qemu虚拟机的实时时钟从哪里来

最新推荐文章于 2025-04-01 11:44:35 发布

jongwu3

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分类专栏：虚拟化

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本文深入探讨了虚拟机中实时钟（RTC）的模拟过程，特别是在QEMU-KVM环境下如何通过模拟RTC设备来记录虚拟机启动时间。文章详细介绍了rtc_realizefn函数如何初始化RTC设备，rtc_set_date_from_host函数如何从宿主机获取时间并写入设备数据结构，以及memory_region_init_io如何为RTC设备分配内存。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

对于物理机而言时间是实时时钟（rtc)+启动后时间（boot up time）的和。rtc一般是存在于cmos存储中，它是一个类似于flash的东西，掉电不失，可读写的存储空。rtc存储在里面，每次机器启动的时候读一次就知道机器刚刚启动时的时间了。

对于虚机要想知道启动时的时间就需要vmm提供类似于rtc的东西。也就是模拟rtc设备。对于qemu-kvm虚拟机，如果使用legacy模式，qemu就负责模拟rtc。不过新的替代方案是kvm-clock，这一篇我们只讲使用rtc模式的情况。

qemu模拟rtc是非常容易的事情，只需创建一个rtc的数据结构，再给它一块内存用来读写，初始时间就从主机上获取。看代码：

static void rtc_realizefn(DeviceState *dev, Error **errp)
{
    ISADevice *isadev = ISA_DEVICE(dev);
    RTCState *s = MC146818_RTC(dev);
    int base = 0x70;
...
    rtc_set_date_from_host(isadev);
...
memory_region_init_io(&s->io, OBJECT(s), &cmos_ops, s, "rtc", 2);
...
}

rtc_readlizefn负责实现rtc初始化，rtc_set_date_from_host 负责获取时间并写入设备数据结构。最后memory_region_init_io负责给初始化好的rtc设备分配内存，以后这块内存就作为rtc设备的主体使用了。

static void rtc_set_date_from_host(ISADevice *dev)
{
    RTCState *s = MC146818_RTC(dev);
    struct tm tm;

    qemu_get_timedate(&tm, 0);

    s->base_rtc = mktimegm(&tm);
    s->last_update = qemu_clock_get_ns(rtc_clock);
    s->offset = 0;

    /* set the CMOS date */
    rtc_set_cmos(s, &tm);
}

RTCState就是rtc的数据结构。

int64_t qemu_clock_get_ns(QEMUClockType type)
{
    int64_t now, last;
    QEMUClock *clock = qemu_clock_ptr(type);

    switch (type) {
    case QEMU_CLOCK_REALTIME:
        return get_clock();
    default:
    case QEMU_CLOCK_VIRTUAL:
    case QEMU_CLOCK_VIRTUAL_EXT:
        if (use_icount) {
            return cpu_get_icount();
        } else {
            return cpu_get_clock();
        }
    case QEMU_CLOCK_HOST:
        now = REPLAY_CLOCK(REPLAY_CLOCK_HOST, get_clock_realtime());
        last = clock->last;
        clock->last = now;
        if (now < last || now > (last + get_max_clock_jump())) {
            notifier_list_notify(&clock->reset_notifiers, &now);
        }
        return now;
...
}

最终qemu调用gettimeofday来获取主机时间。这就是rtc模拟的主要流程。