QEMU/块设备增量备份

用位图定位增量备份范围

QEMU dirty bitmap 为磁盘区间记录是否被写入，使增量备份能够只复制发生变化的范围。

v9.2.0存储与数据放置核验 2026-10-08

工程问题#

完整复制大容量虚拟磁盘昂贵；系统需要在持续写入期间紧凑记录改动，并维护正确的备份边界。

实际实现#

BdrvDirtyBitmap 用分层 HBitmap 跟踪磁盘范围；叶层每个 bit 对应固定粒度的区间，区间内有写入即置脏。bdrv_set_dirty 仅更新已启用的位图，增量备份按脏范围复制并管理作业边界。

处理流程#

显式创建并启用跟踪位图
磁盘写入将相应范围置位
增量作业读取脏区间
按作业结果管理位图及后续边界

源码片段#

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block/dirty-bitmap.cv9.2.0 · L656–L674

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656void bdrv_set_dirty(BlockDriverState *bs, int64_t offset, int64_t bytes)657{658    BdrvDirtyBitmap *bitmap;659    IO_CODE();660661    if (QLIST_EMPTY(&bs->dirty_bitmaps)) {662        return;663    }664665    bdrv_dirty_bitmaps_lock(bs);666    QLIST_FOREACH(bitmap, &bs->dirty_bitmaps, list) {667        if (!bdrv_dirty_bitmap_enabled(bitmap)) {668            continue;669        }670        assert(!bdrv_dirty_bitmap_readonly(bitmap));671        hbitmap_set(bitmap->bitmap, offset, bytes);672    }673    bdrv_dirty_bitmaps_unlock(bs);674}

bdrv_set_dirty

一次块设备写入范围会遍历该设备关联的位图，只更新 enabled 的位图，并调用 HBitmap 置位。锁保护的是脏位图更新；粒度映射由 HBitmap 完成，这里没有展示备份数据复制或成功后的位图切换。

CMIT

收益与取舍#

工程分析

带来的收益

位图存储随磁盘容量线性且紧凑
避免逐字节比较整个镜像

付出的代价

粒度越细，位图与维护成本越高
粒度越粗，未改变数据也可能随整段复制

可比较的选择

写入日志可保留更细的变更历史，但日志增长、重放与压缩更复杂。

版本与适用范围#

对应块设备增量备份，位图必须显式启用；不要与迁移时跟踪客体 RAM 的脏页机制混同。

参考来源#

源码、官方文档与原始论文

QEMU · Dirty Bitmaps and Incremental Backup

docs/interop/bitmaps.rst · Overview / Bitmap Persistence

官方文档v9.2.0