为何刷新缓存后访问mmap内存未触发Page Fault？

我编写了一段用于触发Page Fault的Python代码，流程如下：

• 创建临时文件并通过np.memmap() API进行内存映射
• 填充内存
• 刷新内存，执行sudo sh -c "sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches"并等待5秒
• 通过索引访问内存

我预期在最后一步访问内存时会触发Page Fault，用perf trace -F maj --no-syscalls命令监控，但实际并未出现。

完整代码如下：

import mmap
import os
from time import sleep
import timeit
import torch
import torch.nn as nn
from torch.optim import Optimizer
import torch.nn.functional as F
import numpy as np
from collections import namedtuple
import random
import math
from time import time


#ref: np.memmap usage
from tempfile import mkdtemp
import os.path as path
filename = path.join(mkdtemp(), 'newfile.dat') # 创建临时文件在/tmp/tmp*/newfile.dat


data_size = 10240*10240
data = np.arange(data_size, dtype='float32')
data.resize((10240,10240))

# step i) 创建内存映射
fp = np.memmap(filename, dtype='float32', mode = 'w+', shape=(10240,10240))

# step ii) 填充内存
fp[:] = data[:] # 这一步会触发针对/tmp/tmp*/newfile.dat的Page Fault

# step iii) 刷新并清空缓存
fp.flush()
os.system('sudo sh -c "sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches"')
sleep(5)

# step iv) 访问内存
'''
原本预期下面四次访问会触发4次针对/tmp/tmp*/newfile.dat的Page Fault
但如果先执行了fp[:] = data[:]，即使清空缓存后访问，也不会触发缺页
'''
print(fp[0])
print(fp[100])
print(fp[1000])
print(fp[10000])

我做了两组对比测试：

• 跳过步骤ii的内存填充操作，直接访问数组fp时会触发Page Fault
• 跳过步骤ii和iii，直接执行步骤iv也会触发Page Fault

对应的perf输出如下：

14353.230 ( 0.000 ms): sudo/63776 majfault [0x7fc101575004] => /tmp/tmpz00lweix/newfile.dat@0x4 (d.)
 14355.719 ( 0.000 ms): sudo/63776 majfault [0x7fc10195d004] => /tmp/tmpz00lweix/newfile.dat@0x3e8004 (d.)
 14357.331 ( 0.000 ms): sudo/63776 majfault [0x7fc103c85004] => /tmp/tmpz00lweix/newfile.dat@0x2710004 (d.)
 14357.658 ( 0.000 ms): sudo/63776 majfault [0x7fc119c15004] => /tmp/tmpz00lweix/newfile.dat@0x186a0004 (d.)

请问我遗漏了什么环节？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user19133452