~ubuntu-branches/ubuntu/wily/qemu-kvm-spice/wily

« back to all changes in this revision

Viewing changes to block/qed.h

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Serge Hallyn
  • Date: 2011-10-19 10:44:56 UTC
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20111019104456-xgvskumk3sxi97f4
Tags: upstream-0.15.0+noroms
ImportĀ upstreamĀ versionĀ 0.15.0+noroms

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
/*
 
2
 * QEMU Enhanced Disk Format
 
3
 *
 
4
 * Copyright IBM, Corp. 2010
 
5
 *
 
6
 * Authors:
 
7
 *  Stefan Hajnoczi   <stefanha@linux.vnet.ibm.com>
 
8
 *  Anthony Liguori   <aliguori@us.ibm.com>
 
9
 *
 
10
 * This work is licensed under the terms of the GNU LGPL, version 2 or later.
 
11
 * See the COPYING.LIB file in the top-level directory.
 
12
 *
 
13
 */
 
14
 
 
15
#ifndef BLOCK_QED_H
 
16
#define BLOCK_QED_H
 
17
 
 
18
#include "block_int.h"
 
19
 
 
20
/* The layout of a QED file is as follows:
 
21
 *
 
22
 * +--------+----------+----------+----------+-----+
 
23
 * | header | L1 table | cluster0 | cluster1 | ... |
 
24
 * +--------+----------+----------+----------+-----+
 
25
 *
 
26
 * There is a 2-level pagetable for cluster allocation:
 
27
 *
 
28
 *                     +----------+
 
29
 *                     | L1 table |
 
30
 *                     +----------+
 
31
 *                ,------'  |  '------.
 
32
 *           +----------+   |    +----------+
 
33
 *           | L2 table |  ...   | L2 table |
 
34
 *           +----------+        +----------+
 
35
 *       ,------'  |  '------.
 
36
 *  +----------+   |    +----------+
 
37
 *  |   Data   |  ...   |   Data   |
 
38
 *  +----------+        +----------+
 
39
 *
 
40
 * The L1 table is fixed size and always present.  L2 tables are allocated on
 
41
 * demand.  The L1 table size determines the maximum possible image size; it
 
42
 * can be influenced using the cluster_size and table_size values.
 
43
 *
 
44
 * All fields are little-endian on disk.
 
45
 */
 
46
 
 
47
enum {
 
48
    QED_MAGIC = 'Q' | 'E' << 8 | 'D' << 16 | '\0' << 24,
 
49
 
 
50
    /* The image supports a backing file */
 
51
    QED_F_BACKING_FILE = 0x01,
 
52
 
 
53
    /* The image needs a consistency check before use */
 
54
    QED_F_NEED_CHECK = 0x02,
 
55
 
 
56
    /* The backing file format must not be probed, treat as raw image */
 
57
    QED_F_BACKING_FORMAT_NO_PROBE = 0x04,
 
58
 
 
59
    /* Feature bits must be used when the on-disk format changes */
 
60
    QED_FEATURE_MASK = QED_F_BACKING_FILE | /* supported feature bits */
 
61
                       QED_F_NEED_CHECK |
 
62
                       QED_F_BACKING_FORMAT_NO_PROBE,
 
63
    QED_COMPAT_FEATURE_MASK = 0,            /* supported compat feature bits */
 
64
    QED_AUTOCLEAR_FEATURE_MASK = 0,         /* supported autoclear feature bits */
 
65
 
 
66
    /* Data is stored in groups of sectors called clusters.  Cluster size must
 
67
     * be large to avoid keeping too much metadata.  I/O requests that have
 
68
     * sub-cluster size will require read-modify-write.
 
69
     */
 
70
    QED_MIN_CLUSTER_SIZE = 4 * 1024, /* in bytes */
 
71
    QED_MAX_CLUSTER_SIZE = 64 * 1024 * 1024,
 
72
    QED_DEFAULT_CLUSTER_SIZE = 64 * 1024,
 
73
 
 
74
    /* Allocated clusters are tracked using a 2-level pagetable.  Table size is
 
75
     * a multiple of clusters so large maximum image sizes can be supported
 
76
     * without jacking up the cluster size too much.
 
77
     */
 
78
    QED_MIN_TABLE_SIZE = 1,        /* in clusters */
 
79
    QED_MAX_TABLE_SIZE = 16,
 
80
    QED_DEFAULT_TABLE_SIZE = 4,
 
81
 
 
82
    /* Delay to flush and clean image after last allocating write completes */
 
83
    QED_NEED_CHECK_TIMEOUT = 5,    /* in seconds */
 
84
};
 
85
 
 
86
typedef struct {
 
87
    uint32_t magic;                 /* QED\0 */
 
88
 
 
89
    uint32_t cluster_size;          /* in bytes */
 
90
    uint32_t table_size;            /* for L1 and L2 tables, in clusters */
 
91
    uint32_t header_size;           /* in clusters */
 
92
 
 
93
    uint64_t features;              /* format feature bits */
 
94
    uint64_t compat_features;       /* compatible feature bits */
 
95
    uint64_t autoclear_features;    /* self-resetting feature bits */
 
96
 
 
97
    uint64_t l1_table_offset;       /* in bytes */
 
98
    uint64_t image_size;            /* total logical image size, in bytes */
 
99
 
 
100
    /* if (features & QED_F_BACKING_FILE) */
 
101
    uint32_t backing_filename_offset; /* in bytes from start of header */
 
102
    uint32_t backing_filename_size;   /* in bytes */
 
103
} QEDHeader;
 
104
 
 
105
typedef struct {
 
106
    uint64_t offsets[0];            /* in bytes */
 
107
} QEDTable;
 
108
 
 
109
/* The L2 cache is a simple write-through cache for L2 structures */
 
110
typedef struct CachedL2Table {
 
111
    QEDTable *table;
 
112
    uint64_t offset;    /* offset=0 indicates an invalidate entry */
 
113
    QTAILQ_ENTRY(CachedL2Table) node;
 
114
    int ref;
 
115
} CachedL2Table;
 
116
 
 
117
typedef struct {
 
118
    QTAILQ_HEAD(, CachedL2Table) entries;
 
119
    unsigned int n_entries;
 
120
} L2TableCache;
 
121
 
 
122
typedef struct QEDRequest {
 
123
    CachedL2Table *l2_table;
 
124
} QEDRequest;
 
125
 
 
126
typedef struct QEDAIOCB {
 
127
    BlockDriverAIOCB common;
 
128
    QEMUBH *bh;
 
129
    int bh_ret;                     /* final return status for completion bh */
 
130
    QSIMPLEQ_ENTRY(QEDAIOCB) next;  /* next request */
 
131
    bool is_write;                  /* false - read, true - write */
 
132
    bool *finished;                 /* signal for cancel completion */
 
133
    uint64_t end_pos;               /* request end on block device, in bytes */
 
134
 
 
135
    /* User scatter-gather list */
 
136
    QEMUIOVector *qiov;
 
137
    size_t qiov_offset;             /* byte count already processed */
 
138
 
 
139
    /* Current cluster scatter-gather list */
 
140
    QEMUIOVector cur_qiov;
 
141
    uint64_t cur_pos;               /* position on block device, in bytes */
 
142
    uint64_t cur_cluster;           /* cluster offset in image file */
 
143
    unsigned int cur_nclusters;     /* number of clusters being accessed */
 
144
    int find_cluster_ret;           /* used for L1/L2 update */
 
145
 
 
146
    QEDRequest request;
 
147
} QEDAIOCB;
 
148
 
 
149
typedef struct {
 
150
    BlockDriverState *bs;           /* device */
 
151
    uint64_t file_size;             /* length of image file, in bytes */
 
152
 
 
153
    QEDHeader header;               /* always cpu-endian */
 
154
    QEDTable *l1_table;
 
155
    L2TableCache l2_cache;          /* l2 table cache */
 
156
    uint32_t table_nelems;
 
157
    uint32_t l1_shift;
 
158
    uint32_t l2_shift;
 
159
    uint32_t l2_mask;
 
160
 
 
161
    /* Allocating write request queue */
 
162
    QSIMPLEQ_HEAD(, QEDAIOCB) allocating_write_reqs;
 
163
    bool allocating_write_reqs_plugged;
 
164
 
 
165
    /* Periodic flush and clear need check flag */
 
166
    QEMUTimer *need_check_timer;
 
167
} BDRVQEDState;
 
168
 
 
169
enum {
 
170
    QED_CLUSTER_FOUND,         /* cluster found */
 
171
    QED_CLUSTER_ZERO,          /* zero cluster found */
 
172
    QED_CLUSTER_L2,            /* cluster missing in L2 */
 
173
    QED_CLUSTER_L1,            /* cluster missing in L1 */
 
174
};
 
175
 
 
176
/**
 
177
 * qed_find_cluster() completion callback
 
178
 *
 
179
 * @opaque:     User data for completion callback
 
180
 * @ret:        QED_CLUSTER_FOUND   Success
 
181
 *              QED_CLUSTER_L2      Data cluster unallocated in L2
 
182
 *              QED_CLUSTER_L1      L2 unallocated in L1
 
183
 *              -errno              POSIX error occurred
 
184
 * @offset:     Data cluster offset
 
185
 * @len:        Contiguous bytes starting from cluster offset
 
186
 *
 
187
 * This function is invoked when qed_find_cluster() completes.
 
188
 *
 
189
 * On success ret is QED_CLUSTER_FOUND and offset/len are a contiguous range
 
190
 * in the image file.
 
191
 *
 
192
 * On failure ret is QED_CLUSTER_L2 or QED_CLUSTER_L1 for missing L2 or L1
 
193
 * table offset, respectively.  len is number of contiguous unallocated bytes.
 
194
 */
 
195
typedef void QEDFindClusterFunc(void *opaque, int ret, uint64_t offset, size_t len);
 
196
 
 
197
/**
 
198
 * Generic callback for chaining async callbacks
 
199
 */
 
200
typedef struct {
 
201
    BlockDriverCompletionFunc *cb;
 
202
    void *opaque;
 
203
} GenericCB;
 
204
 
 
205
void *gencb_alloc(size_t len, BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque);
 
206
void gencb_complete(void *opaque, int ret);
 
207
 
 
208
/**
 
209
 * L2 cache functions
 
210
 */
 
211
void qed_init_l2_cache(L2TableCache *l2_cache);
 
212
void qed_free_l2_cache(L2TableCache *l2_cache);
 
213
CachedL2Table *qed_alloc_l2_cache_entry(L2TableCache *l2_cache);
 
214
void qed_unref_l2_cache_entry(CachedL2Table *entry);
 
215
CachedL2Table *qed_find_l2_cache_entry(L2TableCache *l2_cache, uint64_t offset);
 
216
void qed_commit_l2_cache_entry(L2TableCache *l2_cache, CachedL2Table *l2_table);
 
217
 
 
218
/**
 
219
 * Table I/O functions
 
220
 */
 
221
int qed_read_l1_table_sync(BDRVQEDState *s);
 
222
void qed_write_l1_table(BDRVQEDState *s, unsigned int index, unsigned int n,
 
223
                        BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque);
 
224
int qed_write_l1_table_sync(BDRVQEDState *s, unsigned int index,
 
225
                            unsigned int n);
 
226
int qed_read_l2_table_sync(BDRVQEDState *s, QEDRequest *request,
 
227
                           uint64_t offset);
 
228
void qed_read_l2_table(BDRVQEDState *s, QEDRequest *request, uint64_t offset,
 
229
                       BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque);
 
230
void qed_write_l2_table(BDRVQEDState *s, QEDRequest *request,
 
231
                        unsigned int index, unsigned int n, bool flush,
 
232
                        BlockDriverCompletionFunc *cb, void *opaque);
 
233
int qed_write_l2_table_sync(BDRVQEDState *s, QEDRequest *request,
 
234
                            unsigned int index, unsigned int n, bool flush);
 
235
 
 
236
/**
 
237
 * Cluster functions
 
238
 */
 
239
void qed_find_cluster(BDRVQEDState *s, QEDRequest *request, uint64_t pos,
 
240
                      size_t len, QEDFindClusterFunc *cb, void *opaque);
 
241
 
 
242
/**
 
243
 * Consistency check
 
244
 */
 
245
int qed_check(BDRVQEDState *s, BdrvCheckResult *result, bool fix);
 
246
 
 
247
QEDTable *qed_alloc_table(BDRVQEDState *s);
 
248
 
 
249
/**
 
250
 * Round down to the start of a cluster
 
251
 */
 
252
static inline uint64_t qed_start_of_cluster(BDRVQEDState *s, uint64_t offset)
 
253
{
 
254
    return offset & ~(uint64_t)(s->header.cluster_size - 1);
 
255
}
 
256
 
 
257
static inline uint64_t qed_offset_into_cluster(BDRVQEDState *s, uint64_t offset)
 
258
{
 
259
    return offset & (s->header.cluster_size - 1);
 
260
}
 
261
 
 
262
static inline uint64_t qed_bytes_to_clusters(BDRVQEDState *s, uint64_t bytes)
 
263
{
 
264
    return qed_start_of_cluster(s, bytes + (s->header.cluster_size - 1)) /
 
265
           (s->header.cluster_size - 1);
 
266
}
 
267
 
 
268
static inline unsigned int qed_l1_index(BDRVQEDState *s, uint64_t pos)
 
269
{
 
270
    return pos >> s->l1_shift;
 
271
}
 
272
 
 
273
static inline unsigned int qed_l2_index(BDRVQEDState *s, uint64_t pos)
 
274
{
 
275
    return (pos >> s->l2_shift) & s->l2_mask;
 
276
}
 
277
 
 
278
/**
 
279
 * Test if a cluster offset is valid
 
280
 */
 
281
static inline bool qed_check_cluster_offset(BDRVQEDState *s, uint64_t offset)
 
282
{
 
283
    uint64_t header_size = (uint64_t)s->header.header_size *
 
284
                           s->header.cluster_size;
 
285
 
 
286
    if (offset & (s->header.cluster_size - 1)) {
 
287
        return false;
 
288
    }
 
289
    return offset >= header_size && offset < s->file_size;
 
290
}
 
291
 
 
292
/**
 
293
 * Test if a table offset is valid
 
294
 */
 
295
static inline bool qed_check_table_offset(BDRVQEDState *s, uint64_t offset)
 
296
{
 
297
    uint64_t end_offset = offset + (s->header.table_size - 1) *
 
298
                          s->header.cluster_size;
 
299
 
 
300
    /* Overflow check */
 
301
    if (end_offset <= offset) {
 
302
        return false;
 
303
    }
 
304
 
 
305
    return qed_check_cluster_offset(s, offset) &&
 
306
           qed_check_cluster_offset(s, end_offset);
 
307
}
 
308
 
 
309
static inline bool qed_offset_is_cluster_aligned(BDRVQEDState *s,
 
310
                                                 uint64_t offset)
 
311
{
 
312
    if (qed_offset_into_cluster(s, offset)) {
 
313
        return false;
 
314
    }
 
315
    return true;
 
316
}
 
317
 
 
318
static inline bool qed_offset_is_unalloc_cluster(uint64_t offset)
 
319
{
 
320
    if (offset == 0) {
 
321
        return true;
 
322
    }
 
323
    return false;
 
324
}
 
325
 
 
326
static inline bool qed_offset_is_zero_cluster(uint64_t offset)
 
327
{
 
328
    if (offset == 1) {
 
329
        return true;
 
330
    }
 
331
    return false;
 
332
}
 
333
 
 
334
#endif /* BLOCK_QED_H */