Use mount-options instead of mount to avoid implicit -o sync.
[libguestfs.git] / src / 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,
40 Java, Haskell or C#).  You can also use it from shell scripts or the
41 command line.
42
43 You don't need to be root to use libguestfs, although obviously you do
44 need enough permissions to access the disk images.
45
46 Libguestfs is a large API because it can do many things.  For a gentle
47 introduction, please read the L</API OVERVIEW> section next.
48
49 =head1 API OVERVIEW
50
51 This section provides a gentler overview of the libguestfs API.  We
52 also try to group API calls together, where that may not be obvious
53 from reading about the individual calls below.
54
55 =head2 HANDLES
56
57 Before you can use libguestfs calls, you have to create a handle.
58 Then you must add at least one disk image to the handle, followed by
59 launching the handle, then performing whatever operations you want,
60 and finally closing the handle.  So the general structure of all
61 libguestfs-using programs looks like this:
62
63  guestfs_h *handle = guestfs_create ();
64  
65  /* Call guestfs_add_drive additional times if there are
66   * multiple disk images.
67   */
68  guestfs_add_drive (handle, "guest.img");
69  
70  /* Most manipulation calls won't work until you've launched
71   * the handle.  You have to do this _after_ adding drives
72   * and _before_ other commands.
73   */
74  guestfs_launch (handle);
75  
76  /* Now you can examine what partitions, LVs etc are available.
77   */
78  char **partitions = guestfs_list_partitions (handle);
79  char **logvols = guestfs_lvs (handle);
80  
81  /* To access a filesystem in the image, you must mount it.
82   */
83  guestfs_mount (handle, "/dev/sda1", "/");
84  
85  /* Now you can perform filesystem actions on the guest
86   * disk image.
87   */
88  guestfs_touch (handle, "/hello");
89  
90  /* You only need to call guestfs_sync if you have made
91   * changes to the guest image.
92   */
93  guestfs_sync (handle);
94  
95  /* Close the handle. */
96  guestfs_close (handle);
97
98 The code above doesn't include any error checking.  In real code you
99 should check return values carefully for errors.  In general all
100 functions that return integers return C<-1> on error, and all
101 functions that return pointers return C<NULL> on error.  See section
102 L</ERROR HANDLING> below for how to handle errors, and consult the
103 documentation for each function call below to see precisely how they
104 return error indications.
105
106 =head2 DISK IMAGES
107
108 The image filename (C<"guest.img"> in the example above) could be a
109 disk image from a virtual machine, a L<dd(1)> copy of a physical hard
110 disk, an actual block device, or simply an empty file of zeroes that
111 you have created through L<posix_fallocate(3)>.  Libguestfs lets you
112 do useful things to all of these.
113
114 You can add a disk read-only using C<guestfs_add_drive_ro>, in which
115 case libguestfs won't modify the file.
116
117 Be extremely cautious if the disk image is in use, eg. if it is being
118 used by a virtual machine.  Adding it read-write will almost certainly
119 cause disk corruption, but adding it read-only is safe.
120
121 You must add at least one disk image, and you may add multiple disk
122 images.  In the API, the disk images are usually referred to as
123 C</dev/sda> (for the first one you added), C</dev/sdb> (for the second
124 one you added), etc.
125
126 Once C<guestfs_launch> has been called you cannot add any more images.
127 You can call C<guestfs_list_devices> to get a list of the device
128 names, in the order that you added them.  See also L</BLOCK DEVICE
129 NAMING> below.
130
131 =head2 MOUNTING
132
133 Before you can read or write files, create directories and so on in a
134 disk image that contains filesystems, you have to mount those
135 filesystems using C<guestfs_mount>.  If you already know that a disk
136 image contains (for example) one partition with a filesystem on that
137 partition, then you can mount it directly:
138
139  guestfs_mount (handle, "/dev/sda1", "/");
140
141 where C</dev/sda1> means literally the first partition (C<1>) of the
142 first disk image that we added (C</dev/sda>).  If the disk contains
143 Linux LVM2 logical volumes you could refer to those instead (eg. C</dev/VG/LV>).
144
145 If you are given a disk image and you don't know what it contains then
146 you have to find out.  Libguestfs can do that too: use
147 C<guestfs_list_partitions> and C<guestfs_lvs> to list possible
148 partitions and LVs, and either try mounting each to see what is
149 mountable, or else examine them with C<guestfs_file>.  But you might
150 find it easier to look at higher level programs built on top of
151 libguestfs, in particular L<virt-inspector(1)>.
152
153 To mount a disk image read-only, use C<guestfs_mount_ro>.  There are
154 several other variations of the C<guestfs_mount_*> call.
155
156 =head2 FILESYSTEM ACCESS AND MODIFICATION
157
158 The majority of the libguestfs API consists of fairly low-level calls
159 for accessing and modifying the files, directories, symlinks etc on
160 mounted filesystems.  There are over a hundred such calls which you
161 can find listed in detail below in this man page, and we don't even
162 pretend to cover them all in this overview.
163
164 Specify filenames as full paths including the mount point.
165
166 For example, if you mounted a filesystem at C<"/"> and you want to
167 read the file called C<"etc/passwd"> then you could do:
168
169  char *data = guestfs_cat (handle, "/etc/passwd");
170
171 This would return C<data> as a newly allocated buffer containing the
172 full content of that file (with some conditions: see also
173 L</DOWNLOADING> below), or C<NULL> if there was an error.
174
175 As another example, to create a top-level directory on that filesystem
176 called C<"var"> you would do:
177
178  guestfs_mkdir (handle, "/var");
179
180 To create a symlink you could do:
181
182  guestfs_ln_s (handle, "/etc/init.d/portmap",
183                "/etc/rc3.d/S30portmap");
184
185 Libguestfs will reject attempts to use relative paths.  There is no
186 concept of a current working directory.  Libguestfs can return errors
187 in many situations: for example if the filesystem isn't writable, or
188 if a file or directory that you requested doesn't exist.  If you are
189 using the C API (documented here) you have to check for those error
190 conditions after each call.  (Other language bindings turn these
191 errors into exceptions).
192
193 File writes are affected by the per-handle umask, set by calling
194 C<guestfs_umask> and defaulting to 022.
195
196 =head2 PARTITIONING
197
198 Libguestfs contains API calls to read, create and modify partition
199 tables on disk images.
200
201 In the common case where you want to create a single partition
202 covering the whole disk, you should use the C<guestfs_part_disk>
203 call:
204
205  const char *parttype = "mbr";
206  if (disk_is_larger_than_2TB)
207    parttype = "gpt";
208  guestfs_part_disk (g, "/dev/sda", parttype);
209
210 Obviously this effectively wipes anything that was on that disk image
211 before.
212
213 In general MBR partitions are both unnecessarily complicated and
214 depend on archaic details, namely the Cylinder-Head-Sector (CHS)
215 geometry of the disk.  C<guestfs_sfdiskM> can be used to
216 create more complex arrangements where the relative sizes are
217 expressed in megabytes instead of cylinders, which is a small win.
218 C<guestfs_sfdiskM> will choose the nearest cylinder to approximate the
219 requested size.  There's a lot of crazy stuff to do with IDE and
220 virtio disks having different, incompatible CHS geometries, that you
221 probably don't want to know about.
222
223 My advice: make a single partition to cover the whole disk, then use
224 LVM on top.
225
226 =head2 LVM2
227
228 Libguestfs provides access to a large part of the LVM2 API, such as
229 C<guestfs_lvcreate> and C<guestfs_vgremove>.  It won't make much sense
230 unless you familiarize yourself with the concepts of physical volumes,
231 volume groups and logical volumes.
232
233 This author strongly recommends reading the LVM HOWTO, online at
234 L<http://tldp.org/HOWTO/LVM-HOWTO/>.
235
236 =head2 DOWNLOADING
237
238 Use C<guestfs_cat> to download small, text only files.  This call
239 is limited to files which are less than 2 MB and which cannot contain
240 any ASCII NUL (C<\0>) characters.  However it has a very simple
241 to use API.
242
243 C<guestfs_read_file> can be used to read files which contain
244 arbitrary 8 bit data, since it returns a (pointer, size) pair.
245 However it is still limited to "small" files, less than 2 MB.
246
247 C<guestfs_download> can be used to download any file, with no
248 limits on content or size (even files larger than 4 GB).
249
250 To download multiple files, see C<guestfs_tar_out> and
251 C<guestfs_tgz_out>.
252
253 =head2 UPLOADING
254
255 It's often the case that you want to write a file or files to the disk
256 image.
257
258 For small, single files, use C<guestfs_write_file>.  This call
259 currently contains a bug which limits the call to plain text files
260 (not containing ASCII NUL characters).
261
262 To upload a single file, use C<guestfs_upload>.  This call has no
263 limits on file content or size (even files larger than 4 GB).
264
265 To upload multiple files, see C<guestfs_tar_in> and C<guestfs_tgz_in>.
266
267 However the fastest way to upload I<large numbers of arbitrary files>
268 is to turn them into a squashfs or CD ISO (see L<mksquashfs(8)> and
269 L<mkisofs(8)>), then attach this using C<guestfs_add_drive_ro>.  If
270 you add the drive in a predictable way (eg. adding it last after all
271 other drives) then you can get the device name from
272 C<guestfs_list_devices> and mount it directly using
273 C<guestfs_mount_ro>.  Note that squashfs images are sometimes
274 non-portable between kernel versions, and they don't support labels or
275 UUIDs.  If you want to pre-build an image or you need to mount it
276 using a label or UUID, use an ISO image instead.
277
278 =head2 COPYING
279
280 There are various different commands for copying between files and
281 devices and in and out of the guest filesystem.  These are summarised
282 in the table below.
283
284 =over 4
285
286 =item B<file> to B<file>
287
288 Use L</guestfs_cp> to copy a single file, or
289 L</guestfs_cp_a> to copy directories recursively.
290
291 =item B<file or device> to B<file or device>
292
293 Use L</guestfs_dd> which efficiently uses L<dd(1)>
294 to copy between files and devices in the guest.
295
296 Example: duplicate the contents of an LV:
297
298  guestfs_dd (g, "/dev/VG/Original", "/dev/VG/Copy");
299
300 The destination (C</dev/VG/Copy>) must be at least as large as the
301 source (C</dev/VG/Original>).
302
303 =item B<file on the host> to B<file or device>
304
305 Use L</guestfs_upload>.  See L</UPLOADING> above.
306
307 =item B<file or device> to B<file on the host>
308
309 Use L</guestfs_download>.  See L</DOWNLOADING> above.
310
311 =back
312
313 =head2 LISTING FILES
314
315 C<guestfs_ll> is just designed for humans to read (mainly when using
316 the L<guestfish(1)>-equivalent command C<ll>).
317
318 C<guestfs_ls> is a quick way to get a list of files in a directory
319 from programs, as a flat list of strings.
320
321 C<guestfs_readdir> is a programmatic way to get a list of files in a
322 directory, plus additional information about each one.  It is more
323 equivalent to using the L<readdir(3)> call on a local filesystem.
324
325 C<guestfs_find> can be used to recursively list files.
326
327 =head2 RUNNING COMMANDS
328
329 Although libguestfs is a primarily an API for manipulating files
330 inside guest images, we also provide some limited facilities for
331 running commands inside guests.
332
333 There are many limitations to this:
334
335 =over 4
336
337 =item *
338
339 The kernel version that the command runs under will be different
340 from what it expects.
341
342 =item *
343
344 If the command needs to communicate with daemons, then most likely
345 they won't be running.
346
347 =item *
348
349 The command will be running in limited memory.
350
351 =item *
352
353 Only supports Linux guests (not Windows, BSD, etc).
354
355 =item *
356
357 Architecture limitations (eg. won't work for a PPC guest on
358 an X86 host).
359
360 =item *
361
362 For SELinux guests, you may need to enable SELinux and load policy
363 first.  See L</SELINUX> in this manpage.
364
365 =back
366
367 The two main API calls to run commands are C<guestfs_command> and
368 C<guestfs_sh> (there are also variations).
369
370 The difference is that C<guestfs_sh> runs commands using the shell, so
371 any shell globs, redirections, etc will work.
372
373 =head2 CONFIGURATION FILES
374
375 To read and write configuration files in Linux guest filesystems, we
376 strongly recommend using Augeas.  For example, Augeas understands how
377 to read and write, say, a Linux shadow password file or X.org
378 configuration file, and so avoids you having to write that code.
379
380 The main Augeas calls are bound through the C<guestfs_aug_*> APIs.  We
381 don't document Augeas itself here because there is excellent
382 documentation on the L<http://augeas.net/> website.
383
384 If you don't want to use Augeas (you fool!) then try calling
385 C<guestfs_read_lines> to get the file as a list of lines which
386 you can iterate over.
387
388 =head2 SELINUX
389
390 We support SELinux guests.  To ensure that labeling happens correctly
391 in SELinux guests, you need to enable SELinux and load the guest's
392 policy:
393
394 =over 4
395
396 =item 1.
397
398 Before launching, do:
399
400  guestfs_set_selinux (g, 1);
401
402 =item 2.
403
404 After mounting the guest's filesystem(s), load the policy.  This
405 is best done by running the L<load_policy(8)> command in the
406 guest itself:
407
408  guestfs_sh (g, "/usr/sbin/load_policy");
409
410 (Older versions of C<load_policy> require you to specify the
411 name of the policy file).
412
413 =item 3.
414
415 Optionally, set the security context for the API.  The correct
416 security context to use can only be known by inspecting the
417 guest.  As an example:
418
419  guestfs_setcon (g, "unconfined_u:unconfined_r:unconfined_t:s0");
420
421 =back
422
423 This will work for running commands and editing existing files.
424
425 When new files are created, you may need to label them explicitly,
426 for example by running the external command
427 C<restorecon pathname>.
428
429 =head2 SPECIAL CONSIDERATIONS FOR WINDOWS GUESTS
430
431 Libguestfs can mount NTFS partitions.  It does this using the
432 L<http://www.ntfs-3g.org/> driver.
433
434 DOS and Windows still use drive letters, and the filesystems are
435 always treated as case insensitive by Windows itself, and therefore
436 you might find a Windows configuration file referring to a path like
437 C<c:\windows\system32>.  When the filesystem is mounted in libguestfs,
438 that directory might be referred to as C</WINDOWS/System32>.
439
440 Drive letter mappings are outside the scope of libguestfs.  You have
441 to use libguestfs to read the appropriate Windows Registry and
442 configuration files, to determine yourself how drives are mapped (see
443 also L<virt-inspector(1)>).
444
445 Replacing backslash characters with forward slash characters is also
446 outside the scope of libguestfs, but something that you can easily do.
447
448 Where we can help is in resolving the case insensitivity of paths.
449 For this, call C<guestfs_case_sensitive_path>.
450
451 Libguestfs also provides some help for decoding Windows Registry
452 "hive" files, through the library C<libhivex> which is part of
453 libguestfs.  You have to locate and download the hive file(s)
454 yourself, and then pass them to C<libhivex> functions.  See also the
455 programs L<hivexml(1)>, L<hivexget(1)> and L<virt-win-reg(1)> for more
456 help on this issue.
457
458 =head2 USING LIBGUESTFS WITH OTHER PROGRAMMING LANGUAGES
459
460 Although we don't want to discourage you from using the C API, we will
461 mention here that the same API is also available in other languages.
462
463 The API is broadly identical in all supported languages.  This means
464 that the C call C<guestfs_mount(handle,path)> is
465 C<$handle-E<gt>mount($path)> in Perl, C<handle.mount(path)> in Python,
466 and C<Guestfs.mount handle path> in OCaml.  In other words, a
467 straightforward, predictable isomorphism between each language.
468
469 Error messages are automatically transformed
470 into exceptions if the language supports it.
471
472 We don't try to "object orientify" parts of the API in OO languages,
473 although contributors are welcome to write higher level APIs above
474 what we provide in their favourite languages if they wish.
475
476 =over 4
477
478 =item B<C++>
479
480 You can use the I<guestfs.h> header file from C++ programs.  The C++
481 API is identical to the C API.  C++ classes and exceptions are
482 not implemented.
483
484 =item B<C#>
485
486 The C# bindings are highly experimental.  Please read the warnings
487 at the top of C<csharp/Libguestfs.cs>.
488
489 =item B<Haskell>
490
491 This is the only language binding that working but incomplete.  Only
492 calls which return simple integers have been bound in Haskell, and we
493 are looking for help to complete this binding.
494
495 =item B<Java>
496
497 Full documentation is contained in the Javadoc which is distributed
498 with libguestfs.
499
500 =item B<OCaml>
501
502 For documentation see the file C<guestfs.mli>.
503
504 =item B<Perl>
505
506 For documentation see L<Sys::Guestfs(3)>.
507
508 =item B<Python>
509
510 For documentation do:
511
512  $ python
513  >>> import guestfs
514  >>> help (guestfs)
515
516 =item B<Ruby>
517
518 Use the Guestfs module.  There is no Ruby-specific documentation, but
519 you can find examples written in Ruby in the libguestfs source.
520
521 =item B<shell scripts>
522
523 For documentation see L<guestfish(1)>.
524
525 =back
526
527 =head2 LIBGUESTFS GOTCHAS
528
529 L<http://en.wikipedia.org/wiki/Gotcha_(programming)>: "A feature of a
530 system [...] that works in the way it is documented but is
531 counterintuitive and almost invites mistakes."
532
533 Since we developed libguestfs and the associated tools, there are
534 several things we would have designed differently, but are now stuck
535 with for backwards compatibility or other reasons.  If there is ever a
536 libguestfs 2.0 release, you can expect these to change.  Beware of
537 them.
538
539 =over 4
540
541 =item Autosync / forgetting to sync.
542
543 When modifying a filesystem from C or another language, you B<must>
544 unmount all filesystems and call L</guestfs_sync> explicitly before
545 you close the libguestfs handle.  You can also call:
546
547  guestfs_set_autosync (handle, 1);
548
549 to have the unmount/sync done automatically for you when the handle is
550 closed.  (This feature is called "autosync", L</guestfs_set_autosync>
551 q.v.)
552
553 If you forget to do this, then it is entirely possible that your
554 changes won't be written out, or will be partially written, or (very
555 rarely) that you'll get disk corruption.
556
557 Note that in L<guestfish(3)> I<autosync is the default>.  So quick and
558 dirty guestfish scripts that forget to sync will work just fine, which
559 can make this extra-puzzling if you are trying to debug a problem.
560
561 =item Mount option C<-o sync> should not be the default.
562
563 If you use C<guestfs_mount>, then C<-o sync,noatime> are added
564 implicitly.  However C<-o sync> does not add any reliability benefit,
565 but does have a very large performance impact.
566
567 The work around is to use C<guestfs_mount_options> and set the mount
568 options that you actually want to use.
569
570 =item Read-only should be the default.
571
572 In L<guestfish(3)>, I<--ro> should be the default, and you should
573 have to specify I<--rw> if you want to make changes to the image.
574
575 This would reduce the potential to corrupt live VM images.
576
577 Note that many filesystems change the disk when you just mount and
578 unmount, even if you didn't perform any writes.  You need to use
579 C<guestfs_add_drive_ro> to guarantee that the disk is not changed.
580
581 =item guestfish command line is hard to use.
582
583 C<guestfish disk.img> doesn't do what people expect (open C<disk.img>
584 for examination).  It tries to run a guestfish command C<disk.img>
585 which doesn't exist, so it fails, and it fails with a strange and
586 unintuitive error message.  Like the Bourne shell, we should have used
587 C<guestfish -c command> to run commands.
588
589 =back
590
591 =head1 CONNECTION MANAGEMENT
592
593 =head2 guestfs_h *
594
595 C<guestfs_h> is the opaque type representing a connection handle.
596 Create a handle by calling C<guestfs_create>.  Call C<guestfs_close>
597 to free the handle and release all resources used.
598
599 For information on using multiple handles and threads, see the section
600 L</MULTIPLE HANDLES AND MULTIPLE THREADS> below.
601
602 =head2 guestfs_create
603
604  guestfs_h *guestfs_create (void);
605
606 Create a connection handle.
607
608 You have to call C<guestfs_add_drive> on the handle at least once.
609
610 This function returns a non-NULL pointer to a handle on success or
611 NULL on error.
612
613 After configuring the handle, you have to call C<guestfs_launch>.
614
615 You may also want to configure error handling for the handle.  See
616 L</ERROR HANDLING> section below.
617
618 =head2 guestfs_close
619
620  void guestfs_close (guestfs_h *handle);
621
622 This closes the connection handle and frees up all resources used.
623
624 =head1 ERROR HANDLING
625
626 The convention in all functions that return C<int> is that they return
627 C<-1> to indicate an error.  You can get additional information on
628 errors by calling C<guestfs_last_error> and/or by setting up an error
629 handler with C<guestfs_set_error_handler>.
630
631 The default error handler prints the information string to C<stderr>.
632
633 Out of memory errors are handled differently.  The default action is
634 to call L<abort(3)>.  If this is undesirable, then you can set a
635 handler using C<guestfs_set_out_of_memory_handler>.
636
637 =head2 guestfs_last_error
638
639  const char *guestfs_last_error (guestfs_h *handle);
640
641 This returns the last error message that happened on C<handle>.  If
642 there has not been an error since the handle was created, then this
643 returns C<NULL>.
644
645 The lifetime of the returned string is until the next error occurs, or
646 C<guestfs_close> is called.
647
648 The error string is not localized (ie. is always in English), because
649 this makes searching for error messages in search engines give the
650 largest number of results.
651
652 =head2 guestfs_set_error_handler
653
654  typedef void (*guestfs_error_handler_cb) (guestfs_h *handle,
655                                            void *data,
656                                            const char *msg);
657  void guestfs_set_error_handler (guestfs_h *handle,
658                                  guestfs_error_handler_cb cb,
659                                  void *data);
660
661 The callback C<cb> will be called if there is an error.  The
662 parameters passed to the callback are an opaque data pointer and the
663 error message string.
664
665 Note that the message string C<msg> is freed as soon as the callback
666 function returns, so if you want to stash it somewhere you must make
667 your own copy.
668
669 The default handler prints messages on C<stderr>.
670
671 If you set C<cb> to C<NULL> then I<no> handler is called.
672
673 =head2 guestfs_get_error_handler
674
675  guestfs_error_handler_cb guestfs_get_error_handler (guestfs_h *handle,
676                                                      void **data_rtn);
677
678 Returns the current error handler callback.
679
680 =head2 guestfs_set_out_of_memory_handler
681
682  typedef void (*guestfs_abort_cb) (void);
683  int guestfs_set_out_of_memory_handler (guestfs_h *handle,
684                                         guestfs_abort_cb);
685
686 The callback C<cb> will be called if there is an out of memory
687 situation.  I<Note this callback must not return>.
688
689 The default is to call L<abort(3)>.
690
691 You cannot set C<cb> to C<NULL>.  You can't ignore out of memory
692 situations.
693
694 =head2 guestfs_get_out_of_memory_handler
695
696  guestfs_abort_fn guestfs_get_out_of_memory_handler (guestfs_h *handle);
697
698 This returns the current out of memory handler.
699
700 =head1 PATH
701
702 Libguestfs needs a kernel and initrd.img, which it finds by looking
703 along an internal path.
704
705 By default it looks for these in the directory C<$libdir/guestfs>
706 (eg. C</usr/local/lib/guestfs> or C</usr/lib64/guestfs>).
707
708 Use C<guestfs_set_path> or set the environment variable
709 C<LIBGUESTFS_PATH> to change the directories that libguestfs will
710 search in.  The value is a colon-separated list of paths.  The current
711 directory is I<not> searched unless the path contains an empty element
712 or C<.>.  For example C<LIBGUESTFS_PATH=:/usr/lib/guestfs> would
713 search the current directory and then C</usr/lib/guestfs>.
714
715 =head1 HIGH-LEVEL API ACTIONS
716
717 =head2 ABI GUARANTEE
718
719 We guarantee the libguestfs ABI (binary interface), for public,
720 high-level actions as outlined in this section.  Although we will
721 deprecate some actions, for example if they get replaced by newer
722 calls, we will keep the old actions forever.  This allows you the
723 developer to program in confidence against libguestfs.
724
725 @ACTIONS@
726
727 =head1 STRUCTURES
728
729 @STRUCTS@
730
731 =head1 AVAILABILITY
732
733 =head2 GROUPS OF FUNCTIONALITY IN THE APPLIANCE
734
735 Using L</guestfs_available> you can test availability of
736 the following groups of functions.  This test queries the
737 appliance to see if the appliance you are currently using
738 supports the functionality.
739
740 @AVAILABILITY@
741
742 =head2 SINGLE CALLS AT COMPILE TIME
743
744 If you need to test whether a single libguestfs function is
745 available at compile time, we recommend using build tools
746 such as autoconf or cmake.  For example in autotools you could
747 use:
748
749  AC_CHECK_LIB([guestfs],[guestfs_create])
750  AC_CHECK_FUNCS([guestfs_dd])
751
752 which would result in C<HAVE_GUESTFS_DD> being either defined
753 or not defined in your program.
754
755 =head2 SINGLE CALLS AT RUN TIME
756
757 Testing at compile time doesn't guarantee that a function really
758 exists in the library.  The reason is that you might be dynamically
759 linked against a previous I<libguestfs.so> (dynamic library)
760 which doesn't have the call.  This situation unfortunately results
761 in a segmentation fault, which is a shortcoming of the C dynamic
762 linking system itself.
763
764 You can use L<dlopen(3)> to test if a function is available
765 at run time, as in this example program (note that you still
766 need the compile time check as well):
767
768  #include <config.h>
769  
770  #include <stdio.h>
771  #include <stdlib.h>
772  #include <unistd.h>
773  #include <dlfcn.h>
774  #include <guestfs.h>
775  
776  main ()
777  {
778  #ifdef HAVE_GUESTFS_DD
779    void *dl;
780    int has_function;
781  
782    /* Test if the function guestfs_dd is really available. */
783    dl = dlopen (NULL, RTLD_LAZY);
784    if (!dl) {
785      fprintf (stderr, "dlopen: %s\n", dlerror ());
786      exit (1);
787    }
788    has_function = dlsym (dl, "guestfs_dd") != NULL;
789    dlclose (dl);
790  
791    if (!has_function)
792      printf ("this libguestfs.so does NOT have guestfs_dd function\n");
793    else {
794      printf ("this libguestfs.so has guestfs_dd function\n");
795      /* Now it's safe to call
796      guestfs_dd (g, "foo", "bar");
797      */
798    }
799  #else
800    printf ("guestfs_dd function was not found at compile time\n");
801  #endif
802   }
803
804 You may think the above is an awful lot of hassle, and it is.
805 There are other ways outside of the C linking system to ensure
806 that this kind of incompatibility never arises, such as using
807 package versioning:
808
809  Requires: libguestfs >= 1.0.80
810
811 =begin html
812
813 <!-- old anchor for the next section -->
814 <a name="state_machine_and_low_level_event_api"/>
815
816 =end html
817
818 =head1 ARCHITECTURE
819
820 Internally, libguestfs is implemented by running an appliance (a
821 special type of small virtual machine) using L<qemu(1)>.  Qemu runs as
822 a child process of the main program.
823
824   ___________________
825  /                   \
826  | main program      |
827  |                   |
828  |                   |           child process / appliance
829  |                   |           __________________________
830  |                   |          / qemu                     \
831  +-------------------+   RPC    |      +-----------------+ |
832  | libguestfs     <--------------------> guestfsd        | |
833  |                   |          |      +-----------------+ |
834  \___________________/          |      | Linux kernel    | |
835                                 |      +--^--------------+ |
836                                 \_________|________________/
837                                           |
838                                    _______v______
839                                   /              \
840                                   | Device or    |
841                                   | disk image   |
842                                   \______________/
843
844 The library, linked to the main program, creates the child process and
845 hence the appliance in the L</guestfs_launch> function.
846
847 Inside the appliance is a Linux kernel and a complete stack of
848 userspace tools (such as LVM and ext2 programs) and a small
849 controlling daemon called C<guestfsd>.  The library talks to
850 C<guestfsd> using remote procedure calls (RPC).  There is a mostly
851 one-to-one correspondence between libguestfs API calls and RPC calls
852 to the daemon.  Lastly the disk image(s) are attached to the qemu
853 process which translates device access by the appliance's Linux kernel
854 into accesses to the image.
855
856 A common misunderstanding is that the appliance "is" the virtual
857 machine.  Although the disk image you are attached to might also be
858 used by some virtual machine, libguestfs doesn't know or care about
859 this.  (But you will care if both libguestfs's qemu process and your
860 virtual machine are trying to update the disk image at the same time,
861 since these usually results in massive disk corruption).
862
863 =head1 STATE MACHINE
864
865 libguestfs uses a state machine to model the child process:
866
867                          |
868                     guestfs_create
869                          |
870                          |
871                      ____V_____
872                     /          \
873                     |  CONFIG  |
874                     \__________/
875                      ^ ^   ^  \
876                     /  |    \  \ guestfs_launch
877                    /   |    _\__V______
878                   /    |   /           \
879                  /     |   | LAUNCHING |
880                 /      |   \___________/
881                /       |       /
882               /        |  guestfs_launch
883              /         |     /
884     ______  /        __|____V
885    /      \ ------> /        \
886    | BUSY |         | READY  |
887    \______/ <------ \________/
888
889 The normal transitions are (1) CONFIG (when the handle is created, but
890 there is no child process), (2) LAUNCHING (when the child process is
891 booting up), (3) alternating between READY and BUSY as commands are
892 issued to, and carried out by, the child process.
893
894 The guest may be killed by C<guestfs_kill_subprocess>, or may die
895 asynchronously at any time (eg. due to some internal error), and that
896 causes the state to transition back to CONFIG.
897
898 Configuration commands for qemu such as C<guestfs_add_drive> can only
899 be issued when in the CONFIG state.
900
901 The high-level API offers two calls that go from CONFIG through
902 LAUNCHING to READY.  C<guestfs_launch> blocks until the child process
903 is READY to accept commands (or until some failure or timeout).
904 C<guestfs_launch> internally moves the state from CONFIG to LAUNCHING
905 while it is running.
906
907 High-level API actions such as C<guestfs_mount> can only be issued
908 when in the READY state.  These high-level API calls block waiting for
909 the command to be carried out (ie. the state to transition to BUSY and
910 then back to READY).  But using the low-level event API, you get
911 non-blocking versions.  (But you can still only carry out one
912 operation per handle at a time - that is a limitation of the
913 communications protocol we use).
914
915 Finally, the child process sends asynchronous messages back to the
916 main program, such as kernel log messages.  Mostly these are ignored
917 by the high-level API, but using the low-level event API you can
918 register to receive these messages.
919
920 =head2 SETTING CALLBACKS TO HANDLE EVENTS
921
922 The child process generates events in some situations.  Current events
923 include: receiving a log message, the child process exits.
924
925 Use the C<guestfs_set_*_callback> functions to set a callback for
926 different types of events.
927
928 Only I<one callback of each type> can be registered for each handle.
929 Calling C<guestfs_set_*_callback> again overwrites the previous
930 callback of that type.  Cancel all callbacks of this type by calling
931 this function with C<cb> set to C<NULL>.
932
933 =head2 guestfs_set_log_message_callback
934
935  typedef void (*guestfs_log_message_cb) (guestfs_h *g, void *opaque,
936                                          char *buf, int len);
937  void guestfs_set_log_message_callback (guestfs_h *handle,
938                                         guestfs_log_message_cb cb,
939                                         void *opaque);
940
941 The callback function C<cb> will be called whenever qemu or the guest
942 writes anything to the console.
943
944 Use this function to capture kernel messages and similar.
945
946 Normally there is no log message handler, and log messages are just
947 discarded.
948
949 =head2 guestfs_set_subprocess_quit_callback
950
951  typedef void (*guestfs_subprocess_quit_cb) (guestfs_h *g, void *opaque);
952  void guestfs_set_subprocess_quit_callback (guestfs_h *handle,
953                                             guestfs_subprocess_quit_cb cb,
954                                             void *opaque);
955
956 The callback function C<cb> will be called when the child process
957 quits, either asynchronously or if killed by
958 C<guestfs_kill_subprocess>.  (This corresponds to a transition from
959 any state to the CONFIG state).
960
961 =head2 guestfs_set_launch_done_callback
962
963  typedef void (*guestfs_launch_done_cb) (guestfs_h *g, void *opaque);
964  void guestfs_set_launch_done_callback (guestfs_h *handle,
965                                         guestfs_ready_cb cb,
966                                         void *opaque);
967
968 The callback function C<cb> will be called when the child process
969 becomes ready first time after it has been launched.  (This
970 corresponds to a transition from LAUNCHING to the READY state).
971
972 =head1 BLOCK DEVICE NAMING
973
974 In the kernel there is now quite a profusion of schemata for naming
975 block devices (in this context, by I<block device> I mean a physical
976 or virtual hard drive).  The original Linux IDE driver used names
977 starting with C</dev/hd*>.  SCSI devices have historically used a
978 different naming scheme, C</dev/sd*>.  When the Linux kernel I<libata>
979 driver became a popular replacement for the old IDE driver
980 (particularly for SATA devices) those devices also used the
981 C</dev/sd*> scheme.  Additionally we now have virtual machines with
982 paravirtualized drivers.  This has created several different naming
983 systems, such as C</dev/vd*> for virtio disks and C</dev/xvd*> for Xen
984 PV disks.
985
986 As discussed above, libguestfs uses a qemu appliance running an
987 embedded Linux kernel to access block devices.  We can run a variety
988 of appliances based on a variety of Linux kernels.
989
990 This causes a problem for libguestfs because many API calls use device
991 or partition names.  Working scripts and the recipe (example) scripts
992 that we make available over the internet could fail if the naming
993 scheme changes.
994
995 Therefore libguestfs defines C</dev/sd*> as the I<standard naming
996 scheme>.  Internally C</dev/sd*> names are translated, if necessary,
997 to other names as required.  For example, under RHEL 5 which uses the
998 C</dev/hd*> scheme, any device parameter C</dev/sda2> is translated to
999 C</dev/hda2> transparently.
1000
1001 Note that this I<only> applies to parameters.  The
1002 C<guestfs_list_devices>, C<guestfs_list_partitions> and similar calls
1003 return the true names of the devices and partitions as known to the
1004 appliance.
1005
1006 =head2 ALGORITHM FOR BLOCK DEVICE NAME TRANSLATION
1007
1008 Usually this translation is transparent.  However in some (very rare)
1009 cases you may need to know the exact algorithm.  Such cases include
1010 where you use C<guestfs_config> to add a mixture of virtio and IDE
1011 devices to the qemu-based appliance, so have a mixture of C</dev/sd*>
1012 and C</dev/vd*> devices.
1013
1014 The algorithm is applied only to I<parameters> which are known to be
1015 either device or partition names.  Return values from functions such
1016 as C<guestfs_list_devices> are never changed.
1017
1018 =over 4
1019
1020 =item *
1021
1022 Is the string a parameter which is a device or partition name?
1023
1024 =item *
1025
1026 Does the string begin with C</dev/sd>?
1027
1028 =item *
1029
1030 Does the named device exist?  If so, we use that device.
1031 However if I<not> then we continue with this algorithm.
1032
1033 =item *
1034
1035 Replace initial C</dev/sd> string with C</dev/hd>.
1036
1037 For example, change C</dev/sda2> to C</dev/hda2>.
1038
1039 If that named device exists, use it.  If not, continue.
1040
1041 =item *
1042
1043 Replace initial C</dev/sd> string with C</dev/vd>.
1044
1045 If that named device exists, use it.  If not, return an error.
1046
1047 =back
1048
1049 =head2 PORTABILITY CONCERNS
1050
1051 Although the standard naming scheme and automatic translation is
1052 useful for simple programs and guestfish scripts, for larger programs
1053 it is best not to rely on this mechanism.
1054
1055 Where possible for maximum future portability programs using
1056 libguestfs should use these future-proof techniques:
1057
1058 =over 4
1059
1060 =item *
1061
1062 Use C<guestfs_list_devices> or C<guestfs_list_partitions> to list
1063 actual device names, and then use those names directly.
1064
1065 Since those device names exist by definition, they will never be
1066 translated.
1067
1068 =item *
1069
1070 Use higher level ways to identify filesystems, such as LVM names,
1071 UUIDs and filesystem labels.
1072
1073 =back
1074
1075 =head1 INTERNALS
1076
1077 =head2 COMMUNICATION PROTOCOL
1078
1079 Don't rely on using this protocol directly.  This section documents
1080 how it currently works, but it may change at any time.
1081
1082 The protocol used to talk between the library and the daemon running
1083 inside the qemu virtual machine is a simple RPC mechanism built on top
1084 of XDR (RFC 1014, RFC 1832, RFC 4506).
1085
1086 The detailed format of structures is in C<src/guestfs_protocol.x>
1087 (note: this file is automatically generated).
1088
1089 There are two broad cases, ordinary functions that don't have any
1090 C<FileIn> and C<FileOut> parameters, which are handled with very
1091 simple request/reply messages.  Then there are functions that have any
1092 C<FileIn> or C<FileOut> parameters, which use the same request and
1093 reply messages, but they may also be followed by files sent using a
1094 chunked encoding.
1095
1096 =head3 ORDINARY FUNCTIONS (NO FILEIN/FILEOUT PARAMS)
1097
1098 For ordinary functions, the request message is:
1099
1100  total length (header + arguments,
1101       but not including the length word itself)
1102  struct guestfs_message_header (encoded as XDR)
1103  struct guestfs_<foo>_args (encoded as XDR)
1104
1105 The total length field allows the daemon to allocate a fixed size
1106 buffer into which it slurps the rest of the message.  As a result, the
1107 total length is limited to C<GUESTFS_MESSAGE_MAX> bytes (currently
1108 4MB), which means the effective size of any request is limited to
1109 somewhere under this size.
1110
1111 Note also that many functions don't take any arguments, in which case
1112 the C<guestfs_I<foo>_args> is completely omitted.
1113
1114 The header contains the procedure number (C<guestfs_proc>) which is
1115 how the receiver knows what type of args structure to expect, or none
1116 at all.
1117
1118 The reply message for ordinary functions is:
1119
1120  total length (header + ret,
1121       but not including the length word itself)
1122  struct guestfs_message_header (encoded as XDR)
1123  struct guestfs_<foo>_ret (encoded as XDR)
1124
1125 As above the C<guestfs_I<foo>_ret> structure may be completely omitted
1126 for functions that return no formal return values.
1127
1128 As above the total length of the reply is limited to
1129 C<GUESTFS_MESSAGE_MAX>.
1130
1131 In the case of an error, a flag is set in the header, and the reply
1132 message is slightly changed:
1133
1134  total length (header + error,
1135       but not including the length word itself)
1136  struct guestfs_message_header (encoded as XDR)
1137  struct guestfs_message_error (encoded as XDR)
1138
1139 The C<guestfs_message_error> structure contains the error message as a
1140 string.
1141
1142 =head3 FUNCTIONS THAT HAVE FILEIN PARAMETERS
1143
1144 A C<FileIn> parameter indicates that we transfer a file I<into> the
1145 guest.  The normal request message is sent (see above).  However this
1146 is followed by a sequence of file chunks.
1147
1148  total length (header + arguments,
1149       but not including the length word itself,
1150       and not including the chunks)
1151  struct guestfs_message_header (encoded as XDR)
1152  struct guestfs_<foo>_args (encoded as XDR)
1153  sequence of chunks for FileIn param #0
1154  sequence of chunks for FileIn param #1 etc.
1155
1156 The "sequence of chunks" is:
1157
1158  length of chunk (not including length word itself)
1159  struct guestfs_chunk (encoded as XDR)
1160  length of chunk
1161  struct guestfs_chunk (encoded as XDR)
1162    ...
1163  length of chunk
1164  struct guestfs_chunk (with data.data_len == 0)
1165
1166 The final chunk has the C<data_len> field set to zero.  Additionally a
1167 flag is set in the final chunk to indicate either successful
1168 completion or early cancellation.
1169
1170 At time of writing there are no functions that have more than one
1171 FileIn parameter.  However this is (theoretically) supported, by
1172 sending the sequence of chunks for each FileIn parameter one after
1173 another (from left to right).
1174
1175 Both the library (sender) I<and> the daemon (receiver) may cancel the
1176 transfer.  The library does this by sending a chunk with a special
1177 flag set to indicate cancellation.  When the daemon sees this, it
1178 cancels the whole RPC, does I<not> send any reply, and goes back to
1179 reading the next request.
1180
1181 The daemon may also cancel.  It does this by writing a special word
1182 C<GUESTFS_CANCEL_FLAG> to the socket.  The library listens for this
1183 during the transfer, and if it gets it, it will cancel the transfer
1184 (it sends a cancel chunk).  The special word is chosen so that even if
1185 cancellation happens right at the end of the transfer (after the
1186 library has finished writing and has started listening for the reply),
1187 the "spurious" cancel flag will not be confused with the reply
1188 message.
1189
1190 This protocol allows the transfer of arbitrary sized files (no 32 bit
1191 limit), and also files where the size is not known in advance
1192 (eg. from pipes or sockets).  However the chunks are rather small
1193 (C<GUESTFS_MAX_CHUNK_SIZE>), so that neither the library nor the
1194 daemon need to keep much in memory.
1195
1196 =head3 FUNCTIONS THAT HAVE FILEOUT PARAMETERS
1197
1198 The protocol for FileOut parameters is exactly the same as for FileIn
1199 parameters, but with the roles of daemon and library reversed.
1200
1201  total length (header + ret,
1202       but not including the length word itself,
1203       and not including the chunks)
1204  struct guestfs_message_header (encoded as XDR)
1205  struct guestfs_<foo>_ret (encoded as XDR)
1206  sequence of chunks for FileOut param #0
1207  sequence of chunks for FileOut param #1 etc.
1208
1209 =head3 INITIAL MESSAGE
1210
1211 Because the underlying channel (QEmu -net channel) doesn't have any
1212 sort of connection control, when the daemon launches it sends an
1213 initial word (C<GUESTFS_LAUNCH_FLAG>) which indicates that the guest
1214 and daemon is alive.  This is what C<guestfs_launch> waits for.
1215
1216 =head1 MULTIPLE HANDLES AND MULTIPLE THREADS
1217
1218 All high-level libguestfs actions are synchronous.  If you want
1219 to use libguestfs asynchronously then you must create a thread.
1220
1221 Only use the handle from a single thread.  Either use the handle
1222 exclusively from one thread, or provide your own mutex so that two
1223 threads cannot issue calls on the same handle at the same time.
1224
1225 =head1 QEMU WRAPPERS
1226
1227 If you want to compile your own qemu, run qemu from a non-standard
1228 location, or pass extra arguments to qemu, then you can write a
1229 shell-script wrapper around qemu.
1230
1231 There is one important rule to remember: you I<must C<exec qemu>> as
1232 the last command in the shell script (so that qemu replaces the shell
1233 and becomes the direct child of the libguestfs-using program).  If you
1234 don't do this, then the qemu process won't be cleaned up correctly.
1235
1236 Here is an example of a wrapper, where I have built my own copy of
1237 qemu from source:
1238
1239  #!/bin/sh -
1240  qemudir=/home/rjones/d/qemu
1241  exec $qemudir/x86_64-softmmu/qemu-system-x86_64 -L $qemudir/pc-bios "$@"
1242
1243 Save this script as C</tmp/qemu.wrapper> (or wherever), C<chmod +x>,
1244 and then use it by setting the LIBGUESTFS_QEMU environment variable.
1245 For example:
1246
1247  LIBGUESTFS_QEMU=/tmp/qemu.wrapper guestfish
1248
1249 Note that libguestfs also calls qemu with the -help and -version
1250 options in order to determine features.
1251
1252 =head1 ENVIRONMENT VARIABLES
1253
1254 =over 4
1255
1256 =item LIBGUESTFS_APPEND
1257
1258 Pass additional options to the guest kernel.
1259
1260 =item LIBGUESTFS_DEBUG
1261
1262 Set C<LIBGUESTFS_DEBUG=1> to enable verbose messages.  This
1263 has the same effect as calling C<guestfs_set_verbose (handle, 1)>.
1264
1265 =item LIBGUESTFS_MEMSIZE
1266
1267 Set the memory allocated to the qemu process, in megabytes.  For
1268 example:
1269
1270  LIBGUESTFS_MEMSIZE=700
1271
1272 =item LIBGUESTFS_PATH
1273
1274 Set the path that libguestfs uses to search for kernel and initrd.img.
1275 See the discussion of paths in section PATH above.
1276
1277 =item LIBGUESTFS_QEMU
1278
1279 Set the default qemu binary that libguestfs uses.  If not set, then
1280 the qemu which was found at compile time by the configure script is
1281 used.
1282
1283 See also L</QEMU WRAPPERS> above.
1284
1285 =item LIBGUESTFS_TRACE
1286
1287 Set C<LIBGUESTFS_TRACE=1> to enable command traces.  This
1288 has the same effect as calling C<guestfs_set_trace (handle, 1)>.
1289
1290 =item TMPDIR
1291
1292 Location of temporary directory, defaults to C</tmp>.
1293
1294 If libguestfs was compiled to use the supermin appliance then each
1295 handle will require rather a large amount of space in this directory
1296 for short periods of time (~ 80 MB).  You can use C<$TMPDIR> to
1297 configure another directory to use in case C</tmp> is not large
1298 enough.
1299
1300 =back
1301
1302 =head1 SEE ALSO
1303
1304 L<guestfish(1)>,
1305 L<qemu(1)>,
1306 L<febootstrap(1)>,
1307 L<http://libguestfs.org/>.
1308
1309 Tools with a similar purpose:
1310 L<fdisk(8)>,
1311 L<parted(8)>,
1312 L<kpartx(8)>,
1313 L<lvm(8)>,
1314 L<disktype(1)>.
1315
1316 =head1 BUGS
1317
1318 To get a list of bugs against libguestfs use this link:
1319
1320 L<https://bugzilla.redhat.com/buglist.cgi?component=libguestfs&product=Virtualization+Tools>
1321
1322 To report a new bug against libguestfs use this link:
1323
1324 L<https://bugzilla.redhat.com/enter_bug.cgi?component=libguestfs&product=Virtualization+Tools>
1325
1326 When reporting a bug, please check:
1327
1328 =over 4
1329
1330 =item *
1331
1332 That the bug hasn't been reported already.
1333
1334 =item *
1335
1336 That you are testing a recent version.
1337
1338 =item *
1339
1340 Describe the bug accurately, and give a way to reproduce it.
1341
1342 =item *
1343
1344 Run libguestfs-test-tool and paste the B<complete, unedited>
1345 output into the bug report.
1346
1347 =back
1348
1349 =head1 AUTHORS
1350
1351 Richard W.M. Jones (C<rjones at redhat dot com>)
1352
1353 =head1 COPYRIGHT
1354
1355 Copyright (C) 2009 Red Hat Inc.
1356 L<http://libguestfs.org/>
1357
1358 This library is free software; you can redistribute it and/or
1359 modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
1360 License as published by the Free Software Foundation; either
1361 version 2 of the License, or (at your option) any later version.
1362
1363 This library is distributed in the hope that it will be useful,
1364 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
1365 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
1366 Lesser General Public License for more details.
1367
1368 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
1369 License along with this library; if not, write to the Free Software
1370 Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA