7b6a34e390356844a7e0aefa4883a1440fceb742
[libguestfs.git] / guestfs.pod
1 =encoding utf8
2
3 =head1 NAME
4
5 guestfs - Library for accessing and modifying virtual machine images
6
7 =head1 SYNOPSIS
8
9  #include <guestfs.h>
10  
11  guestfs_h *handle = guestfs_create ();
12  guestfs_add_drive (handle, "guest.img");
13  guestfs_launch (handle);
14  guestfs_mount (handle, "/dev/sda1", "/");
15  guestfs_touch (handle, "/hello");
16  guestfs_sync (handle);
17  guestfs_close (handle);
18
19 =head1 DESCRIPTION
20
21 Libguestfs is a library for accessing and modifying guest disk images.
22 Amongst the things this is good for: making batch configuration
23 changes to guests, getting disk used/free statistics (see also:
24 virt-df), migrating between virtualization systems (see also:
25 virt-p2v), performing partial backups, performing partial guest
26 clones, cloning guests and changing registry/UUID/hostname info, and
27 much else besides.
28
29 Libguestfs uses Linux kernel and qemu code, and can access any type of
30 guest filesystem that Linux and qemu can, including but not limited
31 to: ext2/3/4, btrfs, FAT and NTFS, LVM, many different disk partition
32 schemes, qcow, qcow2, vmdk.
33
34 Libguestfs provides ways to enumerate guest storage (eg. partitions,
35 LVs, what filesystem is in each LV, etc.).  It can also run commands
36 in the context of the guest.  Also you can access filesystems over FTP.
37
38 Libguestfs is a library that can be linked with C and C++ management
39 programs (or management programs written in OCaml, Perl, Python, Ruby, Java
40 or Haskell).  You can also use it from shell scripts or the command line.
41
42 You don't need to be root to use libguestfs, although obviously you do
43 need enough permissions to access the disk images.
44
45 Libguestfs is a large API because it can do many things.  For a gentle
46 introduction, please read the L</API OVERVIEW> section next.
47
48 =head1 API OVERVIEW
49
50 This section provides a gentler overview of the libguestfs API.  We
51 also try to group API calls together, where that may not be obvious
52 from reading about the individual calls below.
53
54 =head2 HANDLES
55
56 Before you can use libguestfs calls, you have to create a handle.
57 Then you must add at least one disk image to the handle, followed by
58 launching the handle, then performing whatever operations you want,
59 and finally closing the handle.  So the general structure of all
60 libguestfs-using programs looks like this:
61
62  guestfs_h *handle = guestfs_create ();
63  
64  /* Call guestfs_add_drive additional times if there are
65   * multiple disk images.
66   */
67  guestfs_add_drive (handle, "guest.img");
68  
69  /* Most manipulation calls won't work until you've launched
70   * the handle.  You have to do this _after_ adding drives
71   * and _before_ other commands.
72   */
73  guestfs_launch (handle);
74  
75  /* Now you can examine what partitions, LVs etc are available.
76   */
77  char **partitions = guestfs_list_partitions (handle);
78  char **logvols = guestfs_lvs (handle);
79  
80  /* To access a filesystem in the image, you must mount it.
81   */
82  guestfs_mount (handle, "/dev/sda1", "/");
83  
84  /* Now you can perform filesystem actions on the guest
85   * disk image.
86   */
87  guestfs_touch (handle, "/hello");
88  
89  /* You only need to call guestfs_sync if you have made
90   * changes to the guest image.
91   */
92  guestfs_sync (handle);
93  
94  /* Close the handle. */
95  guestfs_close (handle);
96
97 The code above doesn't include any error checking.  In real code you
98 should check return values carefully for errors.  In general all
99 functions that return integers return C<-1> on error, and all
100 functions that return pointers return C<NULL> on error.  See section
101 L</ERROR HANDLING> below for how to handle errors, and consult the
102 documentation for each function call below to see precisely how they
103 return error indications.
104
105 =head2 DISK IMAGES
106
107 The image filename (C<"guest.img"> in the example above) could be a
108 disk image from a virtual machine, a L<dd(1)> copy of a physical hard
109 disk, an actual block device, or simply an empty file of zeroes that
110 you have created through L<posix_fallocate(3)>.  Libguestfs lets you
111 do useful things to all of these.
112
113 You can add a disk read-only using C<guestfs_add_drive_ro>, in which
114 case libguestfs won't modify the file.
115
116 Be extremely cautious if the disk image is in use, eg. if it is being
117 used by a virtual machine.  Adding it read-write will almost certainly
118 cause disk corruption, but adding it read-only is safe.
119
120 You must add at least one disk image, and you may add multiple disk
121 images.  In the API, the disk images are usually referred to as
122 C</dev/sda> (for the first one you added), C</dev/sdb> (for the second
123 one you added), etc.
124
125 Once C<guestfs_launch> has been called you cannot add any more images.
126 You can call C<guestfs_list_devices> to get a list of the device
127 names, in the order that you added them.  See also L</BLOCK DEVICE
128 NAMING> below.
129
130 =head2 MOUNTING
131
132 Before you can read or write files, create directories and so on in a
133 disk image that contains filesystems, you have to mount those
134 filesystems using C<guestfs_mount>.  If you already know that a disk
135 image contains (for example) one partition with a filesystem on that
136 partition, then you can mount it directly:
137
138  guestfs_mount (handle, "/dev/sda1", "/");
139
140 where C</dev/sda1> means literally the first partition (C<1>) of the
141 first disk image that we added (C</dev/sda>).  If the disk contains
142 Linux LVM2 logical volumes you could refer to those instead (eg. C</dev/VG/LV>).
143
144 If you are given a disk image and you don't know what it contains then
145 you have to find out.  Libguestfs can do that too: use
146 C<guestfs_list_partitions> and C<guestfs_lvs> to list possible
147 partitions and LVs, and either try mounting each to see what is
148 mountable, or else examine them with C<guestfs_file>.  But you might
149 find it easier to look at higher level programs built on top of
150 libguestfs, in particular L<virt-inspector(1)>.
151
152 To mount a disk image read-only, use C<guestfs_mount_ro>.  There are
153 several other variations of the C<guestfs_mount_*> call.
154
155 =head2 FILESYSTEM ACCESS AND MODIFICATION
156
157 The majority of the libguestfs API consists of fairly low-level calls
158 for accessing and modifying the files, directories, symlinks etc on
159 mounted filesystems.  There are over a hundred such calls which you
160 can find listed in detail below in this man page, and we don't even
161 pretend to cover them all in this overview.
162
163 Specify filenames as full paths including the mount point.
164
165 For example, if you mounted a filesystem at C<"/"> and you want to
166 read the file called C<"etc/passwd"> then you could do:
167
168  char *data = guestfs_cat (handle, "/etc/passwd");
169
170 This would return C<data> as a newly allocated buffer containing the
171 full content of that file (with some conditions: see also
172 L</DOWNLOADING> below), or C<NULL> if there was an error.
173
174 As another example, to create a top-level directory on that filesystem
175 called C<"var"> you would do:
176
177  guestfs_mkdir (handle, "/var");
178
179 To create a symlink you could do:
180
181  guestfs_ln_s (handle, "/etc/init.d/portmap",
182                "/etc/rc3.d/S30portmap");
183
184 Libguestfs will reject attempts to use relative paths.  There is no
185 concept of a current working directory.  Libguestfs can return errors
186 in many situations: for example if the filesystem isn't writable, or
187 if a file or directory that you requested doesn't exist.  If you are
188 using the C API (documented here) you have to check for those error
189 conditions after each call.  (Other language bindings turn these
190 errors into exceptions).
191
192 File writes are affected by the per-handle umask, set by calling
193 C<guestfs_umask> and defaulting to 022.
194
195 =head2 PARTITIONING
196
197 Libguestfs contains API calls to read, create and modify partition
198 tables on disk images.
199
200 In the common case where you want to create a single partition
201 covering the whole disk, you should use the C<guestfs_part_disk>
202 call:
203
204  const char *parttype = "mbr";
205  if (disk_is_larger_than_2TB)
206    parttype = "gpt";
207  guestfs_part_disk (g, "/dev/sda", parttype);
208
209 Obviously this effectively wipes anything that was on that disk image
210 before.
211
212 In general MBR partitions are both unnecessarily complicated and
213 depend on archaic details, namely the Cylinder-Head-Sector (CHS)
214 geometry of the disk.  C<guestfs_sfdiskM> can be used to
215 create more complex arrangements where the relative sizes are
216 expressed in megabytes instead of cylinders, which is a small win.
217 C<guestfs_sfdiskM> will choose the nearest cylinder to approximate the
218 requested size.  There's a lot of crazy stuff to do with IDE and
219 virtio disks having different, incompatible CHS geometries, that you
220 probably don't want to know about.
221
222 My advice: make a single partition to cover the whole disk, then use
223 LVM on top.
224
225 =head2 LVM2
226
227 Libguestfs provides access to a large part of the LVM2 API, such as
228 C<guestfs_lvcreate> and C<guestfs_vgremove>.  It won't make much sense
229 unless you familiarize yourself with the concepts of physical volumes,
230 volume groups and logical volumes.
231
232 This author strongly recommends reading the LVM HOWTO, online at
233 L<http://tldp.org/HOWTO/LVM-HOWTO/>.
234
235 =head2 DOWNLOADING
236
237 Use C<guestfs_cat> to download small, text only files.  This call
238 is limited to files which are less than 2 MB and which cannot contain
239 any ASCII NUL (C<\0>) characters.  However it has a very simple
240 to use API.
241
242 C<guestfs_read_file> can be used to read files which contain
243 arbitrary 8 bit data, since it returns a (pointer, size) pair.
244 However it is still limited to "small" files, less than 2 MB.
245
246 C<guestfs_download> can be used to download any file, with no
247 limits on content or size (even files larger than 4 GB).
248
249 To download multiple files, see C<guestfs_tar_out> and
250 C<guestfs_tgz_out>.
251
252 =head2 UPLOADING
253
254 It's often the case that you want to write a file or files to the disk
255 image.
256
257 For small, single files, use C<guestfs_write_file>.  This call
258 currently contains a bug which limits the call to plain text files
259 (not containing ASCII NUL characters).
260
261 To upload a single file, use C<guestfs_upload>.  This call has no
262 limits on file content or size (even files larger than 4 GB).
263
264 To upload multiple files, see C<guestfs_tar_in> and C<guestfs_tgz_in>.
265
266 However the fastest way to upload I<large numbers of arbitrary files>
267 is to turn them into a squashfs or CD ISO (see L<mksquashfs(8)> and
268 L<mkisofs(8)>), then attach this using C<guestfs_add_drive_ro>.  If
269 you add the drive in a predictable way (eg. adding it last after all
270 other drives) then you can get the device name from
271 C<guestfs_list_devices> and mount it directly using
272 C<guestfs_mount_ro>.  Note that squashfs images are sometimes
273 non-portable between kernel versions, and they don't support labels or
274 UUIDs.  If you want to pre-build an image or you need to mount it
275 using a label or UUID, use an ISO image instead.
276
277 =head2 COPYING
278
279 There are various different commands for copying between files and
280 devices and in and out of the guest filesystem.  These are summarised
281 in the table below.
282
283 =over 4
284
285 =item B<file> to B<file>
286
287 Use L</guestfs_cp> to copy a single file, or
288 L</guestfs_cp_a> to copy directories recursively.
289
290 =item B<file or device> to B<file or device>
291
292 Use L</guestfs_dd> which efficiently uses L<dd(1)>
293 to copy between files and devices in the guest.
294
295 Example: duplicate the contents of an LV:
296
297  guestfs_dd (g, "/dev/VG/Original", "/dev/VG/Copy");
298
299 The destination (C</dev/VG/Copy>) must be at least as large as the
300 source (C</dev/VG/Original>).
301
302 =item B<file on the host> to B<file or device>
303
304 Use L</guestfs_upload>.  See L</UPLOADING> above.
305
306 =item B<file or device> to B<file on the host>
307
308 Use L</guestfs_download>.  See L</DOWNLOADING> above.
309
310 =back
311
312 =head2 LISTING FILES
313
314 C<guestfs_ll> is just designed for humans to read (mainly when using
315 the L<guestfish(1)>-equivalent command C<ll>).
316
317 C<guestfs_ls> is a quick way to get a list of files in a directory
318 from programs, as a flat list of strings.
319
320 C<guestfs_readdir> is a programmatic way to get a list of files in a
321 directory, plus additional information about each one.  It is more
322 equivalent to using the L<readdir(3)> call on a local filesystem.
323
324 C<guestfs_find> can be used to recursively list files.
325
326 =head2 RUNNING COMMANDS
327
328 Although libguestfs is a primarily an API for manipulating files
329 inside guest images, we also provide some limited facilities for
330 running commands inside guests.
331
332 There are many limitations to this:
333
334 =over 4
335
336 =item *
337
338 The kernel version that the command runs under will be different
339 from what it expects.
340
341 =item *
342
343 If the command needs to communicate with daemons, then most likely
344 they won't be running.
345
346 =item *
347
348 The command will be running in limited memory.
349
350 =item *
351
352 Only supports Linux guests (not Windows, BSD, etc).
353
354 =item *
355
356 Architecture limitations (eg. won't work for a PPC guest on
357 an X86 host).
358
359 =item *
360
361 For SELinux guests, you may need to enable SELinux and load policy
362 first.  See L</SELINUX> in this manpage.
363
364 =back
365
366 The two main API calls to run commands are C<guestfs_command> and
367 C<guestfs_sh> (there are also variations).
368
369 The difference is that C<guestfs_sh> runs commands using the shell, so
370 any shell globs, redirections, etc will work.
371
372 =head2 CONFIGURATION FILES
373
374 To read and write configuration files in Linux guest filesystems, we
375 strongly recommend using Augeas.  For example, Augeas understands how
376 to read and write, say, a Linux shadow password file or X.org
377 configuration file, and so avoids you having to write that code.
378
379 The main Augeas calls are bound through the C<guestfs_aug_*> APIs.  We
380 don't document Augeas itself here because there is excellent
381 documentation on the L<http://augeas.net/> website.
382
383 If you don't want to use Augeas (you fool!) then try calling
384 C<guestfs_read_lines> to get the file as a list of lines which
385 you can iterate over.
386
387 =head2 SELINUX
388
389 We support SELinux guests.  To ensure that labeling happens correctly
390 in SELinux guests, you need to enable SELinux and load the guest's
391 policy:
392
393 =over 4
394
395 =item 1.
396
397 Before launching, do:
398
399  guestfs_set_selinux (g, 1);
400
401 =item 2.
402
403 After mounting the guest's filesystem(s), load the policy.  This
404 is best done by running the L<load_policy(8)> command in the
405 guest itself:
406
407  guestfs_sh (g, "/usr/sbin/load_policy");
408
409 (Older versions of C<load_policy> require you to specify the
410 name of the policy file).
411
412 =item 3.
413
414 Optionally, set the security context for the API.  The correct
415 security context to use can only be known by inspecting the
416 guest.  As an example:
417
418  guestfs_setcon (g, "unconfined_u:unconfined_r:unconfined_t:s0");
419
420 =back
421
422 This will work for running commands and editing existing files.
423
424 When new files are created, you may need to label them explicitly,
425 for example by running the external command
426 C<restorecon pathname>.
427
428 =head2 SPECIAL CONSIDERATIONS FOR WINDOWS GUESTS
429
430 Libguestfs can mount NTFS partitions.  It does this using the
431 L<http://www.ntfs-3g.org/> driver.
432
433 DOS and Windows still use drive letters, and the filesystems are
434 always treated as case insensitive by Windows itself, and therefore
435 you might find a Windows configuration file referring to a path like
436 C<c:\windows\system32>.  When the filesystem is mounted in libguestfs,
437 that directory might be referred to as C</WINDOWS/System32>.
438
439 Drive letter mappings are outside the scope of libguestfs.  You have
440 to use libguestfs to read the appropriate Windows Registry and
441 configuration files, to determine yourself how drives are mapped (see
442 also L<virt-inspector(1)>).
443
444 Replacing backslash characters with forward slash characters is also
445 outside the scope of libguestfs, but something that you can easily do.
446
447 Where we can help is in resolving the case insensitivity of paths.
448 For this, call C<guestfs_case_sensitive_path>.
449
450 Libguestfs also provides some help for decoding Windows Registry
451 "hive" files, through the library C<libhivex> which is part of
452 libguestfs.  You have to locate and download the hive file(s)
453 yourself, and then pass them to C<libhivex> functions.  See also the
454 programs L<hivexml(1)>, L<hivexget(1)> and L<virt-win-reg(1)> for more
455 help on this issue.
456
457 =head2 USING LIBGUESTFS WITH OTHER PROGRAMMING LANGUAGES
458
459 Although we don't want to discourage you from using the C API, we will
460 mention here that the same API is also available in other languages.
461
462 The API is broadly identical in all supported languages.  This means
463 that the C call C<guestfs_mount(handle,path)> is
464 C<$handle-E<gt>mount($path)> in Perl, C<handle.mount(path)> in Python,
465 and C<Guestfs.mount handle path> in OCaml.  In other words, a
466 straightforward, predictable isomorphism between each language.
467
468 Error messages are automatically transformed
469 into exceptions if the language supports it.
470
471 We don't try to "object orientify" parts of the API in OO languages,
472 although contributors are welcome to write higher level APIs above
473 what we provide in their favourite languages if they wish.
474
475 =over 4
476
477 =item B<C++>
478
479 You can use the I<guestfs.h> header file from C++ programs.  The C++
480 API is identical to the C API.  C++ classes and exceptions are
481 not implemented.
482
483 =item B<Haskell>
484
485 This is the only language binding that is incomplete.  Only calls
486 which return simple integers have been bound in Haskell, and we are
487 looking for help to complete this binding.
488
489 =item B<Java>
490
491 Full documentation is contained in the Javadoc which is distributed
492 with libguestfs.
493
494 =item B<OCaml>
495
496 For documentation see the file C<guestfs.mli>.
497
498 =item B<Perl>
499
500 For documentation see L<Sys::Guestfs(3)>.
501
502 =item B<Python>
503
504 For documentation do:
505
506  $ python
507  >>> import guestfs
508  >>> help (guestfs)
509
510 =item B<Ruby>
511
512 Use the Guestfs module.  There is no Ruby-specific documentation, but
513 you can find examples written in Ruby in the libguestfs source.
514
515 =item B<shell scripts>
516
517 For documentation see L<guestfish(1)>.
518
519 =back
520
521 =head1 CONNECTION MANAGEMENT
522
523 =head2 guestfs_h *
524
525 C<guestfs_h> is the opaque type representing a connection handle.
526 Create a handle by calling C<guestfs_create>.  Call C<guestfs_close>
527 to free the handle and release all resources used.
528
529 For information on using multiple handles and threads, see the section
530 L</MULTIPLE HANDLES AND MULTIPLE THREADS> below.
531
532 =head2 guestfs_create
533
534  guestfs_h *guestfs_create (void);
535
536 Create a connection handle.
537
538 You have to call C<guestfs_add_drive> on the handle at least once.
539
540 This function returns a non-NULL pointer to a handle on success or
541 NULL on error.
542
543 After configuring the handle, you have to call C<guestfs_launch>.
544
545 You may also want to configure error handling for the handle.  See
546 L</ERROR HANDLING> section below.
547
548 =head2 guestfs_close
549
550  void guestfs_close (guestfs_h *handle);
551
552 This closes the connection handle and frees up all resources used.
553
554 =head1 ERROR HANDLING
555
556 The convention in all functions that return C<int> is that they return
557 C<-1> to indicate an error.  You can get additional information on
558 errors by calling C<guestfs_last_error> and/or by setting up an error
559 handler with C<guestfs_set_error_handler>.
560
561 The default error handler prints the information string to C<stderr>.
562
563 Out of memory errors are handled differently.  The default action is
564 to call L<abort(3)>.  If this is undesirable, then you can set a
565 handler using C<guestfs_set_out_of_memory_handler>.
566
567 =head2 guestfs_last_error
568
569  const char *guestfs_last_error (guestfs_h *handle);
570
571 This returns the last error message that happened on C<handle>.  If
572 there has not been an error since the handle was created, then this
573 returns C<NULL>.
574
575 The lifetime of the returned string is until the next error occurs, or
576 C<guestfs_close> is called.
577
578 The error string is not localized (ie. is always in English), because
579 this makes searching for error messages in search engines give the
580 largest number of results.
581
582 =head2 guestfs_set_error_handler
583
584  typedef void (*guestfs_error_handler_cb) (guestfs_h *handle,
585                                            void *data,
586                                            const char *msg);
587  void guestfs_set_error_handler (guestfs_h *handle,
588                                  guestfs_error_handler_cb cb,
589                                  void *data);
590
591 The callback C<cb> will be called if there is an error.  The
592 parameters passed to the callback are an opaque data pointer and the
593 error message string.
594
595 Note that the message string C<msg> is freed as soon as the callback
596 function returns, so if you want to stash it somewhere you must make
597 your own copy.
598
599 The default handler prints messages on C<stderr>.
600
601 If you set C<cb> to C<NULL> then I<no> handler is called.
602
603 =head2 guestfs_get_error_handler
604
605  guestfs_error_handler_cb guestfs_get_error_handler (guestfs_h *handle,
606                                                      void **data_rtn);
607
608 Returns the current error handler callback.
609
610 =head2 guestfs_set_out_of_memory_handler
611
612  typedef void (*guestfs_abort_cb) (void);
613  int guestfs_set_out_of_memory_handler (guestfs_h *handle,
614                                         guestfs_abort_cb);
615
616 The callback C<cb> will be called if there is an out of memory
617 situation.  I<Note this callback must not return>.
618
619 The default is to call L<abort(3)>.
620
621 You cannot set C<cb> to C<NULL>.  You can't ignore out of memory
622 situations.
623
624 =head2 guestfs_get_out_of_memory_handler
625
626  guestfs_abort_fn guestfs_get_out_of_memory_handler (guestfs_h *handle);
627
628 This returns the current out of memory handler.
629
630 =head1 PATH
631
632 Libguestfs needs a kernel and initrd.img, which it finds by looking
633 along an internal path.
634
635 By default it looks for these in the directory C<$libdir/guestfs>
636 (eg. C</usr/local/lib/guestfs> or C</usr/lib64/guestfs>).
637
638 Use C<guestfs_set_path> or set the environment variable
639 C<LIBGUESTFS_PATH> to change the directories that libguestfs will
640 search in.  The value is a colon-separated list of paths.  The current
641 directory is I<not> searched unless the path contains an empty element
642 or C<.>.  For example C<LIBGUESTFS_PATH=:/usr/lib/guestfs> would
643 search the current directory and then C</usr/lib/guestfs>.
644
645 =head1 HIGH-LEVEL API ACTIONS
646
647 =head2 ABI GUARANTEE
648
649 We guarantee the libguestfs ABI (binary interface), for public,
650 high-level actions as outlined in this section.  Although we will
651 deprecate some actions, for example if they get replaced by newer
652 calls, we will keep the old actions forever.  This allows you the
653 developer to program in confidence against libguestfs.
654
655 @ACTIONS@
656
657 =head1 STRUCTURES
658
659 @STRUCTS@
660
661 =head1 AVAILABILITY
662
663 Using L</guestfs_available> you can test availability of
664 the following groups of functions:
665
666 @AVAILABILITY@
667
668 =head1 STATE MACHINE AND LOW-LEVEL EVENT API
669
670 Internally, libguestfs is implemented by running a virtual machine
671 using L<qemu(1)>.  QEmu runs as a child process of the main program,
672 and most of this discussion won't make sense unless you understand
673 that the complexity is dealing with the (asynchronous) actions of the
674 child process.
675
676                             child process
677   ___________________       _________________________
678  /                   \     /                         \
679  | main program      |     | qemu +-----------------+|
680  |                   |     |      | Linux kernel    ||
681  +-------------------+     |      +-----------------+|
682  | libguestfs     <-------------->| guestfsd        ||
683  |                   |     |      +-----------------+|
684  \___________________/     \_________________________/
685
686 The diagram above shows libguestfs communicating with the guestfsd
687 daemon running inside the qemu child process.  There are several
688 points of failure here: qemu can fail to start, the virtual machine
689 inside qemu can fail to boot, guestfsd can fail to start or not
690 establish communication, any component can start successfully but fail
691 asynchronously later, and so on.
692
693 =head2 STATE MACHINE
694
695 libguestfs uses a state machine to model the child process:
696
697                          |
698                     guestfs_create
699                          |
700                          |
701                      ____V_____
702                     /          \
703                     |  CONFIG  |
704                     \__________/
705                      ^ ^   ^  \
706                     /  |    \  \ guestfs_launch
707                    /   |    _\__V______
708                   /    |   /           \
709                  /     |   | LAUNCHING |
710                 /      |   \___________/
711                /       |       /
712               /        |  guestfs_launch
713              /         |     /
714     ______  /        __|____V
715    /      \ ------> /        \
716    | BUSY |         | READY  |
717    \______/ <------ \________/
718
719 The normal transitions are (1) CONFIG (when the handle is created, but
720 there is no child process), (2) LAUNCHING (when the child process is
721 booting up), (3) alternating between READY and BUSY as commands are
722 issued to, and carried out by, the child process.
723
724 The guest may be killed by C<guestfs_kill_subprocess>, or may die
725 asynchronously at any time (eg. due to some internal error), and that
726 causes the state to transition back to CONFIG.
727
728 Configuration commands for qemu such as C<guestfs_add_drive> can only
729 be issued when in the CONFIG state.
730
731 The high-level API offers two calls that go from CONFIG through
732 LAUNCHING to READY.  C<guestfs_launch> blocks until the child process
733 is READY to accept commands (or until some failure or timeout).
734 C<guestfs_launch> internally moves the state from CONFIG to LAUNCHING
735 while it is running.
736
737 High-level API actions such as C<guestfs_mount> can only be issued
738 when in the READY state.  These high-level API calls block waiting for
739 the command to be carried out (ie. the state to transition to BUSY and
740 then back to READY).  But using the low-level event API, you get
741 non-blocking versions.  (But you can still only carry out one
742 operation per handle at a time - that is a limitation of the
743 communications protocol we use).
744
745 Finally, the child process sends asynchronous messages back to the
746 main program, such as kernel log messages.  Mostly these are ignored
747 by the high-level API, but using the low-level event API you can
748 register to receive these messages.
749
750 =head2 SETTING CALLBACKS TO HANDLE EVENTS
751
752 The child process generates events in some situations.  Current events
753 include: receiving a log message, the child process exits.
754
755 Use the C<guestfs_set_*_callback> functions to set a callback for
756 different types of events.
757
758 Only I<one callback of each type> can be registered for each handle.
759 Calling C<guestfs_set_*_callback> again overwrites the previous
760 callback of that type.  Cancel all callbacks of this type by calling
761 this function with C<cb> set to C<NULL>.
762
763 =head2 guestfs_set_log_message_callback
764
765  typedef void (*guestfs_log_message_cb) (guestfs_h *g, void *opaque,
766                                          char *buf, int len);
767  void guestfs_set_log_message_callback (guestfs_h *handle,
768                                         guestfs_log_message_cb cb,
769                                         void *opaque);
770
771 The callback function C<cb> will be called whenever qemu or the guest
772 writes anything to the console.
773
774 Use this function to capture kernel messages and similar.
775
776 Normally there is no log message handler, and log messages are just
777 discarded.
778
779 =head2 guestfs_set_subprocess_quit_callback
780
781  typedef void (*guestfs_subprocess_quit_cb) (guestfs_h *g, void *opaque);
782  void guestfs_set_subprocess_quit_callback (guestfs_h *handle,
783                                             guestfs_subprocess_quit_cb cb,
784                                             void *opaque);
785
786 The callback function C<cb> will be called when the child process
787 quits, either asynchronously or if killed by
788 C<guestfs_kill_subprocess>.  (This corresponds to a transition from
789 any state to the CONFIG state).
790
791 =head2 guestfs_set_launch_done_callback
792
793  typedef void (*guestfs_launch_done_cb) (guestfs_h *g, void *opaque);
794  void guestfs_set_launch_done_callback (guestfs_h *handle,
795                                         guestfs_ready_cb cb,
796                                         void *opaque);
797
798 The callback function C<cb> will be called when the child process
799 becomes ready first time after it has been launched.  (This
800 corresponds to a transition from LAUNCHING to the READY state).
801
802 =head1 BLOCK DEVICE NAMING
803
804 In the kernel there is now quite a profusion of schemata for naming
805 block devices (in this context, by I<block device> I mean a physical
806 or virtual hard drive).  The original Linux IDE driver used names
807 starting with C</dev/hd*>.  SCSI devices have historically used a
808 different naming scheme, C</dev/sd*>.  When the Linux kernel I<libata>
809 driver became a popular replacement for the old IDE driver
810 (particularly for SATA devices) those devices also used the
811 C</dev/sd*> scheme.  Additionally we now have virtual machines with
812 paravirtualized drivers.  This has created several different naming
813 systems, such as C</dev/vd*> for virtio disks and C</dev/xvd*> for Xen
814 PV disks.
815
816 As discussed above, libguestfs uses a qemu appliance running an
817 embedded Linux kernel to access block devices.  We can run a variety
818 of appliances based on a variety of Linux kernels.
819
820 This causes a problem for libguestfs because many API calls use device
821 or partition names.  Working scripts and the recipe (example) scripts
822 that we make available over the internet could fail if the naming
823 scheme changes.
824
825 Therefore libguestfs defines C</dev/sd*> as the I<standard naming
826 scheme>.  Internally C</dev/sd*> names are translated, if necessary,
827 to other names as required.  For example, under RHEL 5 which uses the
828 C</dev/hd*> scheme, any device parameter C</dev/sda2> is translated to
829 C</dev/hda2> transparently.
830
831 Note that this I<only> applies to parameters.  The
832 C<guestfs_list_devices>, C<guestfs_list_partitions> and similar calls
833 return the true names of the devices and partitions as known to the
834 appliance.
835
836 =head2 ALGORITHM FOR BLOCK DEVICE NAME TRANSLATION
837
838 Usually this translation is transparent.  However in some (very rare)
839 cases you may need to know the exact algorithm.  Such cases include
840 where you use C<guestfs_config> to add a mixture of virtio and IDE
841 devices to the qemu-based appliance, so have a mixture of C</dev/sd*>
842 and C</dev/vd*> devices.
843
844 The algorithm is applied only to I<parameters> which are known to be
845 either device or partition names.  Return values from functions such
846 as C<guestfs_list_devices> are never changed.
847
848 =over 4
849
850 =item *
851
852 Is the string a parameter which is a device or partition name?
853
854 =item *
855
856 Does the string begin with C</dev/sd>?
857
858 =item *
859
860 Does the named device exist?  If so, we use that device.
861 However if I<not> then we continue with this algorithm.
862
863 =item *
864
865 Replace initial C</dev/sd> string with C</dev/hd>.
866
867 For example, change C</dev/sda2> to C</dev/hda2>.
868
869 If that named device exists, use it.  If not, continue.
870
871 =item *
872
873 Replace initial C</dev/sd> string with C</dev/vd>.
874
875 If that named device exists, use it.  If not, return an error.
876
877 =back
878
879 =head2 PORTABILITY CONCERNS
880
881 Although the standard naming scheme and automatic translation is
882 useful for simple programs and guestfish scripts, for larger programs
883 it is best not to rely on this mechanism.
884
885 Where possible for maximum future portability programs using
886 libguestfs should use these future-proof techniques:
887
888 =over 4
889
890 =item *
891
892 Use C<guestfs_list_devices> or C<guestfs_list_partitions> to list
893 actual device names, and then use those names directly.
894
895 Since those device names exist by definition, they will never be
896 translated.
897
898 =item *
899
900 Use higher level ways to identify filesystems, such as LVM names,
901 UUIDs and filesystem labels.
902
903 =back
904
905 =head1 INTERNALS
906
907 =head2 COMMUNICATION PROTOCOL
908
909 Don't rely on using this protocol directly.  This section documents
910 how it currently works, but it may change at any time.
911
912 The protocol used to talk between the library and the daemon running
913 inside the qemu virtual machine is a simple RPC mechanism built on top
914 of XDR (RFC 1014, RFC 1832, RFC 4506).
915
916 The detailed format of structures is in C<src/guestfs_protocol.x>
917 (note: this file is automatically generated).
918
919 There are two broad cases, ordinary functions that don't have any
920 C<FileIn> and C<FileOut> parameters, which are handled with very
921 simple request/reply messages.  Then there are functions that have any
922 C<FileIn> or C<FileOut> parameters, which use the same request and
923 reply messages, but they may also be followed by files sent using a
924 chunked encoding.
925
926 =head3 ORDINARY FUNCTIONS (NO FILEIN/FILEOUT PARAMS)
927
928 For ordinary functions, the request message is:
929
930  total length (header + arguments,
931       but not including the length word itself)
932  struct guestfs_message_header (encoded as XDR)
933  struct guestfs_<foo>_args (encoded as XDR)
934
935 The total length field allows the daemon to allocate a fixed size
936 buffer into which it slurps the rest of the message.  As a result, the
937 total length is limited to C<GUESTFS_MESSAGE_MAX> bytes (currently
938 4MB), which means the effective size of any request is limited to
939 somewhere under this size.
940
941 Note also that many functions don't take any arguments, in which case
942 the C<guestfs_I<foo>_args> is completely omitted.
943
944 The header contains the procedure number (C<guestfs_proc>) which is
945 how the receiver knows what type of args structure to expect, or none
946 at all.
947
948 The reply message for ordinary functions is:
949
950  total length (header + ret,
951       but not including the length word itself)
952  struct guestfs_message_header (encoded as XDR)
953  struct guestfs_<foo>_ret (encoded as XDR)
954
955 As above the C<guestfs_I<foo>_ret> structure may be completely omitted
956 for functions that return no formal return values.
957
958 As above the total length of the reply is limited to
959 C<GUESTFS_MESSAGE_MAX>.
960
961 In the case of an error, a flag is set in the header, and the reply
962 message is slightly changed:
963
964  total length (header + error,
965       but not including the length word itself)
966  struct guestfs_message_header (encoded as XDR)
967  struct guestfs_message_error (encoded as XDR)
968
969 The C<guestfs_message_error> structure contains the error message as a
970 string.
971
972 =head3 FUNCTIONS THAT HAVE FILEIN PARAMETERS
973
974 A C<FileIn> parameter indicates that we transfer a file I<into> the
975 guest.  The normal request message is sent (see above).  However this
976 is followed by a sequence of file chunks.
977
978  total length (header + arguments,
979       but not including the length word itself,
980       and not including the chunks)
981  struct guestfs_message_header (encoded as XDR)
982  struct guestfs_<foo>_args (encoded as XDR)
983  sequence of chunks for FileIn param #0
984  sequence of chunks for FileIn param #1 etc.
985
986 The "sequence of chunks" is:
987
988  length of chunk (not including length word itself)
989  struct guestfs_chunk (encoded as XDR)
990  length of chunk
991  struct guestfs_chunk (encoded as XDR)
992    ...
993  length of chunk
994  struct guestfs_chunk (with data.data_len == 0)
995
996 The final chunk has the C<data_len> field set to zero.  Additionally a
997 flag is set in the final chunk to indicate either successful
998 completion or early cancellation.
999
1000 At time of writing there are no functions that have more than one
1001 FileIn parameter.  However this is (theoretically) supported, by
1002 sending the sequence of chunks for each FileIn parameter one after
1003 another (from left to right).
1004
1005 Both the library (sender) I<and> the daemon (receiver) may cancel the
1006 transfer.  The library does this by sending a chunk with a special
1007 flag set to indicate cancellation.  When the daemon sees this, it
1008 cancels the whole RPC, does I<not> send any reply, and goes back to
1009 reading the next request.
1010
1011 The daemon may also cancel.  It does this by writing a special word
1012 C<GUESTFS_CANCEL_FLAG> to the socket.  The library listens for this
1013 during the transfer, and if it gets it, it will cancel the transfer
1014 (it sends a cancel chunk).  The special word is chosen so that even if
1015 cancellation happens right at the end of the transfer (after the
1016 library has finished writing and has started listening for the reply),
1017 the "spurious" cancel flag will not be confused with the reply
1018 message.
1019
1020 This protocol allows the transfer of arbitrary sized files (no 32 bit
1021 limit), and also files where the size is not known in advance
1022 (eg. from pipes or sockets).  However the chunks are rather small
1023 (C<GUESTFS_MAX_CHUNK_SIZE>), so that neither the library nor the
1024 daemon need to keep much in memory.
1025
1026 =head3 FUNCTIONS THAT HAVE FILEOUT PARAMETERS
1027
1028 The protocol for FileOut parameters is exactly the same as for FileIn
1029 parameters, but with the roles of daemon and library reversed.
1030
1031  total length (header + ret,
1032       but not including the length word itself,
1033       and not including the chunks)
1034  struct guestfs_message_header (encoded as XDR)
1035  struct guestfs_<foo>_ret (encoded as XDR)
1036  sequence of chunks for FileOut param #0
1037  sequence of chunks for FileOut param #1 etc.
1038
1039 =head3 INITIAL MESSAGE
1040
1041 Because the underlying channel (QEmu -net channel) doesn't have any
1042 sort of connection control, when the daemon launches it sends an
1043 initial word (C<GUESTFS_LAUNCH_FLAG>) which indicates that the guest
1044 and daemon is alive.  This is what C<guestfs_launch> waits for.
1045
1046 =head1 MULTIPLE HANDLES AND MULTIPLE THREADS
1047
1048 All high-level libguestfs actions are synchronous.  If you want
1049 to use libguestfs asynchronously then you must create a thread.
1050
1051 Only use the handle from a single thread.  Either use the handle
1052 exclusively from one thread, or provide your own mutex so that two
1053 threads cannot issue calls on the same handle at the same time.
1054
1055 =head1 QEMU WRAPPERS
1056
1057 If you want to compile your own qemu, run qemu from a non-standard
1058 location, or pass extra arguments to qemu, then you can write a
1059 shell-script wrapper around qemu.
1060
1061 There is one important rule to remember: you I<must C<exec qemu>> as
1062 the last command in the shell script (so that qemu replaces the shell
1063 and becomes the direct child of the libguestfs-using program).  If you
1064 don't do this, then the qemu process won't be cleaned up correctly.
1065
1066 Here is an example of a wrapper, where I have built my own copy of
1067 qemu from source:
1068
1069  #!/bin/sh -
1070  qemudir=/home/rjones/d/qemu
1071  exec $qemudir/x86_64-softmmu/qemu-system-x86_64 -L $qemudir/pc-bios "$@"
1072
1073 Save this script as C</tmp/qemu.wrapper> (or wherever), C<chmod +x>,
1074 and then use it by setting the LIBGUESTFS_QEMU environment variable.
1075 For example:
1076
1077  LIBGUESTFS_QEMU=/tmp/qemu.wrapper guestfish
1078
1079 Note that libguestfs also calls qemu with the -help and -version
1080 options in order to determine features.
1081
1082 =head1 ENVIRONMENT VARIABLES
1083
1084 =over 4
1085
1086 =item LIBGUESTFS_APPEND
1087
1088 Pass additional options to the guest kernel.
1089
1090 =item LIBGUESTFS_DEBUG
1091
1092 Set C<LIBGUESTFS_DEBUG=1> to enable verbose messages.  This
1093 has the same effect as calling C<guestfs_set_verbose (handle, 1)>.
1094
1095 =item LIBGUESTFS_MEMSIZE
1096
1097 Set the memory allocated to the qemu process, in megabytes.  For
1098 example:
1099
1100  LIBGUESTFS_MEMSIZE=700
1101
1102 =item LIBGUESTFS_PATH
1103
1104 Set the path that libguestfs uses to search for kernel and initrd.img.
1105 See the discussion of paths in section PATH above.
1106
1107 =item LIBGUESTFS_QEMU
1108
1109 Set the default qemu binary that libguestfs uses.  If not set, then
1110 the qemu which was found at compile time by the configure script is
1111 used.
1112
1113 See also L</QEMU WRAPPERS> above.
1114
1115 =item LIBGUESTFS_TRACE
1116
1117 Set C<LIBGUESTFS_TRACE=1> to enable command traces.  This
1118 has the same effect as calling C<guestfs_set_trace (handle, 1)>.
1119
1120 =item TMPDIR
1121
1122 Location of temporary directory, defaults to C</tmp>.
1123
1124 If libguestfs was compiled to use the supermin appliance then each
1125 handle will require rather a large amount of space in this directory
1126 for short periods of time (~ 80 MB).  You can use C<$TMPDIR> to
1127 configure another directory to use in case C</tmp> is not large
1128 enough.
1129
1130 =back
1131
1132 =head1 SEE ALSO
1133
1134 L<guestfish(1)>,
1135 L<qemu(1)>,
1136 L<febootstrap(1)>,
1137 L<http://libguestfs.org/>.
1138
1139 Tools with a similar purpose:
1140 L<fdisk(8)>,
1141 L<parted(8)>,
1142 L<kpartx(8)>,
1143 L<lvm(8)>,
1144 L<disktype(1)>.
1145
1146 =head1 BUGS
1147
1148 To get a list of bugs against libguestfs use this link:
1149
1150 L<https://bugzilla.redhat.com/buglist.cgi?component=libguestfs&product=Virtualization+Tools>
1151
1152 To report a new bug against libguestfs use this link:
1153
1154 L<https://bugzilla.redhat.com/enter_bug.cgi?component=libguestfs&product=Virtualization+Tools>
1155
1156 When reporting a bug, please check:
1157
1158 =over 4
1159
1160 =item *
1161
1162 That the bug hasn't been reported already.
1163
1164 =item *
1165
1166 That you are testing a recent version.
1167
1168 =item *
1169
1170 Describe the bug accurately, and give a way to reproduce it.
1171
1172 =item *
1173
1174 Run libguestfs-test-tool and paste the B<complete, unedited>
1175 output into the bug report.
1176
1177 =back
1178
1179 =head1 AUTHORS
1180
1181 Richard W.M. Jones (C<rjones at redhat dot com>)
1182
1183 =head1 COPYRIGHT
1184
1185 Copyright (C) 2009 Red Hat Inc.
1186 L<http://libguestfs.org/>
1187
1188 This library is free software; you can redistribute it and/or
1189 modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
1190 License as published by the Free Software Foundation; either
1191 version 2 of the License, or (at your option) any later version.
1192
1193 This library is distributed in the hope that it will be useful,
1194 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
1195 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
1196 Lesser General Public License for more details.
1197
1198 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
1199 License along with this library; if not, write to the Free Software
1200 Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA