记录与重放

记录/重放用于确定性地复现 QEMU 执行。记录阶段保存非确定事件日志，以后可在任意位置无限次重放。也支持检查点，以更快回退到指定时刻。重放读取日志，复现外部输入、硬件时钟和中断等全部非确定事件。

功能包括：

确定性重放整个系统，包括全部内存、设备状态、时钟和虚拟机屏幕。

保存日志，供不同机器多次重放。

支持 i386、x86_64、Arm、AArch64、RISC-V、MIPS、MIPS64、S390X、Alpha、 PowerPC、PowerPC64、M68000、Microblaze、OpenRISC、SPARC 和 Xtensa。

确定性重放键鼠、串口和网络的全部操作。

使用方法：

先记录：
qemu-system-x86_64 \
-icount shift=auto,rr=record,rrfile=replay.bin \
-drive file=disk.qcow2,if=none,snapshot,id=img-direct \
-drive driver=blkreplay,if=none,image=img-direct,id=img-blkreplay \
-device ide-hd,drive=img-blkreplay \
-netdev user,id=net1 -device rtl8139,netdev=net1 \
-object filter-replay,id=replay,netdev=net1
再重放：
qemu-system-x86_64 \
-icount shift=auto,rr=replay,rrfile=replay.bin \
-drive file=disk.qcow2,if=none,snapshot,id=img-direct \
-drive driver=blkreplay,if=none,image=img-direct,id=img-blkreplay \
-device ide-hd,drive=img-blkreplay \
-netdev user,id=net1 -device rtl8139,netdev=net1 \
-object filter-replay,id=replay,netdev=net1
唯一区别是 rr 从 record 改为 replay。
记录模式不实际修改磁盘，变更写入临时覆盖层。每个块设备都应使用 blkreplay 驱动，见块设备。

不用网络时指定 -net none，因为 QEMU 默认添加网卡；需要网络时必须显式配置重放过滤器，见网络设备。

启用音频或串口设备后，其交互自动记录和重放。

核心原理

系统保存并重放非确定事件，例如键盘输入，同时模拟确定事件，例如读取磁盘或虚拟机内存。只保存非确定事件，可以缩小日志并提高速度。

日志记录键鼠输入、网络包、音频输入、串口输入和硬件时钟。时钟值来自主机，因此也非确定。模拟硬件输入、客户机内存、软件中断和指令执行不写入日志，因为它们可从初始状态确定性模拟。

指令计数

必须运行于 icount 模式。它原本用于在没有外部输入时实现确定执行。记录/重放通过 -icount 启用，使与用户或网络交互的机器也能确定执行。

块设备

模块在块驱动栈顶层拦截 bdrv 协程调用。配置如下：

-drive file=disk.qcow2,if=none,snapshot,id=img-direct
-drive driver=blkreplay,if=none,image=img-direct,id=img-blkreplay
-device ide-hd,drive=img-blkreplay

blkreplay 应放在镜像与虚拟磁盘控制器之间，使所有磁盘请求都能记录和重放。

快照

重放期间可创建快照，之后恢复所需状态。每个状态都关联重放场景中的时间点，恢复后从该位置继续。

可通过 icount 的 rrsnapshot 指定默认起始快照：

-icount shift=auto,rr=record,rrfile=replay.bin,rrsnapshot=snapshot_name

记录开始时创建，重放开始时恢复，也可在重放途中加载以回退。

移除磁盘的 snapshot 标志，才能将快照保存到指定覆盖层或原镜像，而非临时层。

-drive file=disk.ovl,if=none,id=img-direct
-drive driver=blkreplay,if=none,image=img-direct,id=img-blkreplay
-device ide-hd,drive=img-blkreplay

监视器 savevm <name> 创建额外快照，loadvm <name> 恢复。为保护原镜像，应使用链接到原镜像的覆盖层，所有新快照包括起始快照都存于其中。

无磁盘虚拟机需要添加一个“孤立”qcow2，专门保存快照，例如：

qemu-system-x86_64 \
  -icount shift=auto,rr=replay,rrfile=record.bin,rrsnapshot=init \
  -net none -drive file=empty.qcow2,if=none,id=rr

empty.qcow2 不连接任何虚拟块设备，只用于保存虚拟机快照。

网络设备

通过网络过滤器记录和重放，每个后端必须有独立实例：

-netdev user,id=net1 -device rtl8139,netdev=net1
-object filter-replay,id=replay,netdev=net1

记录时把所有外部传入包写入日志；重放时从日志注入网卡，并禁用与网络后端的全部交互。

音频设备

音频自动记录和重放，两次命令行必须指定完全相同的音频硬件，例如：

-audio pa,model=ac97

串口

串口输入自动记录和重放，端口数量必须相同，但后端可以不同。例如记录用 -serial stdio，重放用 -serial null。

反向调试

反向调试允许逆向“执行”。GDB 远程协议支持反向单步和反向继续，前者回到上一条指令，后者寻找过去最近的断点。

记录日志可实现反向调试。QEMU 并不真正倒序执行，而是加载快照，再向前重放到所需位置或断点。

支持以下 GDB 命令：

reverse-stepi（rsi）：后退一条指令

reverse-continue（rc）：寻找过去最近的断点

反向单步加载最近快照，并重放到所需指令。

反向继续可能多次检查快照之间的执行，每轮流程为：

加载快照

重放并检查断点

若遇到断点或观察点

再次加载快照

重放到所需断点

否则

选择更早快照，从第一步继续

因此至少需要一个快照。可移除块设备 snapshot 选项，并在记录和重放命令都加入 rrsnapshot。详情见快照。

未使用 rrsnapshot 时，会在临时覆盖层创建 start_debugging 快照，允许反向调试，但快照仅在当前会话内存在。