1. 概述
在傳統的設備模擬中，虛擬機內部設備驅動完全不知道自己處在虛擬化環境中，所以I/O操作會完整的走 虛擬機內核棧->QEMU->宿主機內核棧，產生很多VM Exit和VM Entry，導致性能很差。Virtio方案旨在提高I/O性能。在改方案中虛擬機能夠感知到自己處於虛擬化環境中，並且會加載相應的virtio總線驅動和virtio設備驅動，執行自己定義的 協議進行數據傳輸，減少VM Exit和VM Entry操作。2. 架構
VirtIO由 Rusty Russell 開發，對准虛擬化 hypervisor 中的一組通用模擬設備IO的抽象。Virtio是一種前后端架構，包括前端驅動（Guest內部）、后端設備（QEMU設備）、傳輸協議（vring）。框架如下圖所示：前端驅動：
虛擬機內部的 virtio模擬設備對應的驅動。作用為 接收用戶態的請求，然后按照傳輸協議對請求進行封裝，再寫I/O操作，發送通知到QEMU后端設備。
后端設備：
在QEMU中創建，用來接收前端驅動發送的I/O請求，然后按照傳輸協議進行解析，在對物理設備進行操作，之后通過終端機制通知前端設備。
傳輸協議：
使用virtio隊列（virtio queue，virtqueue）完成。設備有若干個隊列，每個隊列處理不同的數據傳輸（如virtio-balloon包含ivq、dvq、svq三個）。
virtqueue通過vring實現。Vring是虛擬機和QEMU之間共享的一段環形緩沖區，QEMU和前端設備都可以從vring中讀取數據和放入數據。
3. 原理