add support for omap3 mpu power domain control
[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     if (nb_needed > nb_available) {
765         nb_needed = nb_available;
766     }
767
768     cluster_offset = 0;
769
770     /* seek the the l2 offset in the l1 table */
771
772     l1_index = offset >> l1_bits;
773     if (l1_index >= s->l1_size)
774         goto out;
775
776     l2_offset = s->l1_table[l1_index];
777
778     /* seek the l2 table of the given l2 offset */
779
780     if (!l2_offset)
781         goto out;
782
783     /* load the l2 table in memory */
784
785     l2_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
786     l2_table = l2_load(bs, l2_offset);
787     if (l2_table == NULL)
788         return 0;
789
790     /* find the cluster offset for the given disk offset */
791
792     l2_index = (offset >> s->cluster_bits) & (s->l2_size - 1);
793     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index]);
794     nb_clusters = size_to_clusters(s, nb_needed << 9);
795
796     if (!cluster_offset) {
797         /* how many empty clusters ? */
798         c = count_contiguous_free_clusters(nb_clusters, &l2_table[l2_index]);
799     } else {
800         /* how many allocated clusters ? */
801         c = count_contiguous_clusters(nb_clusters, s->cluster_size,
802                 &l2_table[l2_index], 0, QCOW_OFLAG_COPIED);
803     }
804
805    nb_available = (c * s->cluster_sectors);
806 out:
807     if (nb_available > nb_needed)
808         nb_available = nb_needed;
809
810     *num = nb_available - index_in_cluster;
811
812     return cluster_offset & ~QCOW_OFLAG_COPIED;
813 }
814
815 /*
816  * free_any_clusters
817  *
818  * free clusters according to its type: compressed or not
819  *
820  */
821
822 static void free_any_clusters(BlockDriverState *bs,
823                               uint64_t cluster_offset, int nb_clusters)
824 {
825     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
826
827     /* free the cluster */
828
829     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
830         int nb_csectors;
831         nb_csectors = ((cluster_offset >> s->csize_shift) &
832                        s->csize_mask) + 1;
833         free_clusters(bs, (cluster_offset & s->cluster_offset_mask) & ~511,
834                       nb_csectors * 512);
835         return;
836     }
837
838     free_clusters(bs, cluster_offset, nb_clusters << s->cluster_bits);
839
840     return;
841 }
842
843 /*
844  * get_cluster_table
845  *
846  * for a given disk offset, load (and allocate if needed)
847  * the l2 table.
848  *
849  * the l2 table offset in the qcow2 file and the cluster index
850  * in the l2 table are given to the caller.
851  *
852  */
853
854 static int get_cluster_table(BlockDriverState *bs, uint64_t offset,
855                              uint64_t **new_l2_table,
856                              uint64_t *new_l2_offset,
857                              int *new_l2_index)
858 {
859     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
860     int l1_index, l2_index, ret;
861     uint64_t l2_offset, *l2_table;
862
863     /* seek the the l2 offset in the l1 table */
864
865     l1_index = offset >> (s->l2_bits + s->cluster_bits);
866     if (l1_index >= s->l1_size) {
867         ret = grow_l1_table(bs, l1_index + 1);
868         if (ret < 0)
869             return 0;
870     }
871     l2_offset = s->l1_table[l1_index];
872
873     /* seek the l2 table of the given l2 offset */
874
875     if (l2_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) {
876         /* load the l2 table in memory */
877         l2_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
878         l2_table = l2_load(bs, l2_offset);
879         if (l2_table == NULL)
880             return 0;
881     } else {
882         if (l2_offset)
883             free_clusters(bs, l2_offset, s->l2_size * sizeof(uint64_t));
884         l2_table = l2_allocate(bs, l1_index);
885         if (l2_table == NULL)
886             return 0;
887         l2_offset = s->l1_table[l1_index] & ~QCOW_OFLAG_COPIED;
888     }
889
890     /* find the cluster offset for the given disk offset */
891
892     l2_index = (offset >> s->cluster_bits) & (s->l2_size - 1);
893
894     *new_l2_table = l2_table;
895     *new_l2_offset = l2_offset;
896     *new_l2_index = l2_index;
897
898     return 1;
899 }
900
901 /*
902  * alloc_compressed_cluster_offset
903  *
904  * For a given offset of the disk image, return cluster offset in
905  * qcow2 file.
906  *
907  * If the offset is not found, allocate a new compressed cluster.
908  *
909  * Return the cluster offset if successful,
910  * Return 0, otherwise.
911  *
912  */
913
914 static uint64_t alloc_compressed_cluster_offset(BlockDriverState *bs,
915                                                 uint64_t offset,
916                                                 int compressed_size)
917 {
918     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
919     int l2_index, ret;
920     uint64_t l2_offset, *l2_table, cluster_offset;
921     int nb_csectors;
922
923     ret = get_cluster_table(bs, offset, &l2_table, &l2_offset, &l2_index);
924     if (ret == 0)
925         return 0;
926
927     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index]);
928     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COPIED)
929         return cluster_offset & ~QCOW_OFLAG_COPIED;
930
931     if (cluster_offset)
932         free_any_clusters(bs, cluster_offset, 1);
933
934     cluster_offset = alloc_bytes(bs, compressed_size);
935     nb_csectors = ((cluster_offset + compressed_size - 1) >> 9) -
936                   (cluster_offset >> 9);
937
938     cluster_offset |= QCOW_OFLAG_COMPRESSED |
939                       ((uint64_t)nb_csectors << s->csize_shift);
940
941     /* update L2 table */
942
943     /* compressed clusters never have the copied flag */
944
945     l2_table[l2_index] = cpu_to_be64(cluster_offset);
946     if (bdrv_pwrite(s->hd,
947                     l2_offset + l2_index * sizeof(uint64_t),
948                     l2_table + l2_index,
949                     sizeof(uint64_t)) != sizeof(uint64_t))
950         return 0;
951
952     return cluster_offset;
953 }
954
955 typedef struct QCowL2Meta
956 {
957     uint64_t offset;
958     int n_start;
959     int nb_available;
960     int nb_clusters;
961 } QCowL2Meta;
962
963 static int alloc_cluster_link_l2(BlockDriverState *bs, uint64_t cluster_offset,
964         QCowL2Meta *m)
965 {
966     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
967     int i, j = 0, l2_index, ret;
968     uint64_t *old_cluster, start_sect, l2_offset, *l2_table;
969
970     if (m->nb_clusters == 0)
971         return 0;
972
973     old_cluster = qemu_malloc(m->nb_clusters * sizeof(uint64_t));
974
975     /* copy content of unmodified sectors */
976     start_sect = (m->offset & ~(s->cluster_size - 1)) >> 9;
977     if (m->n_start) {
978         ret = copy_sectors(bs, start_sect, cluster_offset, 0, m->n_start);
979         if (ret < 0)
980             goto err;
981     }
982
983     if (m->nb_available & (s->cluster_sectors - 1)) {
984         uint64_t end = m->nb_available & ~(uint64_t)(s->cluster_sectors - 1);
985         ret = copy_sectors(bs, start_sect + end, cluster_offset + (end << 9),
986                 m->nb_available - end, s->cluster_sectors);
987         if (ret < 0)
988             goto err;
989     }
990
991     ret = -EIO;
992     /* update L2 table */
993     if (!get_cluster_table(bs, m->offset, &l2_table, &l2_offset, &l2_index))
994         goto err;
995
996     for (i = 0; i < m->nb_clusters; i++) {
997         if(l2_table[l2_index + i] != 0)
998             old_cluster[j++] = l2_table[l2_index + i];
999
1000         l2_table[l2_index + i] = cpu_to_be64((cluster_offset +
1001                     (i << s->cluster_bits)) | QCOW_OFLAG_COPIED);
1002      }
1003
1004     if (bdrv_pwrite(s->hd, l2_offset + l2_index * sizeof(uint64_t),
1005                 l2_table + l2_index, m->nb_clusters * sizeof(uint64_t)) !=
1006             m->nb_clusters * sizeof(uint64_t))
1007         goto err;
1008
1009     for (i = 0; i < j; i++)
1010         free_any_clusters(bs, old_cluster[i], 1);
1011
1012     ret = 0;
1013 err:
1014     qemu_free(old_cluster);
1015     return ret;
1016  }
1017
1018 /*
1019  * alloc_cluster_offset
1020  *
1021  * For a given offset of the disk image, return cluster offset in
1022  * qcow2 file.
1023  *
1024  * If the offset is not found, allocate a new cluster.
1025  *
1026  * Return the cluster offset if successful,
1027  * Return 0, otherwise.
1028  *
1029  */
1030
1031 static uint64_t alloc_cluster_offset(BlockDriverState *bs,
1032                                      uint64_t offset,
1033                                      int n_start, int n_end,
1034                                      int *num, QCowL2Meta *m)
1035 {
1036     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1037     int l2_index, ret;
1038     uint64_t l2_offset, *l2_table, cluster_offset;
1039     int nb_clusters, i = 0;
1040
1041     ret = get_cluster_table(bs, offset, &l2_table, &l2_offset, &l2_index);
1042     if (ret == 0)
1043         return 0;
1044
1045     nb_clusters = size_to_clusters(s, n_end << 9);
1046
1047     nb_clusters = MIN(nb_clusters, s->l2_size - l2_index);
1048
1049     cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index]);
1050
1051     /* We keep all QCOW_OFLAG_COPIED clusters */
1052
1053     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) {
1054         nb_clusters = count_contiguous_clusters(nb_clusters, s->cluster_size,
1055                 &l2_table[l2_index], 0, 0);
1056
1057         cluster_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
1058         m->nb_clusters = 0;
1059
1060         goto out;
1061     }
1062
1063     /* for the moment, multiple compressed clusters are not managed */
1064
1065     if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED)
1066         nb_clusters = 1;
1067
1068     /* how many available clusters ? */
1069
1070     while (i < nb_clusters) {
1071         i += count_contiguous_clusters(nb_clusters - i, s->cluster_size,
1072                 &l2_table[l2_index], i, 0);
1073
1074         if(be64_to_cpu(l2_table[l2_index + i]))
1075             break;
1076
1077         i += count_contiguous_free_clusters(nb_clusters - i,
1078                 &l2_table[l2_index + i]);
1079
1080         cluster_offset = be64_to_cpu(l2_table[l2_index + i]);
1081
1082         if ((cluster_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) ||
1083                 (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED))
1084             break;
1085     }
1086     nb_clusters = i;
1087
1088     /* allocate a new cluster */
1089
1090     cluster_offset = alloc_clusters(bs, nb_clusters * s->cluster_size);
1091
1092     /* save info needed for meta data update */
1093     m->offset = offset;
1094     m->n_start = n_start;
1095     m->nb_clusters = nb_clusters;
1096
1097 out:
1098     m->nb_available = MIN(nb_clusters << (s->cluster_bits - 9), n_end);
1099
1100     *num = m->nb_available - n_start;
1101
1102     return cluster_offset;
1103 }
1104
1105 static int qcow_is_allocated(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
1106                              int nb_sectors, int *pnum)
1107 {
1108     uint64_t cluster_offset;
1109
1110     *pnum = nb_sectors;
1111     cluster_offset = get_cluster_offset(bs, sector_num << 9, pnum);
1112
1113     return (cluster_offset != 0);
1114 }
1115
1116 static int decompress_buffer(uint8_t *out_buf, int out_buf_size,
1117                              const uint8_t *buf, int buf_size)
1118 {
1119     z_stream strm1, *strm = &strm1;
1120     int ret, out_len;
1121
1122     memset(strm, 0, sizeof(*strm));
1123
1124     strm->next_in = (uint8_t *)buf;
1125     strm->avail_in = buf_size;
1126     strm->next_out = out_buf;
1127     strm->avail_out = out_buf_size;
1128
1129     ret = inflateInit2(strm, -12);
1130     if (ret != Z_OK)
1131         return -1;
1132     ret = inflate(strm, Z_FINISH);
1133     out_len = strm->next_out - out_buf;
1134     if ((ret != Z_STREAM_END && ret != Z_BUF_ERROR) ||
1135         out_len != out_buf_size) {
1136         inflateEnd(strm);
1137         return -1;
1138     }
1139     inflateEnd(strm);
1140     return 0;
1141 }
1142
1143 static int decompress_cluster(BDRVQcowState *s, uint64_t cluster_offset)
1144 {
1145     int ret, csize, nb_csectors, sector_offset;
1146     uint64_t coffset;
1147
1148     coffset = cluster_offset & s->cluster_offset_mask;
1149     if (s->cluster_cache_offset != coffset) {
1150         nb_csectors = ((cluster_offset >> s->csize_shift) & s->csize_mask) + 1;
1151         sector_offset = coffset & 511;
1152         csize = nb_csectors * 512 - sector_offset;
1153         ret = bdrv_read(s->hd, coffset >> 9, s->cluster_data, nb_csectors);
1154         if (ret < 0) {
1155             return -1;
1156         }
1157         if (decompress_buffer(s->cluster_cache, s->cluster_size,
1158                               s->cluster_data + sector_offset, csize) < 0) {
1159             return -1;
1160         }
1161         s->cluster_cache_offset = coffset;
1162     }
1163     return 0;
1164 }
1165
1166 /* handle reading after the end of the backing file */
1167 static int backing_read1(BlockDriverState *bs,
1168                          int64_t sector_num, uint8_t *buf, int nb_sectors)
1169 {
1170     int n1;
1171     if ((sector_num + nb_sectors) <= bs->total_sectors)
1172         return nb_sectors;
1173     if (sector_num >= bs->total_sectors)
1174         n1 = 0;
1175     else
1176         n1 = bs->total_sectors - sector_num;
1177     memset(buf + n1 * 512, 0, 512 * (nb_sectors - n1));
1178     return n1;
1179 }
1180
1181 static int qcow_read(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
1182                      uint8_t *buf, int nb_sectors)
1183 {
1184     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1185     int ret, index_in_cluster, n, n1;
1186     uint64_t cluster_offset;
1187
1188     while (nb_sectors > 0) {
1189         n = nb_sectors;
1190         cluster_offset = get_cluster_offset(bs, sector_num << 9, &n);
1191         index_in_cluster = sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
1192         if (!cluster_offset) {
1193             if (bs->backing_hd) {
1194                 /* read from the base image */
1195                 n1 = backing_read1(bs->backing_hd, sector_num, buf, n);
1196                 if (n1 > 0) {
1197                     ret = bdrv_read(bs->backing_hd, sector_num, buf, n1);
1198                     if (ret < 0)
1199                         return -1;
1200                 }
1201             } else {
1202                 memset(buf, 0, 512 * n);
1203             }
1204         } else if (cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
1205             if (decompress_cluster(s, cluster_offset) < 0)
1206                 return -1;
1207             memcpy(buf, s->cluster_cache + index_in_cluster * 512, 512 * n);
1208         } else {
1209             ret = bdrv_pread(s->hd, cluster_offset + index_in_cluster * 512, buf, n * 512);
1210             if (ret != n * 512)
1211                 return -1;
1212             if (s->crypt_method) {
1213                 encrypt_sectors(s, sector_num, buf, buf, n, 0,
1214                                 &s->aes_decrypt_key);
1215             }
1216         }
1217         nb_sectors -= n;
1218         sector_num += n;
1219         buf += n * 512;
1220     }
1221     return 0;
1222 }
1223
1224 static int qcow_write(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
1225                      const uint8_t *buf, int nb_sectors)
1226 {
1227     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1228     int ret, index_in_cluster, n;
1229     uint64_t cluster_offset;
1230     int n_end;
1231     QCowL2Meta l2meta;
1232
1233     while (nb_sectors > 0) {
1234         index_in_cluster = sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
1235         n_end = index_in_cluster + nb_sectors;
1236         if (s->crypt_method &&
1237             n_end > QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_sectors)
1238             n_end = QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_sectors;
1239         cluster_offset = alloc_cluster_offset(bs, sector_num << 9,
1240                                               index_in_cluster,
1241                                               n_end, &n, &l2meta);
1242         if (!cluster_offset)
1243             return -1;
1244         if (s->crypt_method) {
1245             encrypt_sectors(s, sector_num, s->cluster_data, buf, n, 1,
1246                             &s->aes_encrypt_key);
1247             ret = bdrv_pwrite(s->hd, cluster_offset + index_in_cluster * 512,
1248                               s->cluster_data, n * 512);
1249         } else {
1250             ret = bdrv_pwrite(s->hd, cluster_offset + index_in_cluster * 512, buf, n * 512);
1251         }
1252         if (ret != n * 512 || alloc_cluster_link_l2(bs, cluster_offset, &l2meta) < 0) {
1253             free_any_clusters(bs, cluster_offset, l2meta.nb_clusters);
1254             return -1;
1255         }
1256         nb_sectors -= n;
1257         sector_num += n;
1258         buf += n * 512;
1259     }
1260     s->cluster_cache_offset = -1; /* disable compressed cache */
1261     return 0;
1262 }
1263
1264 typedef struct QCowAIOCB {
1265     BlockDriverAIOCB common;
1266     int64_t sector_num;
1267     uint8_t *buf;
1268     int nb_sectors;
1269     int n;
1270     uint64_t cluster_offset;
1271     uint8_t *cluster_data;
1272     BlockDriverAIOCB *hd_aiocb;
1273     QEMUBH *bh;
1274     QCowL2Meta l2meta;
1275 } QCowAIOCB;
1276
1277 static void qcow_aio_read_cb(void *opaque, int ret);
1278 static void qcow_aio_read_bh(void *opaque)
1279 {
1280     QCowAIOCB *acb = opaque;
1281     qemu_bh_delete(acb->bh);
1282     acb->bh = NULL;
1283     qcow_aio_read_cb(opaque, 0);
1284 }
1285
1286 static int qcow_schedule_bh(QEMUBHFunc *cb, QCowAIOCB *acb)
1287 {
1288     if (acb->bh)
1289         return -EIO;
1290
1291     acb->bh = qemu_bh_new(cb, acb);
1292     if (!acb->bh)
1293         return -EIO;
1294
1295     qemu_bh_schedule(acb->bh);
1296
1297     return 0;
1298 }
1299
1300 static void qcow_aio_read_cb(void *opaque, int ret)
1301 {
1302     QCowAIOCB *acb = opaque;
1303     BlockDriverState *bs = acb->common.bs;
1304     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1305     int index_in_cluster, n1;
1306
1307     acb->hd_aiocb = NULL;
1308     if (ret < 0) {
1309 fail:
1310         acb->common.cb(acb->common.opaque, ret);
1311         qemu_aio_release(acb);
1312         return;
1313     }
1314
1315     /* post process the read buffer */
1316     if (!acb->cluster_offset) {
1317         /* nothing to do */
1318     } else if (acb->cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
1319         /* nothing to do */
1320     } else {
1321         if (s->crypt_method) {
1322             encrypt_sectors(s, acb->sector_num, acb->buf, acb->buf,
1323                             acb->n, 0,
1324                             &s->aes_decrypt_key);
1325         }
1326     }
1327
1328     acb->nb_sectors -= acb->n;
1329     acb->sector_num += acb->n;
1330     acb->buf += acb->n * 512;
1331
1332     if (acb->nb_sectors == 0) {
1333         /* request completed */
1334         acb->common.cb(acb->common.opaque, 0);
1335         qemu_aio_release(acb);
1336         return;
1337     }
1338
1339     /* prepare next AIO request */
1340     acb->n = acb->nb_sectors;
1341     acb->cluster_offset = get_cluster_offset(bs, acb->sector_num << 9, &acb->n);
1342     index_in_cluster = acb->sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
1343
1344     if (!acb->cluster_offset) {
1345         if (bs->backing_hd) {
1346             /* read from the base image */
1347             n1 = backing_read1(bs->backing_hd, acb->sector_num,
1348                                acb->buf, acb->n);
1349             if (n1 > 0) {
1350                 acb->hd_aiocb = bdrv_aio_read(bs->backing_hd, acb->sector_num,
1351                                     acb->buf, acb->n, qcow_aio_read_cb, acb);
1352                 if (acb->hd_aiocb == NULL)
1353                     goto fail;
1354             } else {
1355                 ret = qcow_schedule_bh(qcow_aio_read_bh, acb);
1356                 if (ret < 0)
1357                     goto fail;
1358             }
1359         } else {
1360             /* Note: in this case, no need to wait */
1361             memset(acb->buf, 0, 512 * acb->n);
1362             ret = qcow_schedule_bh(qcow_aio_read_bh, acb);
1363             if (ret < 0)
1364                 goto fail;
1365         }
1366     } else if (acb->cluster_offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
1367         /* add AIO support for compressed blocks ? */
1368         if (decompress_cluster(s, acb->cluster_offset) < 0)
1369             goto fail;
1370         memcpy(acb->buf,
1371                s->cluster_cache + index_in_cluster * 512, 512 * acb->n);
1372         ret = qcow_schedule_bh(qcow_aio_read_bh, acb);
1373         if (ret < 0)
1374             goto fail;
1375     } else {
1376         if ((acb->cluster_offset & 511) != 0) {
1377             ret = -EIO;
1378             goto fail;
1379         }
1380         acb->hd_aiocb = bdrv_aio_read(s->hd,
1381                             (acb->cluster_offset >> 9) + index_in_cluster,
1382                             acb->buf, acb->n, qcow_aio_read_cb, acb);
1383         if (acb->hd_aiocb == NULL)
1384             goto fail;
1385     }
1386 }
1387
1388 static QCowAIOCB *qcow_aio_setup(BlockDriverState *bs,
1389         int64_t sector_num, uint8_t *buf, int nb_sectors,
1390         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
1391 {
1392     QCowAIOCB *acb;
1393
1394     acb = qemu_aio_get(bs, cb, opaque);
1395     if (!acb)
1396         return NULL;
1397     acb->hd_aiocb = NULL;
1398     acb->sector_num = sector_num;
1399     acb->buf = buf;
1400     acb->nb_sectors = nb_sectors;
1401     acb->n = 0;
1402     acb->cluster_offset = 0;
1403     acb->l2meta.nb_clusters = 0;
1404     return acb;
1405 }
1406
1407 static BlockDriverAIOCB *qcow_aio_read(BlockDriverState *bs,
1408         int64_t sector_num, uint8_t *buf, int nb_sectors,
1409         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
1410 {
1411     QCowAIOCB *acb;
1412
1413     acb = qcow_aio_setup(bs, sector_num, buf, nb_sectors, cb, opaque);
1414     if (!acb)
1415         return NULL;
1416
1417     qcow_aio_read_cb(acb, 0);
1418     return &acb->common;
1419 }
1420
1421 static void qcow_aio_write_cb(void *opaque, int ret)
1422 {
1423     QCowAIOCB *acb = opaque;
1424     BlockDriverState *bs = acb->common.bs;
1425     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1426     int index_in_cluster;
1427     const uint8_t *src_buf;
1428     int n_end;
1429
1430     acb->hd_aiocb = NULL;
1431
1432     if (ret < 0) {
1433     fail:
1434         acb->common.cb(acb->common.opaque, ret);
1435         qemu_aio_release(acb);
1436         return;
1437     }
1438
1439     if (alloc_cluster_link_l2(bs, acb->cluster_offset, &acb->l2meta) < 0) {
1440         free_any_clusters(bs, acb->cluster_offset, acb->l2meta.nb_clusters);
1441         goto fail;
1442     }
1443
1444     acb->nb_sectors -= acb->n;
1445     acb->sector_num += acb->n;
1446     acb->buf += acb->n * 512;
1447
1448     if (acb->nb_sectors == 0) {
1449         /* request completed */
1450         acb->common.cb(acb->common.opaque, 0);
1451         qemu_aio_release(acb);
1452         return;
1453     }
1454
1455     index_in_cluster = acb->sector_num & (s->cluster_sectors - 1);
1456     n_end = index_in_cluster + acb->nb_sectors;
1457     if (s->crypt_method &&
1458         n_end > QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_sectors)
1459         n_end = QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS * s->cluster_sectors;
1460
1461     acb->cluster_offset = alloc_cluster_offset(bs, acb->sector_num << 9,
1462                                           index_in_cluster,
1463                                           n_end, &acb->n, &acb->l2meta);
1464     if (!acb->cluster_offset || (acb->cluster_offset & 511) != 0) {
1465         ret = -EIO;
1466         goto fail;
1467     }
1468     if (s->crypt_method) {
1469         if (!acb->cluster_data) {
1470             acb->cluster_data = qemu_mallocz(QCOW_MAX_CRYPT_CLUSTERS *
1471                                              s->cluster_size);
1472         }
1473         encrypt_sectors(s, acb->sector_num, acb->cluster_data, acb->buf,
1474                         acb->n, 1, &s->aes_encrypt_key);
1475         src_buf = acb->cluster_data;
1476     } else {
1477         src_buf = acb->buf;
1478     }
1479     acb->hd_aiocb = bdrv_aio_write(s->hd,
1480                                    (acb->cluster_offset >> 9) + index_in_cluster,
1481                                    src_buf, acb->n,
1482                                    qcow_aio_write_cb, acb);
1483     if (acb->hd_aiocb == NULL)
1484         goto fail;
1485 }
1486
1487 static BlockDriverAIOCB *qcow_aio_write(BlockDriverState *bs,
1488         int64_t sector_num, const uint8_t *buf, int nb_sectors,
1489         BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque)
1490 {
1491     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1492     QCowAIOCB *acb;
1493
1494     s->cluster_cache_offset = -1; /* disable compressed cache */
1495
1496     acb = qcow_aio_setup(bs, sector_num, (uint8_t*)buf, nb_sectors, cb, opaque);
1497     if (!acb)
1498         return NULL;
1499
1500     qcow_aio_write_cb(acb, 0);
1501     return &acb->common;
1502 }
1503
1504 static void qcow_aio_cancel(BlockDriverAIOCB *blockacb)
1505 {
1506     QCowAIOCB *acb = (QCowAIOCB *)blockacb;
1507     if (acb->hd_aiocb)
1508         bdrv_aio_cancel(acb->hd_aiocb);
1509     qemu_aio_release(acb);
1510 }
1511
1512 static void qcow_close(BlockDriverState *bs)
1513 {
1514     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1515     qemu_free(s->l1_table);
1516     qemu_free(s->l2_cache);
1517     qemu_free(s->cluster_cache);
1518     qemu_free(s->cluster_data);
1519     refcount_close(bs);
1520     bdrv_delete(s->hd);
1521 }
1522
1523 /* XXX: use std qcow open function ? */
1524 typedef struct QCowCreateState {
1525     int cluster_size;
1526     int cluster_bits;
1527     uint16_t *refcount_block;
1528     uint64_t *refcount_table;
1529     int64_t l1_table_offset;
1530     int64_t refcount_table_offset;
1531     int64_t refcount_block_offset;
1532 } QCowCreateState;
1533
1534 static void create_refcount_update(QCowCreateState *s,
1535                                    int64_t offset, int64_t size)
1536 {
1537     int refcount;
1538     int64_t start, last, cluster_offset;
1539     uint16_t *p;
1540
1541     start = offset & ~(s->cluster_size - 1);
1542     last = (offset + size - 1)  & ~(s->cluster_size - 1);
1543     for(cluster_offset = start; cluster_offset <= last;
1544         cluster_offset += s->cluster_size) {
1545         p = &s->refcount_block[cluster_offset >> s->cluster_bits];
1546         refcount = be16_to_cpu(*p);
1547         refcount++;
1548         *p = cpu_to_be16(refcount);
1549     }
1550 }
1551
1552 static int qcow_create2(const char *filename, int64_t total_size,
1553                         const char *backing_file, const char *backing_format,
1554                         int flags)
1555 {
1556
1557     int fd, header_size, backing_filename_len, l1_size, i, shift, l2_bits;
1558     int ref_clusters, backing_format_len = 0;
1559     QCowHeader header;
1560     uint64_t tmp, offset;
1561     QCowCreateState s1, *s = &s1;
1562     QCowExtension ext_bf = {0, 0};
1563
1564
1565     memset(s, 0, sizeof(*s));
1566
1567     fd = open(filename, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC | O_BINARY, 0644);
1568     if (fd < 0)
1569         return -1;
1570     memset(&header, 0, sizeof(header));
1571     header.magic = cpu_to_be32(QCOW_MAGIC);
1572     header.version = cpu_to_be32(QCOW_VERSION);
1573     header.size = cpu_to_be64(total_size * 512);
1574     header_size = sizeof(header);
1575     backing_filename_len = 0;
1576     if (backing_file) {
1577         if (backing_format) {
1578             ext_bf.magic = QCOW_EXT_MAGIC_BACKING_FORMAT;
1579             backing_format_len = strlen(backing_format);
1580             ext_bf.len = (backing_format_len + 7) & ~7;
1581             header_size += ((sizeof(ext_bf) + ext_bf.len + 7) & ~7);
1582         }
1583         header.backing_file_offset = cpu_to_be64(header_size);
1584         backing_filename_len = strlen(backing_file);
1585         header.backing_file_size = cpu_to_be32(backing_filename_len);
1586         header_size += backing_filename_len;
1587     }
1588     s->cluster_bits = 12;  /* 4 KB clusters */
1589     s->cluster_size = 1 << s->cluster_bits;
1590     header.cluster_bits = cpu_to_be32(s->cluster_bits);
1591     header_size = (header_size + 7) & ~7;
1592     if (flags & BLOCK_FLAG_ENCRYPT) {
1593         header.crypt_method = cpu_to_be32(QCOW_CRYPT_AES);
1594     } else {
1595         header.crypt_method = cpu_to_be32(QCOW_CRYPT_NONE);
1596     }
1597     l2_bits = s->cluster_bits - 3;
1598     shift = s->cluster_bits + l2_bits;
1599     l1_size = (((total_size * 512) + (1LL << shift) - 1) >> shift);
1600     offset = align_offset(header_size, s->cluster_size);
1601     s->l1_table_offset = offset;
1602     header.l1_table_offset = cpu_to_be64(s->l1_table_offset);
1603     header.l1_size = cpu_to_be32(l1_size);
1604     offset += align_offset(l1_size * sizeof(uint64_t), s->cluster_size);
1605
1606     s->refcount_table = qemu_mallocz(s->cluster_size);
1607
1608     s->refcount_table_offset = offset;
1609     header.refcount_table_offset = cpu_to_be64(offset);
1610     header.refcount_table_clusters = cpu_to_be32(1);
1611     offset += s->cluster_size;
1612     s->refcount_block_offset = offset;
1613
1614     /* count how many refcount blocks needed */
1615     tmp = offset >> s->cluster_bits;
1616     ref_clusters = (tmp >> (s->cluster_bits - REFCOUNT_SHIFT)) + 1;
1617     for (i=0; i < ref_clusters; i++) {
1618         s->refcount_table[i] = cpu_to_be64(offset);
1619         offset += s->cluster_size;
1620     }
1621
1622     s->refcount_block = qemu_mallocz(ref_clusters * s->cluster_size);
1623
1624     /* update refcounts */
1625     create_refcount_update(s, 0, header_size);
1626     create_refcount_update(s, s->l1_table_offset, l1_size * sizeof(uint64_t));
1627     create_refcount_update(s, s->refcount_table_offset, s->cluster_size);
1628     create_refcount_update(s, s->refcount_block_offset, ref_clusters * s->cluster_size);
1629
1630     /* write all the data */
1631     write(fd, &header, sizeof(header));
1632     if (backing_file) {
1633         if (backing_format_len) {
1634             char zero[16];
1635             int d = ext_bf.len - backing_format_len;
1636
1637             memset(zero, 0, sizeof(zero));
1638             cpu_to_be32s(&ext_bf.magic);
1639             cpu_to_be32s(&ext_bf.len);
1640             write(fd, &ext_bf, sizeof(ext_bf));
1641             write(fd, backing_format, backing_format_len);
1642             if (d>0) {
1643                 write(fd, zero, d);
1644             }
1645         }
1646         write(fd, backing_file, backing_filename_len);
1647     }
1648     lseek(fd, s->l1_table_offset, SEEK_SET);
1649     tmp = 0;
1650     for(i = 0;i < l1_size; i++) {
1651         write(fd, &tmp, sizeof(tmp));
1652     }
1653     lseek(fd, s->refcount_table_offset, SEEK_SET);
1654     write(fd, s->refcount_table, s->cluster_size);
1655
1656     lseek(fd, s->refcount_block_offset, SEEK_SET);
1657     write(fd, s->refcount_block, ref_clusters * s->cluster_size);
1658
1659     qemu_free(s->refcount_table);
1660     qemu_free(s->refcount_block);
1661     close(fd);
1662     return 0;
1663 }
1664
1665 static int qcow_create(const char *filename, int64_t total_size,
1666                        const char *backing_file, int flags)
1667 {
1668     return qcow_create2(filename, total_size, backing_file, NULL, flags);
1669 }
1670
1671 static int qcow_make_empty(BlockDriverState *bs)
1672 {
1673 #if 0
1674     /* XXX: not correct */
1675     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1676     uint32_t l1_length = s->l1_size * sizeof(uint64_t);
1677     int ret;
1678
1679     memset(s->l1_table, 0, l1_length);
1680     if (bdrv_pwrite(s->hd, s->l1_table_offset, s->l1_table, l1_length) < 0)
1681         return -1;
1682     ret = bdrv_truncate(s->hd, s->l1_table_offset + l1_length);
1683     if (ret < 0)
1684         return ret;
1685
1686     l2_cache_reset(bs);
1687 #endif
1688     return 0;
1689 }
1690
1691 /* XXX: put compressed sectors first, then all the cluster aligned
1692    tables to avoid losing bytes in alignment */
1693 static int qcow_write_compressed(BlockDriverState *bs, int64_t sector_num,
1694                                  const uint8_t *buf, int nb_sectors)
1695 {
1696     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1697     z_stream strm;
1698     int ret, out_len;
1699     uint8_t *out_buf;
1700     uint64_t cluster_offset;
1701
1702     if (nb_sectors == 0) {
1703         /* align end of file to a sector boundary to ease reading with
1704            sector based I/Os */
1705         cluster_offset = bdrv_getlength(s->hd);
1706         cluster_offset = (cluster_offset + 511) & ~511;
1707         bdrv_truncate(s->hd, cluster_offset);
1708         return 0;
1709     }
1710
1711     if (nb_sectors != s->cluster_sectors)
1712         return -EINVAL;
1713
1714     out_buf = qemu_malloc(s->cluster_size + (s->cluster_size / 1000) + 128);
1715
1716     /* best compression, small window, no zlib header */
1717     memset(&strm, 0, sizeof(strm));
1718     ret = deflateInit2(&strm, Z_DEFAULT_COMPRESSION,
1719                        Z_DEFLATED, -12,
1720                        9, Z_DEFAULT_STRATEGY);
1721     if (ret != 0) {
1722         qemu_free(out_buf);
1723         return -1;
1724     }
1725
1726     strm.avail_in = s->cluster_size;
1727     strm.next_in = (uint8_t *)buf;
1728     strm.avail_out = s->cluster_size;
1729     strm.next_out = out_buf;
1730
1731     ret = deflate(&strm, Z_FINISH);
1732     if (ret != Z_STREAM_END && ret != Z_OK) {
1733         qemu_free(out_buf);
1734         deflateEnd(&strm);
1735         return -1;
1736     }
1737     out_len = strm.next_out - out_buf;
1738
1739     deflateEnd(&strm);
1740
1741     if (ret != Z_STREAM_END || out_len >= s->cluster_size) {
1742         /* could not compress: write normal cluster */
1743         qcow_write(bs, sector_num, buf, s->cluster_sectors);
1744     } else {
1745         cluster_offset = alloc_compressed_cluster_offset(bs, sector_num << 9,
1746                                               out_len);
1747         if (!cluster_offset)
1748             return -1;
1749         cluster_offset &= s->cluster_offset_mask;
1750         if (bdrv_pwrite(s->hd, cluster_offset, out_buf, out_len) != out_len) {
1751             qemu_free(out_buf);
1752             return -1;
1753         }
1754     }
1755
1756     qemu_free(out_buf);
1757     return 0;
1758 }
1759
1760 static void qcow_flush(BlockDriverState *bs)
1761 {
1762     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1763     bdrv_flush(s->hd);
1764 }
1765
1766 static int qcow_get_info(BlockDriverState *bs, BlockDriverInfo *bdi)
1767 {
1768     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1769     bdi->cluster_size = s->cluster_size;
1770     bdi->vm_state_offset = (int64_t)s->l1_vm_state_index <<
1771         (s->cluster_bits + s->l2_bits);
1772     return 0;
1773 }
1774
1775 /*********************************************************/
1776 /* snapshot support */
1777
1778 /* update the refcounts of snapshots and the copied flag */
1779 static int update_snapshot_refcount(BlockDriverState *bs,
1780                                     int64_t l1_table_offset,
1781                                     int l1_size,
1782                                     int addend)
1783 {
1784     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1785     uint64_t *l1_table, *l2_table, l2_offset, offset, l1_size2, l1_allocated;
1786     int64_t old_offset, old_l2_offset;
1787     int l2_size, i, j, l1_modified, l2_modified, nb_csectors, refcount;
1788
1789     l2_cache_reset(bs);
1790
1791     l2_table = NULL;
1792     l1_table = NULL;
1793     l1_size2 = l1_size * sizeof(uint64_t);
1794     l1_allocated = 0;
1795     if (l1_table_offset != s->l1_table_offset) {
1796         l1_table = qemu_malloc(l1_size2);
1797         l1_allocated = 1;
1798         if (bdrv_pread(s->hd, l1_table_offset,
1799                        l1_table, l1_size2) != l1_size2)
1800             goto fail;
1801         for(i = 0;i < l1_size; i++)
1802             be64_to_cpus(&l1_table[i]);
1803     } else {
1804         assert(l1_size == s->l1_size);
1805         l1_table = s->l1_table;
1806         l1_allocated = 0;
1807     }
1808
1809     l2_size = s->l2_size * sizeof(uint64_t);
1810     l2_table = qemu_malloc(l2_size);
1811     l1_modified = 0;
1812     for(i = 0; i < l1_size; i++) {
1813         l2_offset = l1_table[i];
1814         if (l2_offset) {
1815             old_l2_offset = l2_offset;
1816             l2_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
1817             l2_modified = 0;
1818             if (bdrv_pread(s->hd, l2_offset, l2_table, l2_size) != l2_size)
1819                 goto fail;
1820             for(j = 0; j < s->l2_size; j++) {
1821                 offset = be64_to_cpu(l2_table[j]);
1822                 if (offset != 0) {
1823                     old_offset = offset;
1824                     offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
1825                     if (offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
1826                         nb_csectors = ((offset >> s->csize_shift) &
1827                                        s->csize_mask) + 1;
1828                         if (addend != 0)
1829                             update_refcount(bs, (offset & s->cluster_offset_mask) & ~511,
1830                                             nb_csectors * 512, addend);
1831                         /* compressed clusters are never modified */
1832                         refcount = 2;
1833                     } else {
1834                         if (addend != 0) {
1835                             refcount = update_cluster_refcount(bs, offset >> s->cluster_bits, addend);
1836                         } else {
1837                             refcount = get_refcount(bs, offset >> s->cluster_bits);
1838                         }
1839                     }
1840
1841                     if (refcount == 1) {
1842                         offset |= QCOW_OFLAG_COPIED;
1843                     }
1844                     if (offset != old_offset) {
1845                         l2_table[j] = cpu_to_be64(offset);
1846                         l2_modified = 1;
1847                     }
1848                 }
1849             }
1850             if (l2_modified) {
1851                 if (bdrv_pwrite(s->hd,
1852                                 l2_offset, l2_table, l2_size) != l2_size)
1853                     goto fail;
1854             }
1855
1856             if (addend != 0) {
1857                 refcount = update_cluster_refcount(bs, l2_offset >> s->cluster_bits, addend);
1858             } else {
1859                 refcount = get_refcount(bs, l2_offset >> s->cluster_bits);
1860             }
1861             if (refcount == 1) {
1862                 l2_offset |= QCOW_OFLAG_COPIED;
1863             }
1864             if (l2_offset != old_l2_offset) {
1865                 l1_table[i] = l2_offset;
1866                 l1_modified = 1;
1867             }
1868         }
1869     }
1870     if (l1_modified) {
1871         for(i = 0; i < l1_size; i++)
1872             cpu_to_be64s(&l1_table[i]);
1873         if (bdrv_pwrite(s->hd, l1_table_offset, l1_table,
1874                         l1_size2) != l1_size2)
1875             goto fail;
1876         for(i = 0; i < l1_size; i++)
1877             be64_to_cpus(&l1_table[i]);
1878     }
1879     if (l1_allocated)
1880         qemu_free(l1_table);
1881     qemu_free(l2_table);
1882     return 0;
1883  fail:
1884     if (l1_allocated)
1885         qemu_free(l1_table);
1886     qemu_free(l2_table);
1887     return -EIO;
1888 }
1889
1890 static void qcow_free_snapshots(BlockDriverState *bs)
1891 {
1892     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1893     int i;
1894
1895     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
1896         qemu_free(s->snapshots[i].name);
1897         qemu_free(s->snapshots[i].id_str);
1898     }
1899     qemu_free(s->snapshots);
1900     s->snapshots = NULL;
1901     s->nb_snapshots = 0;
1902 }
1903
1904 static int qcow_read_snapshots(BlockDriverState *bs)
1905 {
1906     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1907     QCowSnapshotHeader h;
1908     QCowSnapshot *sn;
1909     int i, id_str_size, name_size;
1910     int64_t offset;
1911     uint32_t extra_data_size;
1912
1913     if (!s->nb_snapshots) {
1914         s->snapshots = NULL;
1915         s->snapshots_size = 0;
1916         return 0;
1917     }
1918
1919     offset = s->snapshots_offset;
1920     s->snapshots = qemu_mallocz(s->nb_snapshots * sizeof(QCowSnapshot));
1921     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
1922         offset = align_offset(offset, 8);
1923         if (bdrv_pread(s->hd, offset, &h, sizeof(h)) != sizeof(h))
1924             goto fail;
1925         offset += sizeof(h);
1926         sn = s->snapshots + i;
1927         sn->l1_table_offset = be64_to_cpu(h.l1_table_offset);
1928         sn->l1_size = be32_to_cpu(h.l1_size);
1929         sn->vm_state_size = be32_to_cpu(h.vm_state_size);
1930         sn->date_sec = be32_to_cpu(h.date_sec);
1931         sn->date_nsec = be32_to_cpu(h.date_nsec);
1932         sn->vm_clock_nsec = be64_to_cpu(h.vm_clock_nsec);
1933         extra_data_size = be32_to_cpu(h.extra_data_size);
1934
1935         id_str_size = be16_to_cpu(h.id_str_size);
1936         name_size = be16_to_cpu(h.name_size);
1937
1938         offset += extra_data_size;
1939
1940         sn->id_str = qemu_malloc(id_str_size + 1);
1941         if (bdrv_pread(s->hd, offset, sn->id_str, id_str_size) != id_str_size)
1942             goto fail;
1943         offset += id_str_size;
1944         sn->id_str[id_str_size] = '\0';
1945
1946         sn->name = qemu_malloc(name_size + 1);
1947         if (bdrv_pread(s->hd, offset, sn->name, name_size) != name_size)
1948             goto fail;
1949         offset += name_size;
1950         sn->name[name_size] = '\0';
1951     }
1952     s->snapshots_size = offset - s->snapshots_offset;
1953     return 0;
1954  fail:
1955     qcow_free_snapshots(bs);
1956     return -1;
1957 }
1958
1959 /* add at the end of the file a new list of snapshots */
1960 static int qcow_write_snapshots(BlockDriverState *bs)
1961 {
1962     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
1963     QCowSnapshot *sn;
1964     QCowSnapshotHeader h;
1965     int i, name_size, id_str_size, snapshots_size;
1966     uint64_t data64;
1967     uint32_t data32;
1968     int64_t offset, snapshots_offset;
1969
1970     /* compute the size of the snapshots */
1971     offset = 0;
1972     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
1973         sn = s->snapshots + i;
1974         offset = align_offset(offset, 8);
1975         offset += sizeof(h);
1976         offset += strlen(sn->id_str);
1977         offset += strlen(sn->name);
1978     }
1979     snapshots_size = offset;
1980
1981     snapshots_offset = alloc_clusters(bs, snapshots_size);
1982     offset = snapshots_offset;
1983
1984     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
1985         sn = s->snapshots + i;
1986         memset(&h, 0, sizeof(h));
1987         h.l1_table_offset = cpu_to_be64(sn->l1_table_offset);
1988         h.l1_size = cpu_to_be32(sn->l1_size);
1989         h.vm_state_size = cpu_to_be32(sn->vm_state_size);
1990         h.date_sec = cpu_to_be32(sn->date_sec);
1991         h.date_nsec = cpu_to_be32(sn->date_nsec);
1992         h.vm_clock_nsec = cpu_to_be64(sn->vm_clock_nsec);
1993
1994         id_str_size = strlen(sn->id_str);
1995         name_size = strlen(sn->name);
1996         h.id_str_size = cpu_to_be16(id_str_size);
1997         h.name_size = cpu_to_be16(name_size);
1998         offset = align_offset(offset, 8);
1999         if (bdrv_pwrite(s->hd, offset, &h, sizeof(h)) != sizeof(h))
2000             goto fail;
2001         offset += sizeof(h);
2002         if (bdrv_pwrite(s->hd, offset, sn->id_str, id_str_size) != id_str_size)
2003             goto fail;
2004         offset += id_str_size;
2005         if (bdrv_pwrite(s->hd, offset, sn->name, name_size) != name_size)
2006             goto fail;
2007         offset += name_size;
2008     }
2009
2010     /* update the various header fields */
2011     data64 = cpu_to_be64(snapshots_offset);
2012     if (bdrv_pwrite(s->hd, offsetof(QCowHeader, snapshots_offset),
2013                     &data64, sizeof(data64)) != sizeof(data64))
2014         goto fail;
2015     data32 = cpu_to_be32(s->nb_snapshots);
2016     if (bdrv_pwrite(s->hd, offsetof(QCowHeader, nb_snapshots),
2017                     &data32, sizeof(data32)) != sizeof(data32))
2018         goto fail;
2019
2020     /* free the old snapshot table */
2021     free_clusters(bs, s->snapshots_offset, s->snapshots_size);
2022     s->snapshots_offset = snapshots_offset;
2023     s->snapshots_size = snapshots_size;
2024     return 0;
2025  fail:
2026     return -1;
2027 }
2028
2029 static void find_new_snapshot_id(BlockDriverState *bs,
2030                                  char *id_str, int id_str_size)
2031 {
2032     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2033     QCowSnapshot *sn;
2034     int i, id, id_max = 0;
2035
2036     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2037         sn = s->snapshots + i;
2038         id = strtoul(sn->id_str, NULL, 10);
2039         if (id > id_max)
2040             id_max = id;
2041     }
2042     snprintf(id_str, id_str_size, "%d", id_max + 1);
2043 }
2044
2045 static int find_snapshot_by_id(BlockDriverState *bs, const char *id_str)
2046 {
2047     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2048     int i;
2049
2050     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2051         if (!strcmp(s->snapshots[i].id_str, id_str))
2052             return i;
2053     }
2054     return -1;
2055 }
2056
2057 static int find_snapshot_by_id_or_name(BlockDriverState *bs, const char *name)
2058 {
2059     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2060     int i, ret;
2061
2062     ret = find_snapshot_by_id(bs, name);
2063     if (ret >= 0)
2064         return ret;
2065     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2066         if (!strcmp(s->snapshots[i].name, name))
2067             return i;
2068     }
2069     return -1;
2070 }
2071
2072 /* if no id is provided, a new one is constructed */
2073 static int qcow_snapshot_create(BlockDriverState *bs,
2074                                 QEMUSnapshotInfo *sn_info)
2075 {
2076     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2077     QCowSnapshot *snapshots1, sn1, *sn = &sn1;
2078     int i, ret;
2079     uint64_t *l1_table = NULL;
2080
2081     memset(sn, 0, sizeof(*sn));
2082
2083     if (sn_info->id_str[0] == '\0') {
2084         /* compute a new id */
2085         find_new_snapshot_id(bs, sn_info->id_str, sizeof(sn_info->id_str));
2086     }
2087
2088     /* check that the ID is unique */
2089     if (find_snapshot_by_id(bs, sn_info->id_str) >= 0)
2090         return -ENOENT;
2091
2092     sn->id_str = qemu_strdup(sn_info->id_str);
2093     if (!sn->id_str)
2094         goto fail;
2095     sn->name = qemu_strdup(sn_info->name);
2096     if (!sn->name)
2097         goto fail;
2098     sn->vm_state_size = sn_info->vm_state_size;
2099     sn->date_sec = sn_info->date_sec;
2100     sn->date_nsec = sn_info->date_nsec;
2101     sn->vm_clock_nsec = sn_info->vm_clock_nsec;
2102
2103     ret = update_snapshot_refcount(bs, s->l1_table_offset, s->l1_size, 1);
2104     if (ret < 0)
2105         goto fail;
2106
2107     /* create the L1 table of the snapshot */
2108     sn->l1_table_offset = alloc_clusters(bs, s->l1_size * sizeof(uint64_t));
2109     sn->l1_size = s->l1_size;
2110
2111     l1_table = qemu_malloc(s->l1_size * sizeof(uint64_t));
2112     for(i = 0; i < s->l1_size; i++) {
2113         l1_table[i] = cpu_to_be64(s->l1_table[i]);
2114     }
2115     if (bdrv_pwrite(s->hd, sn->l1_table_offset,
2116                     l1_table, s->l1_size * sizeof(uint64_t)) !=
2117         (s->l1_size * sizeof(uint64_t)))
2118         goto fail;
2119     qemu_free(l1_table);
2120     l1_table = NULL;
2121
2122     snapshots1 = qemu_malloc((s->nb_snapshots + 1) * sizeof(QCowSnapshot));
2123     if (s->snapshots) {
2124         memcpy(snapshots1, s->snapshots, s->nb_snapshots * sizeof(QCowSnapshot));
2125         qemu_free(s->snapshots);
2126     }
2127     s->snapshots = snapshots1;
2128     s->snapshots[s->nb_snapshots++] = *sn;
2129
2130     if (qcow_write_snapshots(bs) < 0)
2131         goto fail;
2132 #ifdef DEBUG_ALLOC
2133     check_refcounts(bs);
2134 #endif
2135     return 0;
2136  fail:
2137     qemu_free(sn->name);
2138     qemu_free(l1_table);
2139     return -1;
2140 }
2141
2142 /* copy the snapshot 'snapshot_name' into the current disk image */
2143 static int qcow_snapshot_goto(BlockDriverState *bs,
2144                               const char *snapshot_id)
2145 {
2146     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2147     QCowSnapshot *sn;
2148     int i, snapshot_index, l1_size2;
2149
2150     snapshot_index = find_snapshot_by_id_or_name(bs, snapshot_id);
2151     if (snapshot_index < 0)
2152         return -ENOENT;
2153     sn = &s->snapshots[snapshot_index];
2154
2155     if (update_snapshot_refcount(bs, s->l1_table_offset, s->l1_size, -1) < 0)
2156         goto fail;
2157
2158     if (grow_l1_table(bs, sn->l1_size) < 0)
2159         goto fail;
2160
2161     s->l1_size = sn->l1_size;
2162     l1_size2 = s->l1_size * sizeof(uint64_t);
2163     /* copy the snapshot l1 table to the current l1 table */
2164     if (bdrv_pread(s->hd, sn->l1_table_offset,
2165                    s->l1_table, l1_size2) != l1_size2)
2166         goto fail;
2167     if (bdrv_pwrite(s->hd, s->l1_table_offset,
2168                     s->l1_table, l1_size2) != l1_size2)
2169         goto fail;
2170     for(i = 0;i < s->l1_size; i++) {
2171         be64_to_cpus(&s->l1_table[i]);
2172     }
2173
2174     if (update_snapshot_refcount(bs, s->l1_table_offset, s->l1_size, 1) < 0)
2175         goto fail;
2176
2177 #ifdef DEBUG_ALLOC
2178     check_refcounts(bs);
2179 #endif
2180     return 0;
2181  fail:
2182     return -EIO;
2183 }
2184
2185 static int qcow_snapshot_delete(BlockDriverState *bs, const char *snapshot_id)
2186 {
2187     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2188     QCowSnapshot *sn;
2189     int snapshot_index, ret;
2190
2191     snapshot_index = find_snapshot_by_id_or_name(bs, snapshot_id);
2192     if (snapshot_index < 0)
2193         return -ENOENT;
2194     sn = &s->snapshots[snapshot_index];
2195
2196     ret = update_snapshot_refcount(bs, sn->l1_table_offset, sn->l1_size, -1);
2197     if (ret < 0)
2198         return ret;
2199     /* must update the copied flag on the current cluster offsets */
2200     ret = update_snapshot_refcount(bs, s->l1_table_offset, s->l1_size, 0);
2201     if (ret < 0)
2202         return ret;
2203     free_clusters(bs, sn->l1_table_offset, sn->l1_size * sizeof(uint64_t));
2204
2205     qemu_free(sn->id_str);
2206     qemu_free(sn->name);
2207     memmove(sn, sn + 1, (s->nb_snapshots - snapshot_index - 1) * sizeof(*sn));
2208     s->nb_snapshots--;
2209     ret = qcow_write_snapshots(bs);
2210     if (ret < 0) {
2211         /* XXX: restore snapshot if error ? */
2212         return ret;
2213     }
2214 #ifdef DEBUG_ALLOC
2215     check_refcounts(bs);
2216 #endif
2217     return 0;
2218 }
2219
2220 static int qcow_snapshot_list(BlockDriverState *bs,
2221                               QEMUSnapshotInfo **psn_tab)
2222 {
2223     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2224     QEMUSnapshotInfo *sn_tab, *sn_info;
2225     QCowSnapshot *sn;
2226     int i;
2227
2228     sn_tab = qemu_mallocz(s->nb_snapshots * sizeof(QEMUSnapshotInfo));
2229     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2230         sn_info = sn_tab + i;
2231         sn = s->snapshots + i;
2232         pstrcpy(sn_info->id_str, sizeof(sn_info->id_str),
2233                 sn->id_str);
2234         pstrcpy(sn_info->name, sizeof(sn_info->name),
2235                 sn->name);
2236         sn_info->vm_state_size = sn->vm_state_size;
2237         sn_info->date_sec = sn->date_sec;
2238         sn_info->date_nsec = sn->date_nsec;
2239         sn_info->vm_clock_nsec = sn->vm_clock_nsec;
2240     }
2241     *psn_tab = sn_tab;
2242     return s->nb_snapshots;
2243 }
2244
2245 /*********************************************************/
2246 /* refcount handling */
2247
2248 static int refcount_init(BlockDriverState *bs)
2249 {
2250     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2251     int ret, refcount_table_size2, i;
2252
2253     s->refcount_block_cache = qemu_malloc(s->cluster_size);
2254     refcount_table_size2 = s->refcount_table_size * sizeof(uint64_t);
2255     s->refcount_table = qemu_malloc(refcount_table_size2);
2256     if (s->refcount_table_size > 0) {
2257         ret = bdrv_pread(s->hd, s->refcount_table_offset,
2258                          s->refcount_table, refcount_table_size2);
2259         if (ret != refcount_table_size2)
2260             goto fail;
2261         for(i = 0; i < s->refcount_table_size; i++)
2262             be64_to_cpus(&s->refcount_table[i]);
2263     }
2264     return 0;
2265  fail:
2266     return -ENOMEM;
2267 }
2268
2269 static void refcount_close(BlockDriverState *bs)
2270 {
2271     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2272     qemu_free(s->refcount_block_cache);
2273     qemu_free(s->refcount_table);
2274 }
2275
2276
2277 static int load_refcount_block(BlockDriverState *bs,
2278                                int64_t refcount_block_offset)
2279 {
2280     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2281     int ret;
2282     ret = bdrv_pread(s->hd, refcount_block_offset, s->refcount_block_cache,
2283                      s->cluster_size);
2284     if (ret != s->cluster_size)
2285         return -EIO;
2286     s->refcount_block_cache_offset = refcount_block_offset;
2287     return 0;
2288 }
2289
2290 static int get_refcount(BlockDriverState *bs, int64_t cluster_index)
2291 {
2292     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2293     int refcount_table_index, block_index;
2294     int64_t refcount_block_offset;
2295
2296     refcount_table_index = cluster_index >> (s->cluster_bits - REFCOUNT_SHIFT);
2297     if (refcount_table_index >= s->refcount_table_size)
2298         return 0;
2299     refcount_block_offset = s->refcount_table[refcount_table_index];
2300     if (!refcount_block_offset)
2301         return 0;
2302     if (refcount_block_offset != s->refcount_block_cache_offset) {
2303         /* better than nothing: return allocated if read error */
2304         if (load_refcount_block(bs, refcount_block_offset) < 0)
2305             return 1;
2306     }
2307     block_index = cluster_index &
2308         ((1 << (s->cluster_bits - REFCOUNT_SHIFT)) - 1);
2309     return be16_to_cpu(s->refcount_block_cache[block_index]);
2310 }
2311
2312 /* return < 0 if error */
2313 static int64_t alloc_clusters_noref(BlockDriverState *bs, int64_t size)
2314 {
2315     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2316     int i, nb_clusters;
2317
2318     nb_clusters = size_to_clusters(s, size);
2319 retry:
2320     for(i = 0; i < nb_clusters; i++) {
2321         int64_t i = s->free_cluster_index++;
2322         if (get_refcount(bs, i) != 0)
2323             goto retry;
2324     }
2325 #ifdef DEBUG_ALLOC2
2326     printf("alloc_clusters: size=%lld -> %lld\n",
2327             size,
2328             (s->free_cluster_index - nb_clusters) << s->cluster_bits);
2329 #endif
2330     return (s->free_cluster_index - nb_clusters) << s->cluster_bits;
2331 }
2332
2333 static int64_t alloc_clusters(BlockDriverState *bs, int64_t size)
2334 {
2335     int64_t offset;
2336
2337     offset = alloc_clusters_noref(bs, size);
2338     update_refcount(bs, offset, size, 1);
2339     return offset;
2340 }
2341
2342 /* only used to allocate compressed sectors. We try to allocate
2343    contiguous sectors. size must be <= cluster_size */
2344 static int64_t alloc_bytes(BlockDriverState *bs, int size)
2345 {
2346     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2347     int64_t offset, cluster_offset;
2348     int free_in_cluster;
2349
2350     assert(size > 0 && size <= s->cluster_size);
2351     if (s->free_byte_offset == 0) {
2352         s->free_byte_offset = alloc_clusters(bs, s->cluster_size);
2353     }
2354  redo:
2355     free_in_cluster = s->cluster_size -
2356         (s->free_byte_offset & (s->cluster_size - 1));
2357     if (size <= free_in_cluster) {
2358         /* enough space in current cluster */
2359         offset = s->free_byte_offset;
2360         s->free_byte_offset += size;
2361         free_in_cluster -= size;
2362         if (free_in_cluster == 0)
2363             s->free_byte_offset = 0;
2364         if ((offset & (s->cluster_size - 1)) != 0)
2365             update_cluster_refcount(bs, offset >> s->cluster_bits, 1);
2366     } else {
2367         offset = alloc_clusters(bs, s->cluster_size);
2368         cluster_offset = s->free_byte_offset & ~(s->cluster_size - 1);
2369         if ((cluster_offset + s->cluster_size) == offset) {
2370             /* we are lucky: contiguous data */
2371             offset = s->free_byte_offset;
2372             update_cluster_refcount(bs, offset >> s->cluster_bits, 1);
2373             s->free_byte_offset += size;
2374         } else {
2375             s->free_byte_offset = offset;
2376             goto redo;
2377         }
2378     }
2379     return offset;
2380 }
2381
2382 static void free_clusters(BlockDriverState *bs,
2383                           int64_t offset, int64_t size)
2384 {
2385     update_refcount(bs, offset, size, -1);
2386 }
2387
2388 static int grow_refcount_table(BlockDriverState *bs, int min_size)
2389 {
2390     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2391     int new_table_size, new_table_size2, refcount_table_clusters, i, ret;
2392     uint64_t *new_table;
2393     int64_t table_offset;
2394     uint8_t data[12];
2395     int old_table_size;
2396     int64_t old_table_offset;
2397
2398     if (min_size <= s->refcount_table_size)
2399         return 0;
2400     /* compute new table size */
2401     refcount_table_clusters = s->refcount_table_size >> (s->cluster_bits - 3);
2402     for(;;) {
2403         if (refcount_table_clusters == 0) {
2404             refcount_table_clusters = 1;
2405         } else {
2406             refcount_table_clusters = (refcount_table_clusters * 3 + 1) / 2;
2407         }
2408         new_table_size = refcount_table_clusters << (s->cluster_bits - 3);
2409         if (min_size <= new_table_size)
2410             break;
2411     }
2412 #ifdef DEBUG_ALLOC2
2413     printf("grow_refcount_table from %d to %d\n",
2414            s->refcount_table_size,
2415            new_table_size);
2416 #endif
2417     new_table_size2 = new_table_size * sizeof(uint64_t);
2418     new_table = qemu_mallocz(new_table_size2);
2419     memcpy(new_table, s->refcount_table,
2420            s->refcount_table_size * sizeof(uint64_t));
2421     for(i = 0; i < s->refcount_table_size; i++)
2422         cpu_to_be64s(&new_table[i]);
2423     /* Note: we cannot update the refcount now to avoid recursion */
2424     table_offset = alloc_clusters_noref(bs, new_table_size2);
2425     ret = bdrv_pwrite(s->hd, table_offset, new_table, new_table_size2);
2426     if (ret != new_table_size2)
2427         goto fail;
2428     for(i = 0; i < s->refcount_table_size; i++)
2429         be64_to_cpus(&new_table[i]);
2430
2431     cpu_to_be64w((uint64_t*)data, table_offset);
2432     cpu_to_be32w((uint32_t*)(data + 8), refcount_table_clusters);
2433     if (bdrv_pwrite(s->hd, offsetof(QCowHeader, refcount_table_offset),
2434                     data, sizeof(data)) != sizeof(data))
2435         goto fail;
2436     qemu_free(s->refcount_table);
2437     old_table_offset = s->refcount_table_offset;
2438     old_table_size = s->refcount_table_size;
2439     s->refcount_table = new_table;
2440     s->refcount_table_size = new_table_size;
2441     s->refcount_table_offset = table_offset;
2442
2443     update_refcount(bs, table_offset, new_table_size2, 1);
2444     free_clusters(bs, old_table_offset, old_table_size * sizeof(uint64_t));
2445     return 0;
2446  fail:
2447     free_clusters(bs, table_offset, new_table_size2);
2448     qemu_free(new_table);
2449     return -EIO;
2450 }
2451
2452 /* addend must be 1 or -1 */
2453 /* XXX: cache several refcount block clusters ? */
2454 static int update_cluster_refcount(BlockDriverState *bs,
2455                                    int64_t cluster_index,
2456                                    int addend)
2457 {
2458     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2459     int64_t offset, refcount_block_offset;
2460     int ret, refcount_table_index, block_index, refcount;
2461     uint64_t data64;
2462
2463     refcount_table_index = cluster_index >> (s->cluster_bits - REFCOUNT_SHIFT);
2464     if (refcount_table_index >= s->refcount_table_size) {
2465         if (addend < 0)
2466             return -EINVAL;
2467         ret = grow_refcount_table(bs, refcount_table_index + 1);
2468         if (ret < 0)
2469             return ret;
2470     }
2471     refcount_block_offset = s->refcount_table[refcount_table_index];
2472     if (!refcount_block_offset) {
2473         if (addend < 0)
2474             return -EINVAL;
2475         /* create a new refcount block */
2476         /* Note: we cannot update the refcount now to avoid recursion */
2477         offset = alloc_clusters_noref(bs, s->cluster_size);
2478         memset(s->refcount_block_cache, 0, s->cluster_size);
2479         ret = bdrv_pwrite(s->hd, offset, s->refcount_block_cache, s->cluster_size);
2480         if (ret != s->cluster_size)
2481             return -EINVAL;
2482         s->refcount_table[refcount_table_index] = offset;
2483         data64 = cpu_to_be64(offset);
2484         ret = bdrv_pwrite(s->hd, s->refcount_table_offset +
2485                           refcount_table_index * sizeof(uint64_t),
2486                           &data64, sizeof(data64));
2487         if (ret != sizeof(data64))
2488             return -EINVAL;
2489
2490         refcount_block_offset = offset;
2491         s->refcount_block_cache_offset = offset;
2492         update_refcount(bs, offset, s->cluster_size, 1);
2493     } else {
2494         if (refcount_block_offset != s->refcount_block_cache_offset) {
2495             if (load_refcount_block(bs, refcount_block_offset) < 0)
2496                 return -EIO;
2497         }
2498     }
2499     /* we can update the count and save it */
2500     block_index = cluster_index &
2501         ((1 << (s->cluster_bits - REFCOUNT_SHIFT)) - 1);
2502     refcount = be16_to_cpu(s->refcount_block_cache[block_index]);
2503     refcount += addend;
2504     if (refcount < 0 || refcount > 0xffff)
2505         return -EINVAL;
2506     if (refcount == 0 && cluster_index < s->free_cluster_index) {
2507         s->free_cluster_index = cluster_index;
2508     }
2509     s->refcount_block_cache[block_index] = cpu_to_be16(refcount);
2510     if (bdrv_pwrite(s->hd,
2511                     refcount_block_offset + (block_index << REFCOUNT_SHIFT),
2512                     &s->refcount_block_cache[block_index], 2) != 2)
2513         return -EIO;
2514     return refcount;
2515 }
2516
2517 static void update_refcount(BlockDriverState *bs,
2518                             int64_t offset, int64_t length,
2519                             int addend)
2520 {
2521     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2522     int64_t start, last, cluster_offset;
2523
2524 #ifdef DEBUG_ALLOC2
2525     printf("update_refcount: offset=%lld size=%lld addend=%d\n",
2526            offset, length, addend);
2527 #endif
2528     if (length <= 0)
2529         return;
2530     start = offset & ~(s->cluster_size - 1);
2531     last = (offset + length - 1) & ~(s->cluster_size - 1);
2532     for(cluster_offset = start; cluster_offset <= last;
2533         cluster_offset += s->cluster_size) {
2534         update_cluster_refcount(bs, cluster_offset >> s->cluster_bits, addend);
2535     }
2536 }
2537
2538 #ifdef DEBUG_ALLOC
2539 static void inc_refcounts(BlockDriverState *bs,
2540                           uint16_t *refcount_table,
2541                           int refcount_table_size,
2542                           int64_t offset, int64_t size)
2543 {
2544     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2545     int64_t start, last, cluster_offset;
2546     int k;
2547
2548     if (size <= 0)
2549         return;
2550
2551     start = offset & ~(s->cluster_size - 1);
2552     last = (offset + size - 1) & ~(s->cluster_size - 1);
2553     for(cluster_offset = start; cluster_offset <= last;
2554         cluster_offset += s->cluster_size) {
2555         k = cluster_offset >> s->cluster_bits;
2556         if (k < 0 || k >= refcount_table_size) {
2557             printf("ERROR: invalid cluster offset=0x%llx\n", cluster_offset);
2558         } else {
2559             if (++refcount_table[k] == 0) {
2560                 printf("ERROR: overflow cluster offset=0x%llx\n", cluster_offset);
2561             }
2562         }
2563     }
2564 }
2565
2566 static int check_refcounts_l1(BlockDriverState *bs,
2567                               uint16_t *refcount_table,
2568                               int refcount_table_size,
2569                               int64_t l1_table_offset, int l1_size,
2570                               int check_copied)
2571 {
2572     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2573     uint64_t *l1_table, *l2_table, l2_offset, offset, l1_size2;
2574     int l2_size, i, j, nb_csectors, refcount;
2575
2576     l2_table = NULL;
2577     l1_size2 = l1_size * sizeof(uint64_t);
2578
2579     inc_refcounts(bs, refcount_table, refcount_table_size,
2580                   l1_table_offset, l1_size2);
2581
2582     l1_table = qemu_malloc(l1_size2);
2583     if (bdrv_pread(s->hd, l1_table_offset,
2584                    l1_table, l1_size2) != l1_size2)
2585         goto fail;
2586     for(i = 0;i < l1_size; i++)
2587         be64_to_cpus(&l1_table[i]);
2588
2589     l2_size = s->l2_size * sizeof(uint64_t);
2590     l2_table = qemu_malloc(l2_size);
2591     for(i = 0; i < l1_size; i++) {
2592         l2_offset = l1_table[i];
2593         if (l2_offset) {
2594             if (check_copied) {
2595                 refcount = get_refcount(bs, (l2_offset & ~QCOW_OFLAG_COPIED) >> s->cluster_bits);
2596                 if ((refcount == 1) != ((l2_offset & QCOW_OFLAG_COPIED) != 0)) {
2597                     printf("ERROR OFLAG_COPIED: l2_offset=%llx refcount=%d\n",
2598                            l2_offset, refcount);
2599                 }
2600             }
2601             l2_offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
2602             if (bdrv_pread(s->hd, l2_offset, l2_table, l2_size) != l2_size)
2603                 goto fail;
2604             for(j = 0; j < s->l2_size; j++) {
2605                 offset = be64_to_cpu(l2_table[j]);
2606                 if (offset != 0) {
2607                     if (offset & QCOW_OFLAG_COMPRESSED) {
2608                         if (offset & QCOW_OFLAG_COPIED) {
2609                             printf("ERROR: cluster %lld: copied flag must never be set for compressed clusters\n",
2610                                    offset >> s->cluster_bits);
2611                             offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
2612                         }
2613                         nb_csectors = ((offset >> s->csize_shift) &
2614                                        s->csize_mask) + 1;
2615                         offset &= s->cluster_offset_mask;
2616                         inc_refcounts(bs, refcount_table,
2617                                       refcount_table_size,
2618                                       offset & ~511, nb_csectors * 512);
2619                     } else {
2620                         if (check_copied) {
2621                             refcount = get_refcount(bs, (offset & ~QCOW_OFLAG_COPIED) >> s->cluster_bits);
2622                             if ((refcount == 1) != ((offset & QCOW_OFLAG_COPIED) != 0)) {
2623                                 printf("ERROR OFLAG_COPIED: offset=%llx refcount=%d\n",
2624                                        offset, refcount);
2625                             }
2626                         }
2627                         offset &= ~QCOW_OFLAG_COPIED;
2628                         inc_refcounts(bs, refcount_table,
2629                                       refcount_table_size,
2630                                       offset, s->cluster_size);
2631                     }
2632                 }
2633             }
2634             inc_refcounts(bs, refcount_table,
2635                           refcount_table_size,
2636                           l2_offset,
2637                           s->cluster_size);
2638         }
2639     }
2640     qemu_free(l1_table);
2641     qemu_free(l2_table);
2642     return 0;
2643  fail:
2644     printf("ERROR: I/O error in check_refcounts_l1\n");
2645     qemu_free(l1_table);
2646     qemu_free(l2_table);
2647     return -EIO;
2648 }
2649
2650 static void check_refcounts(BlockDriverState *bs)
2651 {
2652     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2653     int64_t size;
2654     int nb_clusters, refcount1, refcount2, i;
2655     QCowSnapshot *sn;
2656     uint16_t *refcount_table;
2657
2658     size = bdrv_getlength(s->hd);
2659     nb_clusters = size_to_clusters(s, size);
2660     refcount_table = qemu_mallocz(nb_clusters * sizeof(uint16_t));
2661
2662     /* header */
2663     inc_refcounts(bs, refcount_table, nb_clusters,
2664                   0, s->cluster_size);
2665
2666     check_refcounts_l1(bs, refcount_table, nb_clusters,
2667                        s->l1_table_offset, s->l1_size, 1);
2668
2669     /* snapshots */
2670     for(i = 0; i < s->nb_snapshots; i++) {
2671         sn = s->snapshots + i;
2672         check_refcounts_l1(bs, refcount_table, nb_clusters,
2673                            sn->l1_table_offset, sn->l1_size, 0);
2674     }
2675     inc_refcounts(bs, refcount_table, nb_clusters,
2676                   s->snapshots_offset, s->snapshots_size);
2677
2678     /* refcount data */
2679     inc_refcounts(bs, refcount_table, nb_clusters,
2680                   s->refcount_table_offset,
2681                   s->refcount_table_size * sizeof(uint64_t));
2682     for(i = 0; i < s->refcount_table_size; i++) {
2683         int64_t offset;
2684         offset = s->refcount_table[i];
2685         if (offset != 0) {
2686             inc_refcounts(bs, refcount_table, nb_clusters,
2687                           offset, s->cluster_size);
2688         }
2689     }
2690
2691     /* compare ref counts */
2692     for(i = 0; i < nb_clusters; i++) {
2693         refcount1 = get_refcount(bs, i);
2694         refcount2 = refcount_table[i];
2695         if (refcount1 != refcount2)
2696             printf("ERROR cluster %d refcount=%d reference=%d\n",
2697                    i, refcount1, refcount2);
2698     }
2699
2700     qemu_free(refcount_table);
2701 }
2702
2703 #if 0
2704 static void dump_refcounts(BlockDriverState *bs)
2705 {
2706     BDRVQcowState *s = bs->opaque;
2707     int64_t nb_clusters, k, k1, size;
2708     int refcount;
2709
2710     size = bdrv_getlength(s->hd);
2711     nb_clusters = size_to_clusters(s, size);
2712     for(k = 0; k < nb_clusters;) {
2713         k1 = k;
2714         refcount = get_refcount(bs, k);
2715         k++;
2716         while (k < nb_clusters && get_refcount(bs, k) == refcount)
2717             k++;
2718         printf("%lld: refcount=%d nb=%lld\n", k, refcount, k - k1);
2719     }
2720 }
2721 #endif
2722 #endif
2723
2724 static int qcow_put_buffer(BlockDriverState *bs, const uint8_t *buf,
2725                            int64_t pos, int size)
2726 {
2727     int growable = bs->growable;
2728
2729     bs->growable = 1;
2730     bdrv_pwrite(bs, pos, buf, size);
2731     bs->growable = growable;
2732
2733     return size;
2734 }
2735
2736 static int qcow_get_buffer(BlockDriverState *bs, uint8_t *buf,
2737                            int64_t pos, int size)
2738 {
2739     int growable = bs->growable;
2740     int ret;
2741
2742     bs->growable = 1;
2743     ret = bdrv_pread(bs, pos, buf, size);
2744     bs->growable = growable;
2745
2746     return ret;
2747 }
2748
2749 BlockDriver bdrv_qcow2 = {
2750     .format_name        = "qcow2",
2751     .instance_size      = sizeof(BDRVQcowState),
2752     .bdrv_probe         = qcow_probe,
2753     .bdrv_open          = qcow_open,
2754     .bdrv_close         = qcow_close,
2755     .bdrv_create        = qcow_create,
2756     .bdrv_flush         = qcow_flush,
2757     .bdrv_is_allocated  = qcow_is_allocated,
2758     .bdrv_set_key       = qcow_set_key,
2759     .bdrv_make_empty    = qcow_make_empty,
2760
2761     .bdrv_aio_read      = qcow_aio_read,
2762     .bdrv_aio_write     = qcow_aio_write,
2763     .bdrv_aio_cancel    = qcow_aio_cancel,
2764     .aiocb_size         = sizeof(QCowAIOCB),
2765     .bdrv_write_compressed = qcow_write_compressed,
2766
2767     .bdrv_snapshot_create = qcow_snapshot_create,
2768     .bdrv_snapshot_goto = qcow_snapshot_goto,
2769     .bdrv_snapshot_delete = qcow_snapshot_delete,
2770     .bdrv_snapshot_list = qcow_snapshot_list,
2771     .bdrv_get_info      = qcow_get_info,
2772
2773     .bdrv_put_buffer    = qcow_put_buffer,
2774     .bdrv_get_buffer    = qcow_get_buffer,
2775
2776     .bdrv_create2 = qcow_create2,
2777 };