page fault的两种区别（major、minor）

作者

digoal

日期

2020-12-15

标签

PostgreSQL , linux , page fault

背景

page fault缺页异常分为两种类型，一种叫做major page fault，这种类型的缺页可以通过 Disk IO来满足，另一种叫做minor page fault，这种缺页可以直接利用内存中的缓存页满足。

区别

对于IO子系统来说，内核中的分层结构从上到下：

VFS--> EXT4/EXT3-->Page Cache--> General Block Layer --> IO Scheduler --> Disk Driver

那么如果访问一个地址时，与该地址空间vma绑定的数据还存在于Disk上，那么此时即会触发一次major fault；如果访问一个地址时，与之绑定的vma对应的地址空间已经被内核加载到了Page Cache中，那么此时只需要把该Page映射到vma中即可，这种异常即为一次minor fault。
对于内核不熟悉的人此时有一个疑问：为什么数据已经被加载内核中的Page Cache了，理论上说直接访问就行了，为什么还要触发一次minor fault呢？
这里给出答案，懂得人可以略过，主要是因为虚拟地址和物理地址的映射关系并没有建立，我们知道Linux进程访问一块内存实际上使用的是虚拟内存，必须把对应虚拟地址空间和物理页面进行了映射才能够正常访问，那么vma结构体实际仅仅表示一个虚拟地址空间，必须把内核中Page Cache中的物理地址与进程vma虚拟地址空间进行映射才能正常被进程访问到。那么这就是该问题的答案了。

如何查看

从IO的原理来看，Major需要对disk进行IO操作，必然性能会有所下降。而对于运维来说，可以利用ps查看每个进程执行的Major、Minor page fault的次数

ps -eo min_flt,maj_flt,cmd | more

https://scoutapm.com/blog/understanding-page-faults-and-memory-swap-in-outs-when-should-you-worry

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