当磁盘页面出现故障时，哪个 (OS X) dtrace 探针会触发？

Question

我正在编写一份有关页面错误的文档，并试图获取一些具体的数字来使用，因此我编写了一个读取 12*1024*1024 字节数据的简单程序。简单：

int main()
{
  FILE*in = fopen("data.bin", "rb");
  int i;
  int total=0;
  for(i=0; i<1024*1024*12; i++)
    total += fgetc(in);
  printf("%d\n", total);
}

是的，它会遍历并读取整个文件。问题是我需要 dtrace 探针在此过程中将触发 1536 次 (12M/8k)。即使我计算了所有 fbt:mach_kernel:vm_fault*: 探针和所有 vminfo::: 探针，我也没有达到 500，所以我知道我没有找到正确的探针。

有人知道我在哪里可以找到当磁盘页面出现故障时触发的 dtrace 探针吗？

更新：

如果问题是 stdio 函数中进行了一些智能预取，我尝试了以下操作：

int main()
{
  int in = open("data.bin", O_RDONLY | O_NONBLOCK);
  int i;
  int total=0;
  char buf[128];
  for(i=0; i<1024*1024*12; i++)
  {
    read(in, buf, 1);
    total += buf[0];
  }
  printf("%d\n", total);
}

此版本需要更长的时间才能运行（42 秒实时，其中 10 秒是用户，其余的是系统时间 - 页面错误，我猜）但仍然产生了我预期的五分之一的错误。

出于好奇，时间增加并不是由于循环开销和转换（char 到 int）造成的。仅执行这些操作的代码版本需要 0.07 秒。

Answer 1

不是直接答案，但您似乎将磁盘读取和页面错误等同起来。它们不一定相同。在代码中，您将文件中的数据读取到一个小的用户内存块中，因此 I/O 系统可以以任何合适的方式和大小将文件读取到缓冲区/VM 缓存中。我在这里可能是错的，我不知道达尔文是如何做到这一点的。

我认为更可靠的测试是将整个文件 mmap(2) 放入进程内存中，然后触摸每个页面就是该空间。

Answer 2

我最近也在同一个老鼠洞里。我现在没有可用的 DTrace 脚本或测试程序，但我会给您以下建议：

1.) 亲自了解 Amit Singh 的 OS X Internals 并阅读有关虚拟内存的第 8.3 节（这将使您了解选择 DTrace 探针的正确参考框架）。

2.) 亲身体验 Brendan Gregg / Jim Mauro 编写的 Solaris 性能和工具。阅读有关虚拟内存的部分，并密切关注使用 vminfo 提供程序的示例 DTrace 脚本。

3.) OS X 肯定会从文件系统中预取大块页面，并且您的测试程序正在执行此优化（因为您正在按顺序读取）。有趣的是，Solaris 的情况并非如此。尝试随机访问大数组以击败预取。

Answer 3

操作系统将在作为单独操作触摸的每个页面中发生故障（因此，如果您触摸 N 个页面，您将看到 DTrace 探测器触发 N 次）的假设是有缺陷的；大多数 UN*Xes 将执行某种预读或预故障，并且您不太可能获得与页面数量完全相同的调用次数。即使直接使用 mmap() 也是如此。

确切的比率还可能取决于文件系统，因为预读和页面集群实现和阈值不太可能都相同。

如果直接使用 mmap 然后应用 madvise(MADV_DONTNEED) 或类似的和/或使用 msync(MS_INVALIDATE) 清除整个范围，您可能可以强制执行每页错误策略。