[linux][memory]balloon技术分析
前言： 我大天朝人觉得什么东西含量不够，叫做有“水份”。内存的含量不足，叫“balloon”。作者是外语专业毕业的，感觉不同国度的人虽然语言不同，但是表达出来的东西很相似。有点意思～
代码分析： 代码路径：linux-4.0.4/drivers/virtio/virtio_balloon.c 1，Linux的memory balloon的实现上，MODULE_DESCRIPTION是“Virtio balloon driver”，以及driver注册的逻辑中，都会提到virtio。简单来说，virtio是虚拟化平台上Host和Guest通信的一种机制，本文中不讨论virtio机制，默认Host和Guest通过virtio就可以通信啦。 2，数据结构 linux-4.0.4/include/uapi/linux/virtio_balloon.h qemu/include/standard-headers/linux/virtio_balloon.h 分别在内核态和用户态定义了相同的数据结构virtio_balloon_config：
3，vballoon driver的实现，是kernel的八股文。直接进入正题，virtballoon_probe中会启动一个内核线程vballoon（by：vb->thread = kthread_run(balloon, vb, "vballoon");）。线程可以在Guest中使用ps命令看到。Linux内核线程使用一对方括号括起来，则在Guest中会看到[vballoon]这个线程。
4，核心逻辑balloon
基本逻辑就是： a，等待config发生变化被唤醒。 b，计算到底变化了多少，即计算diff。 c1，diff大于0，则填充balloon，即fill_balloon。 c1，diff小于0，则泄露balloon，即leak_balloon。 综上，balloon的作用就是根据balloon config的变化，动态调整balloon的大小。
5，计算diff
即从driver中获取到最新的balloon大小，和之前保存的大小进行比较。 在Host中，可以使用命令来查看和修改vm的balloon大小： virsh qemu-monitor-command vm-always-geek --hmp "info balloon" virsh qemu-monitor-command vm-always-geek --hmp "balloon 1024" 当修改完成后，qemu会把新的大小刷新到virtio_balloon_config中。然后通知Guest。
6，fill_balloon的实现
向kernel申请diff数量的page。对于每个page：使用balloon_page_enqueue函数，把申请到的page链接到balloon的链表中，并标记page的mapcount和设定private标志。这样可以让page不会被kernel继续使用。同时使用adjust_managed_page_count函数修改系统的内存信息，效果就是在Guest中cat /proc/meminfo看到的MemTotal变小了。 7，leak_balloon的实现
逻辑和fill ballon完全相反，从balloon的list中释放page，归还给kernel。 8，通过fill_balloon&leak_balloon动态申请&释放内存，从而让Guest中的用户进程使用更少/更多的内存。那么问题来了，是不是Guest的用户使用的少了，就能让虚拟机使用的内存下降下来？这里要区分一个概念：对于虚拟机来说，即qemu进程，它使用的虚拟内存（VSS）并不会减少；但是因为虚拟机中的很多page被balloon申请，并且长时间不会被访问到，那么会被Host回收（回收算法就是常说的LRU），则qemu进程的RSS会下降。 所谓“内存复用”，memory balloon也是其中的策略之一。
后记： 如果你使用的虚拟机中有vballoon内核线程，耍点小心眼的话：试着删掉balloon driver吧～