向磁盘-backed的mmap文件缓冲区写入时出现Minor Page Faults原因咨询

核心触发逻辑 #

你观测到的次缺页是Linux内核处理磁盘文件共享映射脏页回写的标准行为，具体原因如下：

• 对于磁盘-backed的共享mmap映射，当你写入映射页后，该页会被标记为脏页，内核异步回写脏页到磁盘前，会主动清除该页对应页表项（PTE）的可写权限位。下次你再写入该页时，会触发写保护类型的次缺页：内核重新给页表项授予可写权限、重新标记页为脏，整个过程不需要读取磁盘，因此属于次缺页。
• tmpfs属于内存文件系统，其文件页不需要回写到持久化块设备，内核不会因为回写逻辑清除tmpfs映射页的页表可写位，因此不会触发这类次缺页，和你的测试结果一致。

为什么中间写入buf会加剧该现象 #

你在两次mmap写入之间循环写入4MB的buf缓冲区，会持续给系统造成内存回收压力，触发内核的脏页回写线程提前将你刚写脏的mmap磁盘页回写，每次回写都会清除对应页的可写权限，下次写入就会触发次缺页。
该逻辑也符合你观测到的「迭代次数增加、次缺页数量线性上涨」的现象：每轮循环写入的mmap页大概率会在中间写buf的阶段被触发回写、清除可写位，下轮循环写入新的mmap偏移时就会产生新的次缺页。

为什么预缺页不生效 #

你前期用MAP_POPULATE+memset做的预缺页，仅能完成首次页表映射、避免第一次访问的次缺页，无法干预后续内核回写逻辑动态清除页表可写位的行为，因此后续仍然会产生次缺页。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nullptr