2_table, s->l2_size * sizeof(uint64_t)) !=
676             s->l2_size * sizeof(uint64_t))
677             return NULL;
678     }
679     /* write the l2 table to the file */
680     if (bdrv_pwrite(s->hd, l2_offset,
681                     l2_table, s->l2_size * sizeof(uint64_t)) !=
682         s->l2_size * sizeof(uint64_t))
683         return NULL;
684
685     /* update the l2 cache entry */
686
687     s->l2_cache_offsets[min_index] = l2_offset;
688     s->l2_cache_counts[min_index] = 1;
689
690     return l2_table;
691 }
692
693 static int size_to_clusters(BDRVQcowState *s, int64_t size)
694 {
695     return (size + (s->cluster_size - 1)) >> s->cluster_bits;
696 }
697
698 static int count_contiguous_clusters(uint64_t nb_clusters, int cluster_size,
699         uint64_t *l2_table, uint64_t start, uint64_t mask)
700 {
701     int i;
702     uint64_t offset = be64_to_cpu(l2_table[0]) & ~mask;
703
704     if (!offset)
705         return 0;
706
707     for (i = start; i < start + nb_clusters; i++)
708         if (offset + i * cluster_size != (be64_to_cpu(l2_table[i]) & ~mask))
709             break;
710
711         return (i - start);
712 }
713
714 static int count_contiguous_free_clusters(uint64_t nb_clusters, uint64_t *l2_table)
715 {
716     int i = 0;
717
718     while(nb_clusters-- && l2_table[i] == 0)
719         i++;
720
721     return i;
722 }
723
724 /*
725  * get_cluster_offset
726  *
727  * For a given offset of the disk image, return cluster offset in
728  * qcow2 file.
729  *
730  * on entry, *num is the number of contiguous clusters we'd like to
731  * access following offset.
732  *
733  * on exit, *num is the number of contiguous clusters we can read.
734  *
735  * Return 1, if the offset is found
736  * Return 0, otherwise.
737  *
738  */
739
740 static uint64_t get_cluster_offset(BlockDriverState *bs,
741                                    uint64_t offset, int *num)
742 {
743     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
744     int l1_index, l2_index;
745     uint64_t l2_offset, *l2_table, cluster_offset;
746     int l1_bits, c;
747     int index_in_cluster, nb_available, nb_needed, nb_clusters;
748
749     index_in_cluster = (offset >> 9) & (s->cluster_sectors - 1);
750     nb_needed = *num + index_in_cluster;
751
752     l1_bits = s->l2_bits + s->cluster_bits;
753
754     /* compute how many bytes there are between the offset and
755      * the end of the l1 entry
756      */
757
758     nb_available = (1 << l1_bits) - (offset & ((1 << l1_bits) - 1));
759
760     /* compute the number of available sectors */
761
762     nb_available = (nb_available >> 9) + index_in_cluster;
763
764     cluster_offset = 0;
765
766     /* seek the the l2 offset in the l1 table */
767
768     l1_index = offset >> l1_bits;
769     if (l1_index >= s->l1_size)
770         goto out;
771
772     l2_offset = s->l1_table[l1_index];
773
774     /* seek the l2 table of the given l2 offset */
775
776     if (!l2_offset)
777         goto out;
778
779     /* load the l2 table in memory */
780
781     l2_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
782     l2_table = l2_load(bs, l2_offset);
783     if (l2_table == NULL)
784         return 0;
785
786     /* find the cluster offset for the given disk offset */
787
788     l2_index = (offset >> s->cluster_bits) & (s->l2_size - 1);
789     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index]);
790     nb_clusters = size_to_clusters(s, nb_needed << 9);
791
792     if (!cluster_offset) {
793         /* how many empty clusters ? */
794         c = count_contiguous_free_clusters(nb_clusters, &l2_table[l2_index]);
795     } else {
796         /* how many allocated clusters ? */
797         c = count_contiguous_clusters(nb_clusters, s->cluster_size,
798                 &l2_table[l2_index], 0, QCOW_OFLAG_COPIED);
799     }
800
801    nb_available = (c * s->cluster_sectors);
802 out:
803     if (nb_available > nb_needed)
804         nb_available = nb_needed;
805
806     *num = nb_available - index_in_cluster;
807
808     return cluster_offset & ~QCOW_OFLAG_COPIED;
809 }
810
811 /*
812  * free_any_clusters
813  *
814  * free clusters according to its type: compressed or not
815  *
816  */
817
818 static void free_any_clusters(BlockDriverState *bs,
819                               uint64_t cluster_offset, int nb_clusters)
820 {
821     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
822
823     /* free the cluster */
824
825     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
826         int nb_csectors;
827         nb_csectors = ((cluster_offset >> s->csize_shift) &
828                        s->csize_mask) + 1;
829         free_clusters(bs, (cluster_offset & s->cluster_offset_mask) & ~511,
830                       nb_csectors * 512);
831         return;
832     }
833
834     free_clusters(bs, cluster_offset, nb_clusters << s->cluster_bits);
835
836     return;
837 }
838
839 /*
840  * get_cluster_table
841  *
842  * for a given disk offset, load (and allocate if needed)
843  * the l2 table.
844  *
845  * the l2 table offset in the qcow2 file and the cluster index
846  * in the l2 table are given to the caller.
847  *
848  */
849
850 static int get_cluster_table(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
851                              uint64_t **new_l2_table,
852                              uint64_t *new_l2_offset,
853                              int *new_l2_index)
854 {
855     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
856     int l1_index, l2_index, ret;
857     uint64_t l2_offset, *l2_table;
858
859     /* seek the the l2 offset in the l1 table */
860
861     l1_index = offset >> (s->l2_bits + s->cluster_bits);
862     if (l1_index >= s->l1_size) {
863         ret = grow_l1_table(bs, l1_index + 1);
864         if (ret < 0)
865             return 0;
866     }
867     l2_offset = s->l1_table[l1_index];
868
869     /* seek the l2 table of the given l2 offset */
870
871     if (l2_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) {
872         /* load the l2 table in memory */
873         l2_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
874         l2_table = l2_load(bs, l2_offset);
875         if (l2_table == NULL)
876             return 0;
877     } else {
878         if (l2_offset)
879             free_clusters(bs, l2_offset, s->l2_size * sizeof(uint64_t));
880         l2_table = l2_allocate(bs, l1_index);
881         if (l2_table == NULL)
882             return 0;
883         l2_offset = s->l1_table[l1_index] & ~QCOW_OFLAG_COPIED;
884     }
885
886     /* find the cluster offset for the given disk offset */
887
888     l2_index = (offset >> s->cluster_bits) & (s->l2_size - 1);
889
890     *new_l2_table = l2_table;
891     *new_l2_offset = l2_offset;
892     *new_l2_index = l2_index;
893
894     return 1;
895 }
896
897 /*
898  * alloc_compressed_cluster_offset
899  *
900  * For a given offset of the disk image, return cluster offset in
901  * qcow2 file.
902  *
903  * If the offset is not found, allocate a new compressed cluster.
904  *
905  * Return the cluster offset if successful,
906  * Return 0, otherwise.
907  *
908  */
909
910 static uint64_t alloc_compressed_cluster_offset(BlockDriverState *bs,
911                                                 uint64_t offset,
912                                                 int compressed_size)
913 {
914     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
915     int l2_index, ret;
916     uint64_t l2_offset, *l2_table, cluster_offset;
917     int nb_csectors;
918
919     ret = get_cluster_table(bs, offset, &l2_table, &l2_offset, &l2_index);
920     if (ret == 0)
921         return 0;
922
923     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index]);
924     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COPIED)
925         return cluster_offset & ~QCOW_OFLAG_COPIED;
926
927     if (cluster_offset)
928         free_any_clusters(bs, cluster_offset, 1);
929
930     cluster_offset = alloc_bytes(bs, compressed_size);
931     nb_csectors = ((cluster_offset + compressed_size - 1) >> 9) -
932                   (cluster_offset >> 9);
933
934     cluster_offset |= QCOW_OFLAG_COMPRESSED |
935                       ((uint64_t)nb_csectors << s->csize_shift);
936
937     /* update L2 table */
938
939     /* compressed clusters never have the copied flag */
940
941     l2_table[l2_index] = cpu_to_be64(cluster_offset);
942     if (bdrv_pwrite(s->hd,
943                     l2_offset + l2_index * sizeof(uint64_t),
944                     l2_table + l2_index,
945                     sizeof(uint64_t)) != sizeof(uint64_t))
946         return 0;
947
948     return cluster_offset;
949 }
950
951 typedef struct QCowL2Meta
952 {
953     uint64_t offset;
954     int n_start;
955     int nb_available;
956     int nb_clusters;
957 } QCowL2Meta;
958
959 static int alloc_cluster_link_l2(BlockDriverState *bs, uint64_t cluster_offset,
960         QCowL2Meta *m)
961 {
962     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
963     int i, j = 0, l2_index, ret;
964     uint64_t *old_cluster, start_sect, l2_offset, *l2_table;
965
966     if (m->nb_clusters == 0)
967         return 0;
968
969     old_cluster = qemu_malloc(m->nb_clusters * sizeof(uint64_t));
970
971     /* copy content of unmodified sectors */
972     start_sect = (m->offset & ~(s->cluster_size - 1)) >> 9;
973     if (m->n_start) {
974         ret = copy_sectors(bs, start_sect, cluster_offset, 0, m->n_start);
975         if (ret < 0)
976             goto err;
977     }
978
979     if (m->nb_available & (s->cluster_sectors - 1)) {
980         uint64_t end = m->nb_available & ~(uint64_t)(s->cluster_sectors - 1);
981         ret = copy_sectors(bs, start_sect + end, cluster_offset + (end << 9),
982                 m->nb_available - end, s->cluster_sectors);
983         if (ret < 0)
984             goto err;
985     }
986
987     ret = -EIO;
988     /* update L2 table */
989     if (!get_cluster_table(bs, m->offset, &l2_table, &l2_offset, &l2_index))
990         goto err;
991
992     for (i = 0; i < m->nb_clusters; i++) {
993         if(l2_table[l2_index + i] != 0)
994             old_cluster[j++] = l2_table[l2_index + i];
995
996         l2_table[l2_index + i] = cpu_to_be64((cluster_offset +
997                     (i << s->cluster_bits)) | QCOW_OFLAG_COPIED);
998      }
999
1000     if (bdrv_pwrite(s->hd, l2_offset + l2_index * sizeof(uint64_t),
1001                 l2_table + l2_index, m->nb_clusters * sizeof(uint64_t)) !=
1002             m->nb_clusters * sizeof(uint64_t))
1003         goto err;
1004
1005     for (i = 0; i < j; i++)
1006         free_any_clusters(bs, old_cluster[i], 1);
1007
1008     ret = 0;
1009 err:
1010     qemu_free(old_cluster);
1011     return ret;
1012  }
1013
1014 /*
1015  * alloc_cluster_offset
1016  *
1017  * For a given offset of the disk image, return cluster offset in
1018  * qcow2 file.
1019  *
1020  * If the offset is not found, allocate a new cluster.
1021  *
1022  * Return the cluster offset if successful,
1023  * Return 0, otherwise.
1024  *
1025  */
1026
1027 static uint64_t alloc_cluster_offset(BlockDriverState *bs,
1028                                      uint64_t offset,
1029                                      int n_start, int n_end,
1030                                      int *num, QCowL2Meta *m)
1031 {
1032     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1033     int l2_index, ret;
1034     uint64_t l2_offset, *l2_table, cluster_offset;
1035     int nb_clusters, i = 0;
1036
1037     ret = get_cluster_table(bs, offset, &l2_table, &l2_offset, &l2_index);
1038     if (ret == 0)
1039         return 0;
1040
1041     nb_clusters = size_to_clusters(s, n_end << 9);
1042
1043     nb_clusters = MIN(nb_clusters, s->l2_size - l2_index);
1044
1045     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index]);
1046
1047     /* We keep all QCOW_OFLAG_COPIED clusters */
1048
1049     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) {
1050         nb_clusters = count_contiguous_clusters(nb_clusters, s->cluster_size,
1051                 &l2_table[l2_index], 0, 0);
1052
1053         cluster_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
1054         m->nb_clusters = 0;
1055
1056         goto out;
1057     }
1058
1059     /* for the moment, multiple compressed clusters are not managed */
1060
1061     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED)
1062         nb_clusters = 1;
1063
1064     /* how many available clusters ? */
1065
1066     while (i < nb_clusters) {
1067         i += count_contiguous_clusters(nb_clusters - i, s->cluster_size,
1068                 &l2_table[l2_index], i, 0);
1069
1070         if(be64_to_cpu(l2_table[l2_index + i]))
1071             break;
1072
1073         i += count_contiguous_free_clusters(nb_clusters - i,
1074                 &l2_table[l2_index + i]);
1075
1076         cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index + i]);
1077
1078         if ((cluster_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) ||
1079                 (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED))
1080             break;
1081     }
1082     nb_clusters = i;
1083
1084     /* allocate a new cluster */
1085
1086     cluster_offset = alloc_clusters(bs, nb_clusters * s->cluster_size);
1087
1088     /* save info needed for meta data update */
1089     m->offset = offset;
1090     m->n_start = n_start;
1091     m->nb_clusters = nb_clusters;
1092
1093 out:
1094     m->nb_available = MIN(nb_clusters << (s->cluster_bits - 9), n_end);
1095
1096     *num = m->nb_available - n_start;
1097
1098     return cluster_offset;
1099 }
1100
1101 static int qcow_is_allocated(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
1102                              int nb_sectors, int *pnum)
1103 {
1104     uint64_t cluster_offset;
1105
1106     *pnum = nb_sectors;
1107     cluster_offset = get_cluster_offset(bs, sector_num << 9, pnum);
1108
1109     return (cluster_offset != 0);
1110 }
1111
1112 static int decompress_buffer(uint8_t *out_buf, int out_buf_size,
1113                              const uint8_t *buf, int buf_size)
1114 {
1115     z_stream strm1, *strm = &strm1;
1116     int ret, out_len;
1117
1118     memset(strm, 0, sizeof(*strm));
1119
1120     strm->next_in = (uint8_t *)buf;
1121     strm->avail_in = buf_size;
1122     strm->next_out = out_buf;
1123     strm->avail_out = out_buf_size;
1124
1125     ret = inflateInit2(strm, -12);
1126     if (ret != Z_OK)
1127         return -1;
1128     ret = inflate(strm, Z_FINISH);
1129     out_len = strm->next_out - out_buf;
1130     if ((ret != Z_STREAM_END && ret != Z_BUF_ERROR) ||
1131         out_len != out_buf_size) {
1132         inflateEnd(strm);
1133         return -1;
1134     }
1135     inflateEnd(strm);
1136     return 0;
1137 }
1138
1139 static int decompress_cluster(BDRVQcowState *s, uint64_t cluster_offset)
1140 {
1141     int ret, csize, nb_csectors, sector_offset;
1142     uint64_t coffset;
1143
1144     coffset = cluster_offset & s->cluster_offset_mask;
1145     if (s->cluster_cache_offset != coffset) {
1146         nb_csectors = ((cluster_offset >> s->csize_shift) & s->csize_mask) + 1;
1147         sector_offset = coffset & 511;
1148         csize = nb_csectors * 512 - sector_offset;
1149         ret = bdrv_read(s->hd, coffset >> 9, s->cluster_data, nb_csectors);
1150         if (ret < 0) {
1151             return -1;
1152         }
1153         if (decompress_buffer(s->cluster_cache, s->cluster_size,
1154                               s->cluster_data + sector_offset, csize) < 0) {
1155             return -1;
1156         }
1157         s->cluster_cache_offset = coffset;
1158     }
1159     return 0;
1160 }
1161
1162 /* handle reading after the end of the backing file */
1163 static int backing_read1(BlockDriverState *bs,
1164                          int64_t sector_num, uint8_t *buf, int nb_sectors)
1165 {
1166     int n1;
1167     if ((sector_num + nb_sectors) <= bs->total_sectors)
1168         return nb_sectors;
1169     if (sector_num >= bs->total_sectors)
1170         n1 = 0;
1171     else
1172         n1 = bs->total_sectors - sector_num;
1173     memset(buf + n1 * 512, 0, 512 * (nb_sectors - n1));
1174     return n1;
1175 }
1176
1177 static int qcow_read(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
1178                      uint8_t *buf, int nb_sectors)
1179 {
1180     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1181     int ret, index_in_cluster, n, n1;
1182     uint64_t cluster_offset;
1183
1184     while (nb_sectors > 0) {
1185         n = nb_sectors;
1186         cluster_offset = get_cluster_offset(bs, sector_num << 9, &n);
1187         index_in_cluster = sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
1188         if (!cluster_offset) {
1189             if (bs->backing_hd) {
1190                 /* read from the base image */
1191                 n1 = backing_read1(bs->backing_hd, sector_num, buf, n);
1192                 if (n1 > 0) {
1193                     ret = bdrv_read(bs->backing_hd, sector_num, buf, n1);
1194                     if (ret < 0)
1195                         return -1;
1196                 }
1197             } else {
1198                 memset(buf, 0, 512 * n);
1199             }
1200         } else if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
1201             if (decompress_cluster(s, cluster_offset) < 0)
1202                 return -1;
1203             memcpy(buf, s->cluster_cache + index_in_cluster * 512, 512 * n);
1204         } else {
1205             ret = bdrv_pread(s->hd, cluster_offset + index_in_cluster * 512, buf, n * 512);
1206             if (ret != n * 512)
1207                 return -1;
1208             if (s->crypt_method) {
1209                 encrypt_sectors(s, sector_num, buf, buf, n, 0,
1210                                 &s->aes_decrypt_key);
1211             }
1212         }
1213         nb_sectors -= n;
1214         sector_num += n;
1215         buf += n * 512;
1216     }
1217     return 0;
1218 }
1219
1220 static int qcow_write(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
1221                      const uint8_t *buf, int nb_sectors)
1222 {
1223     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1224     int ret, index_in_cluster, n;
1225     uint64_t cluster_offset;
1226     int n_end;
1227     QCowL2Meta l2meta;
1228
1229     while (nb_sectors > 0) {
1230         index_in_cluster = sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
1231         n_end = index_in_cluster + nb_sectors;
1232         if (s->crypt_method &&
1233             n_end > QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_sectors)
1234             n_end = QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_sectors;
1235         cluster_offset = alloc_cluster_offset(bs, sector_num << 9,
1236                                               index_in_cluster,
1237                                               n_end, &n, &l2meta);
1238         if (!cluster_offset)
1239             return -1;
1240         if (s->crypt_method) {
1241             encrypt_sectors(s, sector_num, s->cluster_data, buf, n, 1,
1242                             &s->aes_encrypt_key);
1243             ret = bdrv_pwrite(s->hd, cluster_offset + index_in_cluster * 512,
1244                               s->cluster_data, n * 512);
1245         } else {
1246             ret = bdrv_pwrite(s->hd, cluster_offset + index_in_cluster * 512, buf, n * 512);
1247         }
1248         if (ret != n * 512 || alloc_cluster_link_l2(bs, cluster_offset, &l2meta) < 0) {
1249             free_any_clusters(bs, cluster_offset, l2meta.nb_clusters);
1250             return -1;
1251         }
1252         nb_sectors -= n;
1253         sector_num += n;
1254         buf += n * 512;
1255     }
1256     s->cluster_cache_offset = -1; /* disable compressed cache */
1257     return 0;
1258 }
1259
1260 typedef struct QCowAIOCB {
1261     BlockDriverAIOCB common;
1262     int64_t sector_num;
1263     uint8_t *buf;
1264     int nb_sectors;
1265     int n;
1266     uint64_t cluster_offset;
1267     uint8_t *cluster_data;
1268     BlockDriverAIOCB *hd_aiocb;
1269     QEMUBH *bh;
1270     QCowL2Meta l2meta;
1271 } QCowAIOCB;
1272
1273 static void qcow_aio_read_cb(void *opaque, int ret);
1274 static void qcow_aio_read_bh(void *opaque)
1275 {
1276     QCowAIOCB *acb = opaque;
1277     qemu_bh_delete(acb->bh);
1278     acb->bh = NULL;
1279     qcow_aio_read_cb(opaque, 0);
1280 }
1281
1282 static int qcow_schedule_bh(QEMUBHFunc *cb, QCowAIOCB *acb)
1283 {
1284     if (acb->bh)
1285         return -EIO;
1286
1287     acb->bh = qemu_bh_new(cb, acb);
1288     if (!acb->bh)
1289         return -EIO;
1290
1291     qemu_bh_schedule(acb->bh);
1292
1293     return 0;
1294 }
1295
1296 static void qcow_aio_read_cb(void *opaque, int ret)
1297 {
1298     QCowAIOCB *acb = opaque;
1299     BlockDriverState *bs = acb->common.bs;
1300     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1301     int index_in_cluster, n1;
1302
1303     acb->hd_aiocb = NULL;
1304     if (ret < 0) {
1305 fail:
1306         acb->common.cb(acb->common.opaque, ret);
1307         qemu_aio_release(acb);
1308         return;
1309     }
1310
1311     /* post process the read buffer */
1312     if (!acb->cluster_offset) {
1313         /* nothing to do */
1314     } else if (acb->cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
1315         /* nothing to do */
1316     } else {
1317         if (s->crypt_method) {
1318             encrypt_sectors(s, acb->sector_num, acb->buf, acb->buf,
1319                             acb->n, 0,
1320                             &s->aes_decrypt_key);
1321         }
1322     }
1323
1324     acb->nb_sectors -= acb->n;
1325     acb->sector_num += acb->n;
1326     acb->buf += acb->n * 512;
1327
1328     if (acb->nb_sectors == 0) {
1329         /* request completed */
1330         acb->common.cb(acb->common.opaque, 0);
1331         qemu_aio_release(acb);
1332         return;
1333     }
1334
1335     /* prepare next AIO request */
1336     acb->n = acb->nb_sectors;
1337     acb->cluster_offset = get_cluster_offset(bs, acb->sector_num << 9, &acb->n);
1338     index_in_cluster = acb->sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
1339
1340     if (!acb->cluster_offset) {
1341         if (bs->backing_hd) {
1342             /* read from the base image */
1343             n1 = backing_read1(bs->backing_hd, acb->sector_num,
1344                                acb->buf, acb->n);
1345             if (n1 > 0) {
1346                 acb->hd_aiocb = bdrv_aio_read(bs->backing_hd, acb->sector_num,
1347                                     acb->buf, acb->n, qcow_aio_read_cb, acb);
1348                 if (acb->hd_aiocb == NULL)
1349                     goto fail;
1350             } else {
1351                 ret = qcow_schedule_bh(qcow_aio_read_bh, acb);
1352                 if (ret < 0)
1353                     goto fail;
1354             }
1355         } else {
1356             /* Note: in this case, no need to wait */
1357             memset(acb->buf, 0, 512 * acb->n);
1358             ret = qcow_schedule_bh(qcow_aio_read_bh, acb);
1359             if (ret < 0)
1360                 goto fail;
1361         }
1362     } else if (acb->cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
1363         /* add AIO support for compressed blocks ? */
1364         if (decompress_cluster(s, acb->cluster_offset) < 0)
1365             goto fail;
1366         memcpy(acb->buf,
1367                s->cluster_cache + index_in_cluster * 512, 512 * acb->n);
1368         ret = qcow_schedule_bh(qcow_aio_read_bh, acb);
1369         if (ret < 0)
1370             goto fail;
1371     } else {
1372         if ((acb->cluster_offset & 511) != 0) {
1373             ret = -EIO;
1374             goto fail;
1375         }
1376         acb->hd_aiocb = bdrv_aio_read(s->hd,
1377                             (acb->cluster_offset >> 9) + index_in_cluster,
1378                             acb->buf, acb->n, qcow_aio_read_cb, acb);
1379         if (acb->hd_aiocb == NULL)
1380             goto fail;
1381     }
1382 }
1383
1384 static QCowAIOCB *qcow_aio_setup(BlockDriverState *bs,
1385         int64_t sector_num, uint8_t *buf, int nb_sectors,
1386         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
1387 {
1388     QCowAIOCB *acb;
1389
1390     acb = qemu_aio_get(bs, cb, opaque);
1391     if (!acb)
1392         return NULL;
1393     acb->hd_aiocb = NULL;
1394     acb->sector_num = sector_num;
1395     acb->buf = buf;
1396     acb->nb_sectors = nb_sectors;
1397     acb->n = 0;
1398     acb->cluster_offset = 0;
1399     acb->l2meta.nb_clusters = 0;
1400     return acb;
1401 }
1402
1403 static BlockDriverAIOCB *qcow_aio_read(BlockDriverState *bs,
1404         int64_t sector_num, uint8_t *buf, int nb_sectors,
1405         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
1406 {
1407     QCowAIOCB *acb;
1408
1409     acb = qcow_aio_setup(bs, sector_num, buf, nb_sectors, cb, opaque);
1410     if (!acb)
1411         return NULL;
1412
1413     qcow_aio_read_cb(acb, 0);
1414     return &acb->common;
1415 }
1416
1417 static void qcow_aio_write_cb(void *opaque, int ret)
1418 {
1419     QCowAIOCB *acb = opaque;
1420     BlockDriverState *bs = acb->common.bs;
1421     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1422     int index_in_cluster;
1423     const uint8_t *src_buf;
1424     int n_end;
1425
1426     acb->hd_aiocb = NULL;
1427
1428     if (ret < 0) {
1429     fail:
1430         acb->common.cb(acb->common.opaque, ret);
1431         qemu_aio_release(acb);
1432         return;
1433     }
1434
1435     if (alloc_cluster_link_l2(bs, acb->cluster_offset, &acb->l2meta) < 0) {
1436         free_any_clusters(bs, acb->cluster_offset, acb->l2meta.nb_clusters);
1437         goto fail;
1438     }
1439
1440     acb->nb_sectors -= acb->n;
1441     acb->sector_num += acb->n;
1442     acb->buf += acb->n * 512;
1443
1444     if (acb->nb_sectors == 0) {
1445         /* request completed */
1446         acb->common.cb(acb->common.opaque, 0);
1447         qemu_aio_release(acb);
1448         return;
1449     }
1450
1451     index_in_cluster = acb->sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
1452     n_end = index_in_cluster + acb->nb_sectors;
1453     if (s->crypt_method &&
1454         n_end > QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_sectors)
1455         n_end = QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_sectors;
1456
1457     acb->cluster_offset = alloc_cluster_offset(bs, acb->sector_num << 9,
1458                                           index_in_cluster,
1459                                           n_end, &acb->n, &acb->l2meta);
1460     if (!acb->cluster_offset || (acb->cluster_offset & 511) != 0) {
1461         ret = -EIO;
1462         goto fail;
1463     }
1464     if (s->crypt_method) {
1465         if (!acb->cluster_data) {
1466             acb->cluster_data = qemu_mallocz(QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS *
1467                                              s->cluster_size);
1468         }
1469         encrypt_sectors(s, acb->sector_num, acb->cluster_data, acb->buf,
1470                         acb->n, 1, &s->aes_encrypt_key);
1471         src_buf = acb->cluster_data;
1472     } else {
1473         src_buf = acb->buf;
1474     }
1475     acb->hd_aiocb = bdrv_aio_write(s->hd,
1476                                    (acb->cluster_offset >> 9) + index_in_cluster,
1477                                    src_buf, acb->n,
1478                                    qcow_aio_write_cb, acb);
1479     if (acb->hd_aiocb == NULL)
1480         goto fail;
1481 }
1482
1483 static BlockDriverAIOCB *qcow_aio_write(BlockDriverState *bs,
1484         int64_t sector_num, const uint8_t *buf, int nb_sectors,
1485         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
1486 {
1487     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1488     QCowAIOCB *acb;
1489
1490     s->cluster_cache_offset = -1; /* disable compressed cache */
1491
1492     acb = qcow_aio_setup(bs, sector_num, (uint8_t*)buf, nb_sectors, cb, opaque);
1493     if (!acb)
1494         return NULL;
1495
1496     qcow_aio_write_cb(acb, 0);
1497     return &acb->common;
1498 }
1499
1500 static void qcow_aio_cancel(BlockDriverAIOCB *blockacb)
1501 {
1502     QCowAIOCB *acb = (QCowAIOCB *)blockacb;
1503     if (acb->hd_aiocb)
1504         bdrv_aio_cancel(acb->hd_aiocb);
1505     qemu_aio_release(acb);
1506 }
1507
1508 static void qcow_close(BlockDriverState *bs)
1509 {
1510     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1511     qemu_free(s->l1_table);
1512     qemu_free(s->l2_cache);
1513     qemu_free(s->cluster_cache);
1514     qemu_free(s->cluster_data);
1515     refcount_close(bs);
1516     bdrv_delete(s->hd);
1517 }
1518
1519 /* XXX: use std qcow open function ? */
1520 typedef struct QCowCreateState {
1521     int cluster_size;
1522     int cluster_bits;
1523     uint16_t *refcount_block;
1524     uint64_t *refcount_table;
1525     int64_t l1_table_offset;
1526     int64_t refcount_table_offset;
1527     int64_t refcount_block_offset;
1528 } QCowCreateState;
1529
1530 static void create_refcount_update(QCowCreateState *s,
1531                                    int64_t offset, int64_t size)
1532 {
1533     int refcount;
1534     int64_t start, last, cluster_offset;
1535     uint16_t *p;
1536
1537     start = offset & ~(s->cluster_size - 1);
1538     last = (offset + size - 1)  & ~(s->cluster_size - 1);
1539     for(cluster_offset = start; cluster_offset <= last;
1540         cluster_offset += s->cluster_size) {
1541         p = &s->refcount_block[cluster_offset >> s->cluster_bits];
1542         refcount = be16_to_cpu(*p);
1543         refcount++;
1544         *p = cpu_to_be16(refcount);
1545     }
1546 }
1547
1548 static int qcow_create2(const char *filename, int64_t total_size,
1549                         const char *backing_file, const char *backing_format,
1550                         int flags)
1551 {
1552
1553     int fd, header_size, backing_filename_len, l1_size, i, shift, l2_bits;
1554     int backing_format_len = 0;
1555     QCowHeader header;
1556     uint64_t tmp, offset;
1557     QCowCreateState s1, *s = &s1;
1558     QCowExtension ext_bf = {0, 0};
1559
1560
1561     memset(s, 0, sizeof(*s));
1562
1563     fd = open(filename, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC | O_BINARY, 0644);
1564     if (fd < 0)
1565         return -1;
1566     memset(&header, 0, sizeof(header));
1567     header.magic = cpu_to_be32(QCOW_MAGIC);
1568     header.version = cpu_to_be32(QCOW_VERSION);
1569     header.size = cpu_to_be64(total_size * 512);
1570     header_size = sizeof(header);
1571     backing_filename_len = 0;
1572     if (backing_file) {
1573         if (backing_format) {
1574             ext_bf.magic = QCOW_EXT_MAGIC_BACKING_FORMAT;
1575             backing_format_len = strlen(backing_format);
1576             ext_bf.len = (backing_format_len + 7) & ~7;
1577             header_size += ((sizeof(ext_bf) + ext_bf.len + 7) & ~7);
1578         }
1579         header.backing_file_offset = cpu_to_be64(header_size);
1580         backing_filename_len = strlen(backing_file);
1581         header.backing_file_size = cpu_to_be32(backing_filename_len);
1582         header_size += backing_filename_len;
1583     }
1584     s->cluster_bits = 12;  /* 4 KB clusters */
1585     s->cluster_size = 1 << s->cluster_bits;
1586     header.cluster_bits = cpu_to_be32(s->cluster_bits);
1587     header_size = (header_size + 7) & ~7;
1588     if (flags & BLOCK_FLAG_ENCRYPT) {
1589         header.crypt_method = cpu_to_be32(QCOW_CRYPT_AES);
1590     } else {
1591         header.crypt_method = cpu_to_be32(QCOW_CRYPT_NONE);
1592     }
1593     l2_bits = s->cluster_bits - 3;
1594     shift = s->cluster_bits + l2_bits;
1595     l1_size = (((total_size * 512) + (1LL << shift) - 1) >> shift);
1596     offset = align_offset(header_size, s->cluster_size);
1597     s->l1_table_offset = offset;
1598     header.l1_table_offset = cpu_to_be64(s->l1_table_offset);
1599     header.l1_size = cpu_to_be32(l1_size);
1600     offset += align_offset(l1_size * sizeof(uint64_t), s->cluster_size);
1601
1602     s->refcount_table = qemu_mallocz(s->cluster_size);
1603     s->refcount_block = qemu_mallocz(s->cluster_size);
1604
1605     s->refcount_table_offset = offset;
1606     header.refcount_table_offset = cpu_to_be64(offset);
1607     header.refcount_table_clusters = cpu_to_be32(1);
1608     offset += s->cluster_size;
1609
1610     s->refcount_table[0] = cpu_to_be64(offset);
1611     s->refcount_block_offset = offset;
1612     offset += s->cluster_size;
1613
1614     /* update refcounts */
1615     create_refcount_update(s, 0, header_size);
1616     create_refcount_update(s, s->l1_table_offset, l1_size * sizeof(uint64_t));
1617     create_refcount_update(s, s->refcount_table_offset, s->cluster_size);
1618     create_refcount_update(s, s->refcount_block_offset, s->cluster_size);
1619
1620     /* write all the data */
1621     write(fd, &header, sizeof(header));
1622     if (backing_file) {
1623         if (backing_format_len) {
1624             char zero[16];
1625             int d = ext_bf.len - backing_format_len;
1626
1627             memset(zero, 0, sizeof(zero));
1628             cpu_to_be32s(&ext_bf.magic);
1629             cpu_to_be32s(&ext_bf.len);
1630             write(fd, &ext_bf, sizeof(ext_bf));
1631             write(fd, backing_format, backing_format_len);
1632             if (d>0) {
1633                 write(fd, zero, d);
1634             }
1635         }
1636         write(fd, backing_file, backing_filename_len);
1637     }
1638     lseek(fd, s->l1_table_offset, SEEK_SET);
1639     tmp = 0;
1640     for(i = 0;i < l1_size; i++) {
1641         write(fd, &tmp, sizeof(tmp));
1642     }
1643     lseek(fd, s->refcount_table_offset, SEEK_SET);
1644     write(fd, s->refcount_table, s->cluster_size);
1645
1646     lseek(fd, s->refcount_block_offset, SEEK_SET);
1647     write(fd, s->refcount_block, s->cluster_size);
1648
1649     qemu_free(s->refcount_table);
1650     qemu_free(s->refcount_block);
1651     close(fd);
1652     return 0;
1653 }
1654
1655 static int qcow_create(const char *filename, int64_t total_size,
1656                        const char *backing_file, int flags)
1657 {
1658     return qcow_create2(filename, total_size, backing_file, NULL, flags);
1659 }
1660
1661 static int qcow_make_empty(BlockDriverState *bs)
1662 {
1663 #if 0
1664     /* XXX: not correct */
1665     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1666     uint32_t l1_length = s->l1_size * sizeof(uint64_t);
1667     int ret;
1668
1669     memset(s->l1_table, 0, l1_length);
1670     if (bdrv_pwrite(s->hd, s->l1_table_offset, s->l1_table, l1_length) < 0)
1671         return -1;
1672     ret = bdrv_truncate(s->hd, s->l1_table_offset + l1_length);
1673     if (ret < 0)
1674         return ret;
1675
1676     l2_cache_reset(bs);
1677 #endif
1678     return 0;
1679 }
1680
1681 /* XXX: put compressed sectors first, then all the cluster aligned
1682    tables to avoid losing bytes in alignment */
1683 static int qcow_write_compressed(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
1684                                  const uint8_t *buf, int nb_sectors)
1685 {
1686     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1687     z_stream strm;
1688     int ret, out_len;
1689     uint8_t *out_buf;
1690     uint64_t cluster_offset;
1691
1692     if (nb_sectors == 0) {
1693         /* align end of file to a sector boundary to ease reading with
1694            sector based I/Os */
1695         cluster_offset = bdrv_getlength(s->hd);
1696         cluster_offset = (cluster_offset + 511) & ~511;
1697         bdrv_truncate(s->hd, cluster_offset);
1698         return 0;
1699     }
1700
1701     if (nb_sectors != s->cluster_sectors)
1702         return -EINVAL;
1703
1704     out_buf = qemu_malloc(s->cluster_size + (s->cluster_size / 1000) + 128);
1705
1706     /* best compression, small window, no zlib header */
1707     memset(&strm, 0, sizeof(strm));
1708     ret = deflateInit2(&strm, Z_DEFAULT_COMPRESSION,
1709                        Z_DEFLATED, -12,
1710                        9, Z_DEFAULT_STRATEGY);
1711     if (ret != 0) {
1712         qemu_free(out_buf);
1713         return -1;
1714     }
1715
1716     strm.avail_in = s->cluster_size;
1717     strm.next_in = (uint8_t *)buf;
1718     strm.avail_out = s->cluster_size;
1719     strm.next_out = out_buf;
1720
1721     ret = deflate(&strm, Z_FINISH);
1722     if (ret != Z_STREAM_END && ret != Z_OK) {
1723         qemu_free(out_buf);
1724         deflateEnd(&strm);
1725         return -1;
1726     }
1727     out_len = strm.next_out - out_buf;
1728
1729     deflateEnd(&strm);
1730
1731     if (ret != Z_STREAM_END || out_len >= s->cluster_size) {
1732         /* could not compress: write normal cluster */
1733         qcow_write(bs, sector_num, buf, s->cluster_sectors);
1734     } else {
1735         cluster_offset = alloc_compressed_cluster_offset(bs, sector_num << 9,
1736                                               out_len);
1737         if (!cluster_offset)
1738             return -1;
1739         cluster_offset &= s->cluster_offset_mask;
1740         if (bdrv_pwrite(s->hd, cluster_offset, out_buf, out_len) != out_len) {
1741             qemu_free(out_buf);
1742             return -1;
1743         }
1744     }
1745
1746     qemu_free(out_buf);
1747     return 0;
1748 }
1749
1750 static void qcow_flush(BlockDriverState *bs)
1751 {
1752     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1753     bdrv_flush(s->hd);
1754 }
1755
1756 static int qcow_get_info(BlockDriverState *bs, BlockDriverInfo *bdi)
1757 {
1758     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1759     bdi->cluster_size = s->cluster_size;
1760     bdi->vm_state_offset = (int64_t)s->l1_vm_state_index <<
1761         (s->cluster_bits + s->l2_bits);
1762     return 0;
1763 }
1764
1765 /*********************************************************/
1766 /* snapshot support */
1767
1768 /* update the refcounts of snapshots and the copied flag */
1769 static int update_snapshot_refcount(BlockDriverState *bs,
1770                                     int64_t l1_table_offset,
1771                                     int l1_size,
1772                                     int addend)
1773 {
1774     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1775     uint64_t *l1_table, *l2_table, l2_offset, offset, l1_size2, l1_allocated;
1776     int64_t old_offset, old_l2_offset;
1777     int l2_size, i, j, l1_modified, l2_modified, nb_csectors, refcount;
1778
1779     l2_cache_reset(bs);
1780
1781     l2_table = NULL;
1782     l1_table = NULL;
1783     l1_size2 = l1_size * sizeof(uint64_t);
1784     l1_allocated = 0;
1785     if (l1_table_offset != s->l1_table_offset) {
1786         l1_table = qemu_malloc(l1_size2);
1787         l1_allocated = 1;
1788         if (bdrv_pread(s->hd, l1_table_offset,
1789                        l1_table, l1_size2) != l1_size2)
1790             goto fail;
1791         for(i = 0;i < l1_size; i++)
1792             be64_to_cpus(&l1_table[i]);
1793     } else {
1794         assert(l1_size == s->l1_size);
1795         l1_table = s->l1_table;
1796         l1_allocated = 0;
1797     }
1798
1799     l2_size = s->l2_size * sizeof(uint64_t);
1800     l2_table = qemu_malloc(l2_size);
1801     l1_modified = 0;
1802     for(i = 0; i < l1_size; i++) {
1803         l2_offset = l1_table[i];
1804         if (l2_offset) {
1805             old_l2_offset = l2_offset;
1806             l2_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
1807             l2_modified = 0;
1808             if (bdrv_pread(s->hd, l2_offset, l2_table, l2_size) != l2_size)
1809                 goto fail;
1810             for(j = 0; j < s->l2_size; j++) {
1811                 offset = be64_to_cpu(l2_table[j]);
1812                 if (offset != 0) {
1813                     old_offset = offset;
1814                     offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
1815                     if (offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
1816                         nb_csectors = ((offset >> s->csize_shift) &
1817                                        s->csize_mask) + 1;
1818                         if (addend != 0)
1819                             update_refcount(bs, (offset & s->cluster_offset_mask) & ~511,
1820                                             nb_csectors * 512, addend);
1821                         /* compressed clusters are never modified */
1822                         refcount = 2;
1823                     } else {
1824                         if (addend != 0) {
1825                             refcount = update_cluster_refcount(bs, offset >> s->cluster_bits, addend);
1826                         } else {
1827                             refcount = get_refcount(bs, offset >> s->cluster_bits);
1828                         }
1829                     }
1830
1831                     if (refcount == 1) {
1832                         offset |= QCOW_OFLAG_COPIED;
1833                     }
1834                     if (offset != old_offset) {
1835                         l2_table[j] = cpu_to_be64(offset);
1836                         l2_modified = 1;
1837                     }
1838                 }
1839             }
1840             if (l2_modified) {
1841                 if (bdrv_pwrite(s->hd,
1842                                 l2_offset, l2_table, l2_size) != l2_size)
1843                     goto fail;
1844             }
1845
1846             if (addend != 0) {
1847                 refcount = update_cluster_refcount(bs, l2_offset >> s->cluster_bits, addend);
1848             } else {
1849                 refcount = get_refcount(bs, l2_offset >> s->cluster_bits);
1850             }
1851             if (refcount == 1) {
1852                 l2_offset |= QCOW_OFLAG_COPIED;
1853             }
1854             if (l2_offset != old_l2_offset) {
1855                 l1_table[i] = l2_offset;
1856                 l1_modified = 1;
1857             }
1858         }
1859     }
1860     if (l1_modified) {
1861         for(i = 0; i < l1_size; i++)
1862             cpu_to_be64s(&l1_table[i]);
1863         if (bdrv_pwrite(s->hd, l1_table_offset, l1_table,
1864                         l1_size2) != l1_size2)
1865             goto fail;
1866         for(i = 0; i < l1_size; i++)
1867             be64_to_cpus(&l1_table[i]);
1868     }
1869     if (l1_allocated)
1870         qemu_free(l1_table);
1871     qemu_free(l2_table);
1872     return 0;
1873  fail:
1874     if (l1_allocated)
1875         qemu_free(l1_table);
1876     qemu_free(l2_table);
1877     return -EIO;
1878 }
1879
1880 static void qcow_free_snapshots(BlockDriverState *bs)
1881 {
1882     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1883     int i;
1884
1885     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
1886         qemu_free(s->snapshots[i].name);
1887         qemu_free(s->snapshots[i].id_str);
1888     }
1889     qemu_free(s->snapshots);
1890     s->snapshots = NULL;
1891     s->nb_snapshots = 0;
1892 }
1893
1894 static int qcow_read_snapshots(BlockDriverState *bs)
1895 {
1896     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1897     QCowSnapshotHeader h;
1898     QCowSnapshot *sn;
1899     int i, id_str_size, name_size;
1900     int64_t offset;
1901     uint32_t extra_data_size;
1902
1903     if (!s->nb_snapshots) {
1904         s->snapshots = NULL;
1905         s->snapshots_size = 0;
1906         return 0;
1907     }
1908
1909     offset = s->snapshots_offset;
1910     s->snapshots = qemu_mallocz(s->nb_snapshots * sizeof(QCowSnapshot));
1911     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
1912         offset = align_offset(offset, 8);
1913         if (bdrv_pread(s->hd, offset, &h, sizeof(h)) != sizeof(h))
1914             goto fail;
1915         offset += sizeof(h);
1916         sn = s->snapshots + i;
1917         sn->l1_table_offset = be64_to_cpu(h.l1_table_offset);
1918         sn->l1_size = be32_to_cpu(h.l1_size);
1919         sn->vm_state_size = be32_to_cpu(h.vm_state_size);
1920         sn->date_sec = be32_to_cpu(h.date_sec);
1921         sn->date_nsec = be32_to_cpu(h.date_nsec);
1922         sn->vm_clock_nsec = be64_to_cpu(h.vm_clock_nsec);
1923         extra_data_size = be32_to_cpu(h.extra_data_size);
1924
1925         id_str_size = be16_to_cpu(h.id_str_size);
1926         name_size = be16_to_cpu(h.name_size);
1927
1928         offset += extra_data_size;
1929
1930         sn->id_str = qemu_malloc(id_str_size + 1);
1931         if (bdrv_pread(s->hd, offset, sn->id_str, id_str_size) != id_str_size)
1932             goto fail;
1933         offset += id_str_size;
1934         sn->id_str[id_str_size] = '\0';
1935
1936         sn->name = qemu_malloc(name_size + 1);
1937         if (bdrv_pread(s->hd, offset, sn->name, name_size) != name_size)
1938             goto fail;
1939         offset += name_size;
1940         sn->name[name_size] = '\0';
1941     }
1942     s->snapshots_size = offset - s->snapshots_offset;
1943     return 0;
1944  fail:
1945     qcow_free_snapshots(bs);
1946     return -1;
1947 }
1948
1949 /* add at the end of the file a new list of snapshots */
1950 static int qcow_write_snapshots(BlockDriverState *bs)
1951 {
1952     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1953     QCowSnapshot *sn;
1954     QCowSnapshotHeader h;
1955     int i, name_size, id_str_size, snapshots_size;
1956     uint64_t data64;
1957     uint32_t data32;
1958     int64_t offset, snapshots_offset;
1959
1960     /* compute the size of the snapshots */
1961     offset = 0;
1962     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
1963         sn = s->snapshots + i;
1964         offset = align_offset(offset, 8);
1965         offset += sizeof(h);
1966         offset += strlen(sn->id_str);
1967         offset += strlen(sn->name);
1968     }
1969     snapshots_size = offset;
1970
1971     snapshots_offset = alloc_clusters(bs, snapshots_size);
1972     offset = snapshots_offset;
1973
1974     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
1975         sn = s->snapshots + i;
1976         memset(&h, 0, sizeof(h));
1977         h.l1_table_offset = cpu_to_be64(sn->l1_table_offset);
1978         h.l1_size = cpu_to_be32(sn->l1_size);
1979         h.vm_state_size = cpu_to_be32(sn->vm_state_size);
1980         h.date_sec = cpu_to_be32(sn->date_sec);
1981         h.date_nsec = cpu_to_be32(sn->date_nsec);
1982         h.vm_clock_nsec = cpu_to_be64(sn->vm_clock_nsec);
1983
1984         id_str_size = strlen(sn->id_str);
1985         name_size = strlen(sn->name);
1986         h.id_str_size = cpu_to_be16(id_str_size);
1987         h.name_size = cpu_to_be16(name_size);
1988         offset = align_offset(offset, 8);
1989         if (bdrv_pwrite(s->hd, offset, &h, sizeof(h)) != sizeof(h))
1990             goto fail;
1991         offset += sizeof(h);
1992         if (bdrv_pwrite(s->hd, offset, sn->id_str, id_str_size) != id_str_size)
1993             goto fail;
1994         offset += id_str_size;
1995         if (bdrv_pwrite(s->hd, offset, sn->name, name_size) != name_size)
1996             goto fail;
1997         offset += name_size;
1998     }
1999
2000     /* update the various header fields */
2001     data64 = cpu_to_be64(snapshots_offset);
2002     if (bdrv_pwrite(s->hd, offsetof(QCowHeader, snapshots_offset),
2003                     &data64, sizeof(data64)) != sizeof(data64))
2004         goto fail;
2005     data32 = cpu_to_be32(s->nb_snapshots);
2006     if (bdrv_pwrite(s->hd, offsetof(QCowHeader, nb_snapshots),
2007                     &data32, sizeof(data32)) != sizeof(data32))
2008         goto fail;
2009
2010     /* free the old snapshot table */
2011     free_clusters(bs, s->snapshots_offset, s->snapshots_size);
2012     s->snapshots_offset = snapshots_offset;
2013     s->snapshots_size = snapshots_size;
2014     return 0;
2015  fail:
2016     return -1;
2017 }
2018
2019 static void find_new_snapshot_id(BlockDriverState *bs,
2020                                  char *id_str, int id_str_size)
2021 {
2022     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2023     QCowSnapshot *sn;
2024     int i, id, id_max = 0;
2025
2026     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2027         sn = s->snapshots + i;
2028         id = strtoul(sn->id_str, NULL, 10);
2029         if (id > id_max)
2030             id_max = id;
2031     }
2032     snprintf(id_str, id_str_size, "%d", id_max + 1);
2033 }
2034
2035 static int find_snapshot_by_id(BlockDriverState *bs, const char *id_str)
2036 {
2037     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2038     int i;
2039
2040     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2041         if (!strcmp(s->snapshots[i].id_str, id_str))
2042             return i;
2043     }
2044     return -1;
2045 }
2046
2047 static int find_snapshot_by_id_or_name(BlockDriverState *bs, const char *name)
2048 {
2049     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2050     int i, ret;
2051
2052     ret = find_snapshot_by_id(bs, name);
2053     if (ret >= 0)
2054         return ret;
2055     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2056         if (!strcmp(s->snapshots[i].name, name))
2057             return i;
2058     }
2059     return -1;
2060 }
2061
2062 /* if no id is provided, a new one is constructed */
2063 static int qcow_snapshot_create(BlockDriverState *bs,
2064                                 QEMUSnapshotInfo *sn_info)
2065 {
2066     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2067     QCowSnapshot *snapshots1, sn1, *sn = &sn1;
2068     int i, ret;
2069     uint64_t *l1_table = NULL;
2070
2071     memset(sn, 0, sizeof(*sn));
2072
2073     if (sn_info->id_str[0] == '\0') {
2074         /* compute a new id */
2075         find_new_snapshot_id(bs, sn_info->id_str, sizeof(sn_info->id_str));
2076     }
2077
2078     /* check that the ID is unique */
2079     if (find_snapshot_by_id(bs, sn_info->id_str) >= 0)
2080         return -ENOENT;
2081
2082     sn->id_str = qemu_strdup(sn_info->id_str);
2083     if (!sn->id_str)
2084         goto fail;
2085     sn->name = qemu_strdup(sn_info->name);
2086     if (!sn->name)
2087         goto fail;
2088     sn->vm_state_size = sn_info->vm_state_size;
2089     sn->date_sec = sn_info->date_sec;
2090     sn->date_nsec = sn_info->date_nsec;
2091     sn->vm_clock_nsec = sn_info->vm_clock_nsec;
2092
2093     ret = update_snapshot_refcount(bs, s->l1_table_offset, s->l1_size, 1);
2094     if (ret < 0)
2095         goto fail;
2096
2097     /* create the L1 table of the snapshot */
2098     sn->l1_table_offset = alloc_clusters(bs, s->l1_size * sizeof(uint64_t));
2099     sn->l1_size = s->l1_size;
2100
2101     l1_table = qemu_malloc(s->l1_size * sizeof(uint64_t));
2102     for(i = 0; i < s->l1_size; i++) {
2103         l1_table[i] = cpu_to_be64(s->l1_table[i]);
2104     }
2105     if (bdrv_pwrite(s->hd, sn->l1_table_offset,
2106                     l1_table, s->l1_size * sizeof(uint64_t)) !=
2107         (s->l1_size * sizeof(uint64_t)))
2108         goto fail;
2109     qemu_free(l1_table);
2110     l1_table = NULL;
2111
2112     snapshots1 = qemu_malloc((s->nb_snapshots + 1) * sizeof(QCowSnapshot));
2113     if (s->snapshots) {
2114         memcpy(snapshots1, s->snapshots, s->nb_snapshots * sizeof(QCowSnapshot));
2115         qemu_free(s->snapshots);
2116     }
2117     s->snapshots = snapshots1;
2118     s->snapshots[s->nb_snapshots++] = *sn;
2119
2120     if (qcow_write_snapshots(bs) < 0)
2121         goto fail;
2122 #ifdef DEBUG_ALLOC
2123     check_refcounts(bs);
2124 #endif
2125     return 0;
2126  fail:
2127     qemu_free(sn->name);
2128     qemu_free(l1_table);
2129     return -1;
2130 }
2131
2132 /* copy the snapshot 'snapshot_name' into the current disk image */
2133 static int qcow_snapshot_goto(BlockDriverState *bs,
2134                               const char *snapshot_id)
2135 {
2136     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2137     QCowSnapshot *sn;
2138     int i, snapshot_index, l1_size2;
2139
2140     snapshot_index = find_snapshot_by_id_or_name(bs, snapshot_id);
2141     if (snapshot_index < 0)
2142         return -ENOENT;
2143     sn = &s->snapshots[snapshot_index];
2144
2145     if (update_snapshot_refcount(bs, s->l1_table_offset, s->l1_size, -1) < 0)
2146         goto fail;
2147
2148     if (grow_l1_table(bs, sn->l1_size) < 0)
2149         goto fail;
2150
2151     s->l1_size = sn->l1_size;
2152     l1_size2 = s->l1_size * sizeof(uint64_t);
2153     /* copy the snapshot l1 table to the current l1 table */
2154     if (bdrv_pread(s->hd, sn->l1_table_offset,
2155                    s->l1_table, l1_size2) != l1_size2)
2156         goto fail;
2157     if (bdrv_pwrite(s->hd, s->l1_table_offset,
2158                     s->l1_table, l1_size2) != l1_size2)
2159         goto fail;
2160     for(i = 0;i < s->l1_size; i++) {
2161         be64_to_cpus(&s->l1_table[i]);
2162     }
2163
2164     if (update_snapshot_refcount(bs, s->l1_table_offset, s->l1_size, 1) < 0)
2165         goto fail;
2166
2167 #ifdef DEBUG_ALLOC
2168     check_refcounts(bs);
2169 #endif
2170     return 0;
2171  fail:
2172     return -EIO;
2173 }
2174
2175 static int qcow_snapshot_delete(BlockDriverState *bs, const char *snapshot_id)
2176 {
2177     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2178     QCowSnapshot *sn;
2179     int snapshot_index, ret;
2180
2181     snapshot_index = find_snapshot_by_id_or_name(bs, snapshot_id);
2182     if (snapshot_index < 0)
2183         return -ENOENT;
2184     sn = &s->snapshots[snapshot_index];
2185
2186     ret = update_snapshot_refcount(bs, sn->l1_table_offset, sn->l1_size, -1);
2187     if (ret < 0)
2188         return ret;
2189     /* must update the copied flag on the current cluster offsets */
2190     ret = update_snapshot_refcount(bs, s->l1_table_offset, s->l1_size, 0);
2191     if (ret < 0)
2192         return ret;
2193     free_clusters(bs, sn->l1_table_offset, sn->l1_size * sizeof(uint64_t));
2194
2195     qemu_free(sn->id_str);
2196     qemu_free(sn->name);
2197     memmove(sn, sn + 1, (s->nb_snapshots - snapshot_index - 1) * sizeof(*sn));
2198     s->nb_snapshots--;
2199     ret = qcow_write_snapshots(bs);
2200     if (ret < 0) {
2201         /* XXX: restore snapshot if error ? */
2202         return ret;
2203     }
2204 #ifdef DEBUG_ALLOC
2205     check_refcounts(bs);
2206 #endif
2207     return 0;
2208 }
2209
2210 static int qcow_snapshot_list(BlockDriverState *bs,
2211                               QEMUSnapshotInfo **psn_tab)
2212 {
2213     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2214     QEMUSnapshotInfo *sn_tab, *sn_info;
2215     QCowSnapshot *sn;
2216     int i;
2217
2218     sn_tab = qemu_mallocz(s->nb_snapshots * sizeof(QEMUSnapshotInfo));
2219     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2220         sn_info = sn_tab + i;
2221         sn = s->snapshots + i;
2222         pstrcpy(sn_info->id_str, sizeof(sn_info->id_str),
2223                 sn->id_str);
2224         pstrcpy(sn_info->name, sizeof(sn_info->name),
2225                 sn->name);
2226         sn_info->vm_state_size = sn->vm_state_size;
2227         sn_info->date_sec = sn->date_sec;
2228         sn_info->date_nsec = sn->date_nsec;
2229         sn_info->vm_clock_nsec = sn->vm_clock_nsec;
2230     }
2231     *psn_tab = sn_tab;
2232     return s->nb_snapshots;
2233 }
2234
2235 /*********************************************************/
2236 /* refcount handling */
2237
2238 static int refcount_init(BlockDriverState *bs)
2239 {
2240     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2241     int ret, refcount_table_size2, i;
2242
2243     s->refcount_block_cache = qemu_malloc(s->cluster_size);
2244     refcount_table_size2 = s->refcount_table_size * sizeof(uint64_t);
2245     s->refcount_table = qemu_malloc(refcount_table_size2);
2246     if (s->refcount_table_size > 0) {
2247         ret = bdrv_pread(s->hd, s->refcount_table_offset,
2248                          s->refcount_table, refcount_table_size2);
2249         if (ret != refcount_table_size2)
2250             goto fail;
2251         for(i = 0; i < s->refcount_table_size; i++)
2252             be64_to_cpus(&s->refcount_table[i]);
2253     }
2254     return 0;
2255  fail:
2256     return -ENOMEM;
2257 }
2258
2259 static void refcount_close(BlockDriverState *bs)
2260 {
2261     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2262     qemu_free(s->refcount_block_cache);
2263     qemu_free(s->refcount_table);
2264 }
2265
2266
2267 static int load_refcount_block(BlockDriverState *bs,
2268                                int64_t refcount_block_offset)
2269 {
2270     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2271     int ret;
2272     ret = bdrv_pread(s->hd, refcount_block_offset, s->refcount_block_cache,
2273                      s->cluster_size);
2274     if (ret != s->cluster_size)
2275         return -EIO;
2276     s->refcount_block_cache_offset = refcount_block_offset;
2277     return 0;
2278 }
2279
2280 static int get_refcount(BlockDriverState *bs, int64_t cluster_index)
2281 {
2282     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2283     int refcount_table_index, block_index;
2284     int64_t refcount_block_offset;
2285
2286     refcount_table_index = cluster_index >> (s->cluster_bits - REFCOUNT_SHIFT);
2287     if (refcount_table_index >= s->refcount_table_size)
2288         return 0;
2289     refcount_block_offset = s->refcount_table[refcount_table_index];
2290     if (!refcount_block_offset)
2291         return 0;
2292     if (refcount_block_offset != s->refcount_block_cache_offset) {
2293         /* better than nothing: return allocated if read error */
2294         if (load_refcount_block(bs, refcount_block_offset) < 0)
2295             return 1;
2296     }
2297     block_index = cluster_index &
2298         ((1 << (s->cluster_bits - REFCOUNT_SHIFT)) - 1);
2299     return be16_to_cpu(s->refcount_block_cache[block_index]);
2300 }
2301
2302 /* return < 0 if error */
2303 static int64_t alloc_clusters_noref(BlockDriverState *bs, int64_t size)
2304 {
2305     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2306     int i, nb_clusters;
2307
2308     nb_clusters = size_to_clusters(s, size);
2309 retry:
2310     for(i = 0; i < nb_clusters; i++) {
2311         int64_t i = s->free_cluster_index++;
2312         if (get_refcount(bs, i) != 0)
2313             goto retry;
2314     }
2315 #ifdef DEBUG_ALLOC2
2316     printf("alloc_clusters: size=%lld -> %lld\n",
2317             size,
2318             (s->free_cluster_index - nb_clusters) << s->cluster_bits);
2319 #endif
2320     return (s->free_cluster_index - nb_clusters) << s->cluster_bits;
2321 }
2322
2323 static int64_t alloc_clusters(BlockDriverState *bs, int64_t size)
2324 {
2325     int64_t offset;
2326
2327     offset = alloc_clusters_noref(bs, size);
2328     update_refcount(bs, offset, size, 1);
2329     return offset;
2330 }
2331
2332 /* only used to allocate compressed sectors. We try to allocate
2333    contiguous sectors. size must be <= cluster_size */
2334 static int64_t alloc_bytes(BlockDriverState *bs, int size)
2335 {
2336     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2337     int64_t offset, cluster_offset;
2338     int free_in_cluster;
2339
2340     assert(size > 0 && size <= s->cluster_size);
2341     if (s->free_byte_offset == 0) {
2342         s->free_byte_offset = alloc_clusters(bs, s->cluster_size);
2343     }
2344  redo:
2345     free_in_cluster = s->cluster_size -
2346         (s->free_byte_offset & (s->cluster_size - 1));
2347     if (size <= free_in_cluster) {
2348         /* enough space in current cluster */
2349         offset = s->free_byte_offset;
2350         s->free_byte_offset += size;
2351         free_in_cluster -= size;
2352         if (free_in_cluster == 0)
2353             s->free_byte_offset = 0;
2354         if ((offset & (s->cluster_size - 1)) != 0)
2355             update_cluster_refcount(bs, offset >> s->cluster_bits, 1);
2356     } else {
2357         offset = alloc_clusters(bs, s->cluster_size);
2358         cluster_offset = s->free_byte_offset & ~(s->cluster_size - 1);
2359         if ((cluster_offset + s->cluster_size) == offset) {
2360             /* we are lucky: contiguous data */
2361             offset = s->free_byte_offset;
2362             update_cluster_refcount(bs, offset >> s->cluster_bits, 1);
2363             s->free_byte_offset += size;
2364         } else {
2365             s->free_byte_offset = offset;
2366             goto redo;
2367         }
2368     }
2369     return offset;
2370 }
2371
2372 static void free_clusters(BlockDriverState *bs,
2373                           int64_t offset, int64_t size)
2374 {
2375     update_refcount(bs, offset, size, -1);
2376 }
2377
2378 static int grow_refcount_table(BlockDriverState *bs, int min_size)
2379 {
2380     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2381     int new_table_size, new_table_size2, refcount_table_clusters, i, ret;
2382     uint64_t *new_table;
2383     int64_t table_offset;
2384     uint8_t data[12];
2385     int old_table_size;
2386     int64_t old_table_offset;
2387
2388     if (min_size <= s->refcount_table_size)
2389         return 0;
2390     /* compute new table size */
2391     refcount_table_clusters = s->refcount_table_size >> (s->cluster_bits - 3);
2392     for(;;) {
2393         if (refcount_table_clusters == 0) {
2394             refcount_table_clusters = 1;
2395         } else {
2396             refcount_table_clusters = (refcount_table_clusters * 3 + 1) / 2;
2397         }
2398         new_table_size = refcount_table_clusters << (s->cluster_bits - 3);
2399         if (min_size <= new_table_size)
2400             break;
2401     }
2402 #ifdef DEBUG_ALLOC2
2403     printf("grow_refcount_table from %d to %d\n",
2404            s->refcount_table_size,
2405            new_table_size);
2406 #endif
2407     new_table_size2 = new_table_size * sizeof(uint64_t);
2408     new_table = qemu_mallocz(new_table_size2);
2409     memcpy(new_table, s->refcount_table,
2410            s->refcount_table_size * sizeof(uint64_t));
2411     for(i = 0; i < s->refcount_table_size; i++)
2412         cpu_to_be64s(&new_table[i]);
2413     /* Note: we cannot update the refcount now to avoid recursion */
2414     table_offset = alloc_clusters_noref(bs, new_table_size2);
2415     ret = bdrv_pwrite(s->hd, table_offset, new_table, new_table_size2);
2416     if (ret != new_table_size2)
2417         goto fail;
2418     for(i = 0; i < s->refcount_table_size; i++)
2419         be64_to_cpus(&new_table[i]);
2420
2421     cpu_to_be64w((uint64_t*)data, table_offset);
2422     cpu_to_be32w((uint32_t*)(data + 8), refcount_table_clusters);
2423     if (bdrv_pwrite(s->hd, offsetof(QCowHeader, refcount_table_offset),
2424                     data, sizeof(data)) != sizeof(data))
2425         goto fail;
2426     qemu_free(s->refcount_table);
2427     old_table_offset = s->refcount_table_offset;
2428     old_table_size = s->refcount_table_size;
2429     s->refcount_table = new_table;
2430     s->refcount_table_size = new_table_size;
2431     s->refcount_table_offset = table_offset;
2432
2433     update_refcount(bs, table_offset, new_table_size2, 1);
2434     free_clusters(bs, old_table_offset, old_table_size * sizeof(uint64_t));
2435     return 0;
2436  fail:
2437     free_clusters(bs, table_offset, new_table_size2);
2438     qemu_free(new_table);
2439     return -EIO;
2440 }
2441
2442 /* addend must be 1 or -1 */
2443 /* XXX: cache several refcount block clusters ? */
2444 static int update_cluster_refcount(BlockDriverState *bs,
2445                                    int64_t cluster_index,
2446                                    int addend)
2447 {
2448     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2449     int64_t offset, refcount_block_offset;
2450     int ret, refcount_table_index, block_index, refcount;
2451     uint64_t data64;
2452
2453     refcount_table_index = cluster_index >> (s->cluster_bits - REFCOUNT_SHIFT);
2454     if (refcount_table_index >= s->refcount_table_size) {
2455         if (addend < 0)
2456             return -EINVAL;
2457         ret = grow_refcount_table(bs, refcount_table_index + 1);
2458         if (ret < 0)
2459             return ret;
2460     }
2461     refcount_block_offset = s->refcount_table[refcount_table_index];
2462     if (!refcount_block_offset) {
2463         if (addend < 0)
2464             return -EINVAL;
2465         /* create a new refcount block */
2466         /* Note: we cannot update the refcount now to avoid recursion */
2467         offset = alloc_clusters_noref(bs, s->cluster_size);
2468         memset(s->refcount_block_cache, 0, s->cluster_size);
2469         ret = bdrv_pwrite(s->hd, offset, s->refcount_block_cache, s->cluster_size);
2470         if (ret != s->cluster_size)
2471             return -EINVAL;
2472         s->refcount_table[refcount_table_index] = offset;
2473         data64 = cpu_to_be64(offset);
2474         ret = bdrv_pwrite(s->hd, s->refcount_table_offset +
2475                           refcount_table_index * sizeof(uint64_t),
2476                           &data64, sizeof(data64));
2477         if (ret != sizeof(data64))
2478             return -EINVAL;
2479
2480         refcount_block_offset = offset;
2481         s->refcount_block_cache_offset = offset;
2482         update_refcount(bs, offset, s->cluster_size, 1);
2483     } else {
2484         if (refcount_block_offset != s->refcount_block_cache_offset) {
2485             if (load_refcount_block(bs, refcount_block_offset) < 0)
2486                 return -EIO;
2487         }
2488     }
2489     /* we can update the count and save it */
2490     block_index = cluster_index &
2491         ((1 << (s->cluster_bits - REFCOUNT_SHIFT)) - 1);
2492     refcount = be16_to_cpu(s->refcount_block_cache[block_index]);
2493     refcount += addend;
2494     if (refcount < 0 || refcount > 0xffff)
2495         return -EINVAL;
2496     if (refcount == 0 && cluster_index < s->free_cluster_index) {
2497         s->free_cluster_index = cluster_index;
2498     }
2499     s->refcount_block_cache[block_index] = cpu_to_be16(refcount);
2500     if (bdrv_pwrite(s->hd,
2501                     refcount_block_offset + (block_index << REFCOUNT_SHIFT),
2502                     &s->refcount_block_cache[block_index], 2) != 2)
2503         return -EIO;
2504     return refcount;
2505 }
2506
2507 static void update_refcount(BlockDriverState *bs,
2508                             int64_t offset, int64_t length,
2509                             int addend)
2510 {
2511     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2512     int64_t start, last, cluster_offset;
2513
2514 #ifdef DEBUG_ALLOC2
2515     printf("update_refcount: offset=%lld size=%lld addend=%d\n",
2516            offset, length, addend);
2517 #endif
2518     if (length <= 0)
2519         return;
2520     start = offset & ~(s->cluster_size - 1);
2521     last = (offset + length - 1) & ~(s->cluster_size - 1);
2522     for(cluster_offset = start; cluster_offset <= last;
2523         cluster_offset += s->cluster_size) {
2524         update_cluster_refcount(bs, cluster_offset >> s->cluster_bits, addend);
2525     }
2526 }
2527
2528 #ifdef DEBUG_ALLOC
2529 static void inc_refcounts(BlockDriverState *bs,
2530                           uint16_t *refcount_table,
2531                           int refcount_table_size,
2532                           int64_t offset, int64_t size)
2533 {
2534     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2535     int64_t start, last, cluster_offset;
2536     int k;
2537
2538     if (size <= 0)
2539         return;
2540
2541     start = offset & ~(s->cluster_size - 1);
2542     last = (offset + size - 1) & ~(s->cluster_size - 1);
2543     for(cluster_offset = start; cluster_offset <= last;
2544         cluster_offset += s->cluster_size) {
2545         k = cluster_offset >> s->cluster_bits;
2546         if (k < 0 || k >= refcount_table_size) {
2547             printf("ERROR: invalid cluster offset=0x%llx\n", cluster_offset);
2548         } else {
2549             if (++refcount_table[k] == 0) {
2550                 printf("ERROR: overflow cluster offset=0x%llx\n", cluster_offset);
2551             }
2552         }
2553     }
2554 }
2555
2556 static int check_refcounts_l1(BlockDriverState *bs,
2557                               uint16_t *refcount_table,
2558                               int refcount_table_size,
2559                               int64_t l1_table_offset, int l1_size,
2560                               int check_copied)
2561 {
2562     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2563     uint64_t *l1_table, *l2_table, l2_offset, offset, l1_size2;
2564     int l2_size, i, j, nb_csectors, refcount;
2565
2566     l2_table = NULL;
2567     l1_size2 = l1_size * sizeof(uint64_t);
2568
2569     inc_refcounts(bs, refcount_table, refcount_table_size,
2570                   l1_table_offset, l1_size2);
2571
2572     l1_table = qemu_malloc(l1_size2);
2573     if (bdrv_pread(s->hd, l1_table_offset,
2574                    l1_table, l1_size2) != l1_size2)
2575         goto fail;
2576     for(i = 0;i < l1_size; i++)
2577         be64_to_cpus(&l1_table[i]);
2578
2579     l2_size = s->l2_size * sizeof(uint64_t);
2580     l2_table = qemu_malloc(l2_size);
2581     for(i = 0; i < l1_size; i++) {
2582         l2_offset = l1_table[i];
2583         if (l2_offset) {
2584             if (check_copied) {
2585                 refcount = get_refcount(bs, (l2_offset & ~QCOW_OFLAG_COPIED) >> s->cluster_bits);
2586                 if ((refcount == 1) != ((l2_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) != 0)) {
2587                     printf("ERROR OFLAG_COPIED: l2_offset=%llx refcount=%d\n",
2588                            l2_offset, refcount);
2589                 }
2590             }
2591             l2_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
2592             if (bdrv_pread(s->hd, l2_offset, l2_table, l2_size) != l2_size)
2593                 goto fail;
2594             for(j = 0; j < s->l2_size; j++) {
2595                 offset = be64_to_cpu(l2_table[j]);
2596                 if (offset != 0) {
2597                     if (offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
2598                         if (offset & QCOW_OFLAG_COPIED) {
2599                             printf("ERROR: cluster %lld: copied flag must never be set for compressed clusters\n",
2600                                    offset >> s->cluster_bits);
2601                             offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
2602                         }
2603                         nb_csectors = ((offset >> s->csize_shift) &
2604                                        s->csize_mask) + 1;
2605                         offset &= s->cluster_offset_mask;
2606                         inc_refcounts(bs, refcount_table,
2607                                       refcount_table_size,
2608                                       offset & ~511, nb_csectors * 512);
2609                     } else {
2610                         if (check_copied) {
2611                             refcount = get_refcount(bs, (offset & ~QCOW_OFLAG_COPIED) >> s->cluster_bits);
2612                             if ((refcount == 1) != ((offset & QCOW_OFLAG_COPIED) != 0)) {
2613                                 printf("ERROR OFLAG_COPIED: offset=%llx refcount=%d\n",
2614                                        offset, refcount);
2615                             }
2616                         }
2617                         offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
2618                         inc_refcounts(bs, refcount_table,
2619                                       refcount_table_size,
2620                                       offset, s->cluster_size);
2621                     }
2622                 }
2623             }
2624             inc_refcounts(bs, refcount_table,
2625                           refcount_table_size,
2626                           l2_offset,
2627                           s->cluster_size);
2628         }
2629     }
2630     qemu_free(l1_table);
2631     qemu_free(l2_table);
2632     return 0;
2633  fail:
2634     printf("ERROR: I/O error in check_refcounts_l1\n");
2635     qemu_free(l1_table);
2636     qemu_free(l2_table);
2637     return -EIO;
2638 }
2639
2640 static void check_refcounts(BlockDriverState *bs)
2641 {
2642     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2643     int64_t size;
2644     int nb_clusters, refcount1, refcount2, i;
2645     QCowSnapshot *sn;
2646     uint16_t *refcount_table;
2647
2648     size = bdrv_getlength(s->hd);
2649     nb_clusters = size_to_clusters(s, size);
2650     refcount_table = qemu_mallocz(nb_clusters * sizeof(uint16_t));
2651
2652     /* header */
2653     inc_refcounts(bs, refcount_table, nb_clusters,
2654                   0, s->cluster_size);
2655
2656     check_refcounts_l1(bs, refcount_table, nb_clusters,
2657                        s->l1_table_offset, s->l1_size, 1);
2658
2659     /* snapshots */
2660     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2661         sn = s->snapshots + i;
2662         check_refcounts_l1(bs, refcount_table, nb_clusters,
2663                            sn->l1_table_offset, sn->l1_size, 0);
2664     }
2665     inc_refcounts(bs, refcount_table, nb_clusters,
2666                   s->snapshots_offset, s->snapshots_size);
2667
2668     /* refcount data */
2669     inc_refcounts(bs, refcount_table, nb_clusters,
2670                   s->refcount_table_offset,
2671                   s->refcount_table_size * sizeof(uint64_t));
2672     for(i = 0; i < s->refcount_table_size; i++) {
2673         int64_t offset;
2674         offset = s->refcount_table[i];
2675         if (offset != 0) {
2676             inc_refcounts(bs, refcount_table, nb_clusters,
2677                           offset, s->cluster_size);
2678         }
2679     }
2680
2681     /* compare ref counts */
2682     for(i = 0; i < nb_clusters; i++) {
2683         refcount1 = get_refcount(bs, i);
2684         refcount2 = refcount_table[i];
2685         if (refcount1 != refcount2)
2686             printf("ERROR cluster %d refcount=%d reference=%d\n",
2687                    i, refcount1, refcount2);
2688     }
2689
2690     qemu_free(refcount_table);
2691 }
2692
2693 #if 0
2694 static void dump_refcounts(BlockDriverState *bs)
2695 {
2696     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2697     int64_t nb_clusters, k, k1, size;
2698     int refcount;
2699
2700     size = bdrv_getlength(s->hd);
2701     nb_clusters = size_to_clusters(s, size);
2702     for(k = 0; k < nb_clusters;) {
2703         k1 = k;
2704         refcount = get_refcount(bs, k);
2705         k++;
2706         while (k < nb_clusters && get_refcount(bs, k) == refcount)
2707             k++;
2708         printf("%lld: refcount=%d nb=%lld\n", k, refcount, k - k1);
2709     }
2710 }
2711 #endif
2712 #endif
2713
2714 BlockDriver bdrv_qcow2 = {
2715     .format_name        = "qcow2",
2716     .instance_size      = sizeof(BDRVQcowState),
2717     .bdrv_probe         = qcow_probe,
2718     .bdrv_open          = qcow_open,
2719     .bdrv_close         = qcow_close,
2720     .bdrv_create        = qcow_create,
2721     .bdrv_flush         = qcow_flush,
2722     .bdrv_is_allocated  = qcow_is_allocated,
2723     .bdrv_set_key       = qcow_set_key,
2724     .bdrv_make_empty    = qcow_make_empty,
2725
2726     .bdrv_aio_read      = qcow_aio_read,
2727     .bdrv_aio_write     = qcow_aio_write,
2728     .bdrv_aio_cancel    = qcow_aio_cancel,
2729     .aiocb_size         = sizeof(QCowAIOCB),
2730     .bdrv_write_compressed = qcow_write_compressed,
2731
2732     .bdrv_snapshot_create = qcow_snapshot_create,
2733     .bdrv_snapshot_goto = qcow_snapshot_goto,
2734     .bdrv_snapshot_delete = qcow_snapshot_delete,
2735     .bdrv_snapshot_list = qcow_snapshot_list,
2736     .bdrv_get_info      = qcow_get_info,
2737
2738     .bdrv_create2 = qcow_create2,
2739 };