qemu-img 将qcow2转换为块设备（openstack image 2 volume）中的瘦供给

1、背景

qemu-img convert 可以将一个镜像里的数据以raw格式的方式写入一个块设备

这里一定要注意，如果convert目标是一个块设备，一定必须带-t none（以及上文中的参数）标记。否则后续的has_write_zeros属性不会开启。

如果convert目标是一个文件时刻，那么不用—t none都会设置discard_zeroes,has_write_zeroes和has _falloccate有了这些属性，写入目标文件时刻使用fallocate来实现文件的打洞。

2、qemu-img convert

在qemu-img convert函数中，如果配置了-t none（以及前述标记off，direct），那么目标设备打开的时候带有BDRV_O_NOCACHE。此标记会将目标设备块驱动（qemu 的blk驱动）设置has_write_zerors属性，当linux反馈块设备支持discardzero时刻再设置discard—zero属性；如果不带 BDRV_O_NOCACHE 那么设置has_write_zeros, discard_zero均不生效。

当qemu-img convert写入设备数据的时候，首先尝试运行清零动作。

在img-convert（）主入口，写入真正数据之前调用:

2.1 判定是否使用清理卷：

bdrv_can_write_zeroes_with_unmap(out_bs),

1）如果qemu-img convert -S 0 那么就会直接返回false，表示不能通过unmap进行清0动作。

2）在此函数里通过调用bdrv_get_info()--->raw_get_info()取得discard—zero标记判定。

此标记在raw_open_common()里判定块设备没有设置BDRV_O_NOCACHE标记时刻，设置discard-zero标记为Fasle，其他情况块设备如果通过ioctl查linux系统块设备设置BLKDISCARDZEROES标记时设置为True。也就是qemu-img convert -t none或者-t off 或者-t direct，discard-zero为False；或者linux查询设备状态反馈不支持discard-zero

如果discard-zero标记为True就需要清理卷，否则就不需要。此标记为真表示linux支持使用ioctl discard命令来格式化卷为全0.

2.2 如果判定无需清除卷：

那么后续的写入动作，就必须忠实的写入0. 对于qemu-img convert -t writethrough ，它在打开时刻没有设置BDRV_NONE_CACHE.所以discard-zero标记为false，所以判定无需预先使用discard清0.

2.3 如果判定需要清除卷：

如果判定输出块设备支持bdrv_make_zero(out_bs,BDRV_REQ_MAY_UNMAP)对整个卷走清零动作。此函数使用brdv_write_zero(BDRV_REQ_MAY_UNMAP)

bdrv_co_write_zeroes(),此函数最终调用到raw-posix driver的hdev_co_write_zeroes().在此函数中检测blk驱动

1)如果没有设置BDRV_REQ_MAY_UNMAP（只有qemu-img convert -s 0此标记才会清理掉，表示不支持unmap清0）

它调用handle _aiocb_write_zeroes(),这个函数最终调用handle_aiocb_write_zeroes_block(),此函数最终判断设置了has_write_zeros 标记就调用ioctl(BLKZEROOUT)发往内核的scsi block。

Qemu-img convert -t none 和-t off -t direct就走的这个流程。

2）如果设置了BDRV_REQ_MAY_UNMAP且设置了disacard_zeros标记，最终调用handle_aiocb_discard()

此函数最终调用ioctl（BLKDISCARD）

内核（3.10）

内核收到BLKZEROOUT以后，将调用blk_ioctl_zeroout()--->blkdev_issue_zeroout-->blkdev_issue_write_same()

写入内容全部为零的页面。blkdev_issue_write_same()生成一个bio（块io请求），带REQ_WRITE_SAME.

当这个请求最终由内核的scsi driver驱动处理（ks3200 的iscsi lun在内核中最终体现为一个scsi disk）时，它产生一个WRITE_SAME 的scsi命令。

硬件

总结

qemu-img 转换为文件时刻，由于本地文件系统支持，所以即便目标是raw文件，原始镜像中的连续0也是不会占用实际物理空间的。

转换目标可以是一个块设备，按照raw格式将数据写入块设备。此时当块设备支持discard特性的时候（ssd设备），qemu 使用设备的blkdiscardzeros，最终落实到scsi的unmap命令，此时数据也不会被真正被写入；此时内核意识得到写入的零没有真正写入。