Linux Virtio 子系统核心数据结构解析

Virtio 作为 Linux 虚拟化中前后端通信的核心标准，前文Linux Virtio 驱动框架：架构设计与实现解析解析了整个virtio框架，本文将聚焦 Virtio 子系统的六大核心数据结构，结合代码实现与内存布局，拆解其设计逻辑与核心作用。

1. virtio_bus：虚拟设备的总线基石

virtio_bus是基于 Linux 总线 - 驱动 - 设备模型的虚拟总线，负责管理 virtio 设备与驱动的匹配与生命周期，定义于drivers/virtio/virtio.c。

static struct bus_type virtio_bus = {
    .name = "virtio",
    .match = virtio_dev_match,
    .dev_groups = virtio_dev_groups,
    .uevent = virtio_uevent,
    .probe = virtio_dev_probe,
    .remove = virtio_dev_remove,
};

• 注册机制：通过core_initcall(virtio_init)注册，启动优先级远高于普通模块（module_init对应device_initcall），确保虚拟化环境早期就绪。

• 匹配逻辑：virtio_dev_match函数通过virtio_device_id匹配设备与驱动，需同时满足device和vendor字段，且驱动的id_table必须以device=0结尾终止循环。

• 核心作用：作为设备与驱动的 "中间人"，完成驱动绑定（probe）与解绑（remove）的触发。

2. virtio_device：虚拟设备的身份与配置载体

virtio_device封装了虚拟设备的核心属性与状态，定义于include/linux/virtio.h，是前端设备在内核中的抽象表示。

/**
 * struct virtio_device - Virtio设备核心结构体，封装虚拟设备的属性、状态与操作接口
 * @index: 设备索引，用于区分同一virtio总线上的多个设备实例（如多块virtio-net网卡）
 * @failed: 设备故障标记，标识设备是否初始化/运行过程中出现错误，快速判断设备健康状态
 * @config_core_enabled: 配置核心功能启用标记，内核侧是否允许访问/修改设备配置空间
 * @config_driver_disabled: 驱动侧配置禁用标记，驱动主动禁用设备配置功能（用于管控配置修改场景）
 * @config_change_pending: 配置变更待处理标记，标识设备配置项已变更但未完成处理，防止并发处理配置变更
 * @config_lock: 配置操作自旋锁，保护配置相关字段（如features、config_change_pending）的并发读写
 * @vqs_list_lock: 虚拟队列链表自旋锁，保护vqs链表的增删/遍历操作（防止多线程操作队列链表竞态）
 * @dev: 内核通用设备结构体，将virtio设