Read the fucking source code! --By 鲁迅
A picture is worth a thousand words. --By 高尔基
说明：
KVM版本：5.9.1
QEMU版本：5.0.0
工具：Source Insight 3.5， Visio
文章同步在博客园：https://www.cnblogs.com/LoyenWang/
1. 概述汪汪汪，最近忙成狗了，一下子把我更新的节奏打乱了，草率的道个歉。
前边系列将Virtio Device和Virtio Driver都已经讲完，本文将分析virtqueue；
virtqueue用于前后端之间的数据交换，一看到这种数据队列，首先想到的就是ring-buffer，实际的实现会是怎么样的呢？
2. 数据结构先看一下核心的数据结构：
通常Virtio设备操作Virtqueue时，都是通过struct virtqueue结构体，这个可以理解成对外的一个接口，而Virtqueue机制的实现依赖于struct vring_virtqueue结构体；
Virtqueue有三个核心的数据结构，由struct vring负责组织：
struct vring_desc：描述符表，每一项描述符指向一片内存，内存类型可以分为out类型和in类型，分别代表输出和输入，而内存的管理都由驱动来负责。该结构体中的next字段，可用于将多个描述符构成一个描述符链，而flag字段用于描述属性，比如只读只写等；
struct vring_avail：可用描述符区域，用于记录设备可用的描述符ID，它的主体是数组ring，实际就是一个环形缓冲区；
struct vring_used：已用描述符区域，用于记录设备已经处理完的描述符ID，同样，它的ring数组也是环形缓冲区，与struct vring_avail不同的是，它还记录了设备写回的数据长度；
这么看，当然是有点不太直观，所以，下图来了：
简单来说，驱动会分配好内存（scatterlist），并通过virtqueue_add添加到描述表中，这样描述符表中的条目就都能对应到具体的物理地址了，其实可以把它理解成一个资源池子；
驱动可以将可用的资源更新到struct vring_avail中，也就是将可用的描述符ID添加到ring数组中，熟悉环形缓冲区的同学应该清楚它的机制，通过维护头尾两个指针来进行管理，Driver负责更新头指针（idx），Device负责更新尾指针（Qemu中的Device负责维护一个last_avail_idx），头尾指针，你追我赶，生生不息；
当设备使用完了后，将已用的描述符ID更新到struct vring_used中，vring_virtqueue自身维护了last_used_idx，机制与struct vring_avail一致；
3. 流程分析 3.1 发送当驱动需要把数据发送给设备时，流程如上图所示：
①A表示分配一个Buffer并添加到Virtqueue中，①B表示从Used队列中获取一个Buffer，这两种中选择一种方式；
②表示将Data拷贝到Buffer中，用于传送；
③表示更新Avail队列中的描述符索引值，注意，驱动中需要执行memory barrier操作，确保Device能看到正确的值；
④与⑤表示Driver通知Device来取数据；
⑥表示Device从Avail队列中获取到描述符索引值；
⑦表示将描述符索引对应的地址中的数据取出来；
⑧表示Device更新Used队列中的描述符索引；
⑨与⑩表示Device通知Driver数据已经取完了；
3.2 接收当驱动从设备接收数据时，流程如上图所示：
①表示Device从Avail队列中获取可用描述符索引值；
②表示将数据拷贝至描述符索引对应的地址上；
③表示更新Used队列中的描述符索引值；
④与⑤表示Device通知Driver来取数据；
⑥表示Driver从Used队列中获取已用描述符索引值；
⑦表示将描述符索引对应地址中的数据取出来；
⑧表示将Avail队列中的描述符索引值进行更新；
⑨与⑩表示Driver通知Device有新的可用描述符；
3.3 代码分析代码的分析将围绕下边这个图来展开（Virtio-Net），偷个懒，只分析单向数据发送了：