文件系统 I/O：缓存、异步合批与完成吞吐¶

注：文中「本地原始记录」及 .data/ 路径指向测量时的本地归档，未随仓库或站点发布，仅用于批次溯源。

主要结论¶

1. 顶层判断：两项写密集任务更快，收益已有完整任务证据¶

guest WB使增量修改—构建—执行校验任务的同步完成时间下降36.3%，离线解包—生成产物—发布下降48.6%；源码巡检未检出改善。 19个分层锚点全部完成，114个环境、342条轮记录、零失败。结果来自SDK路径每case N3配对、内部三轮的浅度探索，不合成任意总分，也不外推普通CLI启动或所有Agent任务。

2. 原因与证据：小写合并兑现收益，完成同步和读干扰决定边界¶

guest内部合并确实减少了跨边界请求。 独立N1诊断中，1 KiB连续写的WRITE由12,288降至19，协议写字节仍为12 MiB；对应正式同步完成时间下降93.5%。离线发布的WRITE由101,779降至5,599，但协议字节增加约1.2%，收益不能解释成单纯减少数据量。

请求更少也可能更慢。 已用1 MiB请求的连续写，WRITE仍为12→12，完成时间增加39.0%。四worker工作集从128增至640 MiB时，WB收益从87.6%缩至56.3%，候选最终同步占比从11.9%升至49.2%；更大工作集还保留5倍字节，现有数据尚不能把退化单独归因于guest缓存容量、回收或物理I/O。

3. 分项判断：完成吞吐与前台响应须分别看¶

完整分层结果与曲线保留全部19点及N3探索性区间，未校正多重比较。此次同固件WB关/开对照不回答旧0049对0048的并发退化根因；历史普通CLI结果也不被SDK数字替换。guest WB仍默认关闭。

优化动机¶

目标是在 guest 等待 I/O 时，让 host 持有写入字节并继续处理文件，减少后台对 guest RAM 的依赖。host 接受 WRITE 后，队列持有复制出的字节和固定的原生文件 handle；对象存活与路径名分离，使后续 close、rename 或 unlink 能按既有排序边界处理。文件生命周期和错误语义由Agent I/O 完成设计定义。

需要区分三个边界：accepted 表示字节已交给 host，completed 表示相关写入前缀已应用，durable 表示显式同步操作已成功完成。WRITE 返回不能代替文件或目录 fsync。队列容量解决的是吸收突发写入的能力；host 的页缓存已接受字节后，较大的队列不必然增加吞吐。完整 VM offload 还要求其他 guest RAM 引用和设备活动满足交接条件，当前曲线没有测量这个过程。

数据页命中发生在请求发出之前，host 写合并发生在协议请求已经到达之后。这个位置差异决定了两者分别能消除哪些成本；读、metadata 和同步操作仍要遵守已接收写入前缀的排序。

flowchart LR
    A["Agent / CLI"] --> B["guest VFS / page cache"]
    B -->|miss / WRITE| C["virtio-fs RPC"]
    C --> D["host admission"]
    D -->|async| E["owned queue / coalescing"]
    D -->|sync| F["native I/O / host page cache"]
    E --> F
    F --> G["file + directory fsync"]
    B -. read hit .-> A

实验设计¶

分层负载协议：机制、资源边界与完整任务¶

已实现的分层执行器用12个机制锚点、4个资源锚点和3个完整任务分别检验收益，不合成七工具系统总分。 快速profile为每case三对独立新环境、内部三轮，共计划114个环境、342条轮记录；实际成功、失败与缺失库存以批次records.json和status.json为准。三个完整任务各自作为主要应用结果，旧数据保持独立。

当前仅对比同一冻结host、固件和负载下guest WB关闭/开启，host WB与DATA均关闭；使用SDK路径，guest为2 vCPU/512 MiB，父组两核quota/2 GiB/swap 0。新执行器尚未接入host写缓存、lower读缓存或native对照。Ready在静态payload启动并读取实际MemTotal后发出，先于case准备；setup及S02首次完整构建另记、排除在任务工作时间外。工作返回、最终同步、同步完成和退出分列，写入返回不代表host接管或物理落盘。

三个固定任务使用真实本地工具：S01遍历1,024个4 KiB仓库文件，运行git status、git grep并读取全部匹配文件核对结果；S02先准备100个C编译单元，每轮等量修改一个单元，以cc -O0编译、重新链接、执行校验输出并同步；S03用Python tarfile展开1,024个4 KiB文件，生成128个4 KiB小文件及以1 KiB请求写入的32 MiB产物，再完整校验、同步和原子发布。fixture、生成字节规则、工具摘要和调用被冻结；这是固定小型本地任务，不外推整个项目构建或网络下载。

每case各用独立VM，R1表示fresh guest，宿主缓存未控制；R2/R3继承该case状态，资源case包含前轮写入、同步和完整读回验证历史。资源四点保持4个文件、4 KiB请求、每轮2倍配置RAM的逻辑写量和最多1 MiB payload缓冲，仅改变1/4 worker及0.25/1.25 RAM工作集。guest逐轮校验，host退出后只核对最终保留状态，并检查物理OverlayFS标记；这些检查不证明中间状态独立落盘。分析在环境内先累加三轮，再取三个配对耗时比的中位数，保留全部点、范围和5000次环境对bootstrap探索性95%区间，逐项且未校正多重比较；N3不变成N9，也不足以稳定确认或估计操作尾延迟。计数另用N1，保留慢值和失败，不设安静、干扰或逐轮全量清单门禁。

当前四组主图分别展示机制归一化耗时、资源吞吐、环境CPU/采样内存成本及完整任务耗时；独立进度helper另画资源首轮worker 0的提交进度，不能解释成四worker总进度或host应用前缀。更密集的单轴曲线、guest dirty/temp页峰值、队列占用和操作P99仍待实现，有限写量不能证明稳态、饱和、IOCP或guest RAM offload。仓库协议为benchmark/filesystem/WORKLOADS.md，实际入口为workloads_v2_run.py；workloads_v2.py中保留的N5离线提案及未实现标记描述原计划，不代表当前运行库存。

既有结果的实验设计¶

独立的 guest 内核写回后续实验固定 host 缓存关闭，比较新固件 WB=0、新固件 WB=1、旧 0047 固件 WB=1 和 native。每臂五个新环境、内部三轮，共 20 个环境、900 行；独立诊断另用每臂 N1。两种固件的上游内核源码归档、实际配置、构建工具及 0041–0047 相同，0048 为内核代码差异；同一 host 已包含对象生命周期修复。native 只作绝对参照。SDK 和 enclosing 预算沿用下表，15 个 cell 覆盖 1/4/64/1024 KiB、1/2/4 workers、每 1/16/256 次及仅最终 fsync、128 个 1 KiB 文件及 8/64/128 MiB 压力。

后续 payload 不再额外 dup/close，最终原文件 fsync 负责排空 guest 写缓存，然后 checked close 和目录 fsync。applied_ns=0 表示未单独测量，不能解释为排空无成本。completed 包含完整显式同步边界，accepted 循环仍包含配置的周期 fsync 和小文件 close。三轮先在环境内求和，再形成候选/基线时间比，小于 1 表示更快；五个环境块的配对 bootstrap 为 5,000 次，95% CI 为逐项探索区间，未校正多重比较。新旧阶段边界不同，不拼接先前 host 缓存曲线。

rootfs 沿用 caller-owned prepared 目录，保留 Mutable 声明，本轮不重新计算全量摘要；它不是新认证的 immutable 输入。正式 profiling 关闭，独立诊断另跑；准备、完整字节校验与 VM 退出不计入 cell 完成时间。各环境保留原始全部轮次，失败和入口修正前的 pilot 另存，没有按速度剔除样本。

2026-10-17 的 B-FS-ENG 包含 N5 shape、N5 parameters、独立 N30 确认、N5 普通 CLI 和不可变 lower 读缓存等独立批次；B-FS-DIAG 的请求计数另跑，插桩耗时不进入性能分布。SDK 静态 Rust payload 的 native 参照与普通 CLI 的 Ready、任务完成时间分别计量。

shape 与 parameters 使用相同冻结的 host、payload、firmware 制品，完整源码和制品摘要随原始批次保存。分析使用独立的 post-collection v2；原冻结 harness 和原始记录保留。Btrfs 的挂载压缩选项不代表测得了物理压缩率，fresh guest 不代表冷磁盘。

本轮实现了 host 缓存容量、batch、jobs 和等待窗口的严格配置与队列高水位/背压计数，并把前台资格检查从后台文件 I/O 锁中解耦。固定 handle lease 保证 fd 生命周期，原生写入时仍重新检查可变 flags；这些候选保留排序和错误边界，下面用消融验证收益。

shape 覆盖 1 KiB–1 MiB 块、1/2/4 workers、每 1/16/256 次写或仅最终 fsync、1/8/32 MiB upper 热读以及小文件。块大小和并发曲线每轮共写 4 MiB；屏障曲线共写 1 MiB。parameters 逐项改变容量 4/16/64/256 MiB、batch 64/256/1,024 KiB 和等待 0/100/1,000/10,000/50,000 μs；采用 8/64/128 MiB 的 64 KiB 流写和 8 MiB 的 4 KiB 流写。两批不合并样本。

每轮依次记录操作循环、checked dup/close 触发的 FLUSH 排空、原文件 fd 的 fsync、最终 checked close、目录 fsync。total 是这些连续阶段的和；准备、完整校验和 VM 退出单独记录。配置的周期 fsync 位于操作循环内，所以 accepted/loop 吞吐包含该同步成本。两臂均显式同步文件和目录，避免把 cache-off 的 ENOSYS SYNCFS 与 cache-on 的真实同步混作同一边界。

独立样本单位是新环境：先把三轮字节、耗时分别求和，再计算完成吞吐；阶段耗时先在环境内平均。配对比是同 pair 的候选吞吐除以基线吞吐，再报告这些比值的中位数和 5,000 次配对 bootstrap 95% CI。它不等于两臂中位数相除。N5 不变成 N15，逐项 CI 未作多重比较校正。预登记的分离规则要求两侧各至少 3 个样本、相邻间隙至少 1.5 倍且簇中位数至少 1.7 倍；命中时保留各簇和全部点，撤下整体中位数及排名。N5 无法检验该规则，未标分离不证明单峰。

实验数据和分析¶

shape CSV、shape 配对比、parameters CSV 和独立诊断 counters CSV 保存在对应的本地批次或归档中。原始 protocol.json、records.json、冻结来源与失败保存在对应 benchmark 批次中；写曲线采用 post-collection v2，读曲线采用 v4；分析源码摘要各自记录，同一数据的不同展示不增加样本量。 采集后仅按 crate 的 Rust 2021 edition 整理四个产品文件的格式；格式变换收据保留测量版和当前版摘要，冻结源码与可执行制品未修改。

分层快速对照：完整任务收益与失效边界¶

两个写密集完整任务改善，读查询和同步密集负载收益有限，大请求与首轮前台读存在退化。 19个case各3对新VM、内部三轮，共114/114环境和342/342轮记录通过，零失败、零剔除。两臂使用同一冻结host/固件/负载，仅切换guest WB；host WB、DATA关闭，未配置DAX。guest为2 vCPU/512 MiB，观测MemTotal均为528,412 KiB；父组两核quota/2 GiB/swap 0。

以下耗时为每环境三轮同步完成时间之和，再取三个环境的中位数，单位ms。降幅先对每个环境对求1−候选/基线，再取中位数，不等于两臂中位数相除；正值表示更快，负值表示更慢。方括号是5000次环境对bootstrap的逐项95%探索区间，未校正多重比较；N3无法稳定确认、检验双峰或估计操作尾延迟。

完整任务：收益已进入工作流¶

S02先在setup中完整构建100个C单元，任务时钟只含每轮真实等量修改、单元重编译、链接、执行校验及最终同步。S03包含本地解包、128个小文件、32 MiB的1 KiB流写、发布前全字节核对、文件/目录同步和原子发布。高熵模式生成位于工作时钟内；准备、后续验证和退出单列。这里的SDK任务时间不代表普通CLI启动或完整项目首次构建。

机制：小写受益，大写与读控制存在成本¶

小写合并空间与收益一致，大写已经达到1 MiB协议粒度，附加缓存、复制、调度或同步成本尚未分解。读控制点约2%–3%的退化及M03的小差异也保留，不从多个N3区间挑出胜点推导总体改善。M05/M08使用固定块置换(405i+113) mod 1024全覆盖，仅作为乱序访问锚点，不是独立均匀随机抽样。M09三个时间比为0.281/0.832/0.823，变异很大；WRITE数不变，不能说跨文件合并已生效。

独立N1计数覆盖每个case的三轮、setup、验证和退出，包含S02首次完整编译，不能当作任务阶段计数或物理磁盘I/O。下列协议写字节不等于Rust行内逻辑字节；工具子进程亦会发出写入。

混合负载：吞吐更高，首轮前台读更慢¶

M11三轮累计同步完成时间下降76.7%，但首轮前台读时间比为1.253，即增加25.3%。首轮混合任务本身下降67.5%，与三轮累计的76.7%分开。后台写更快不保证前台读响应改善，缺少锁等待、调度和逐阶段计数，干扰根因仍未定位。

资源边界：工作集增大后，同步负担变重¶

每点每轮固定1 GiB逻辑写入、4文件、4 KiB请求；R2/R3继承前轮同步及全量读回验证的缓存历史。最终同步占比先在每个候选环境内求三轮同步时间之和/三轮完成时间之和，再取三个环境中位数。

候选从1增至4 worker时，128 MiB工作集的三轮完成时间中位数为4,126.7→1,943.2 ms，640 MiB则为7,124.6→7,573.3 ms；大工作集未呈现相同的并发扩展趋势。这是跨case水平对照，未作配对显著性判断。

四worker下，候选三轮最终同步时间中位数由230.5升至4,048.2 ms，完成时间收益收窄。N1中R04的WRITE为3,365，少于R02的4,057，因此请求数不能单独解释耗时。640 MiB工作集还比128 MiB保留5倍最终字节，重复覆盖和实际同步工作也改变；这些点不能证明纯guest缓存容量效应。dirty/reclaim、队列占用与物理写量未知，不宣称稳态或饱和。

进度表示worker 0的pwrite返回，不是四worker总进度或host应用前缀。CPU与采样memory.current包含setup、验证和退出，不能给出精确工作阶段占比或guest RAM offload收益。host只独立验证最终保留状态，并核对OverlayFS标记；不据此推导中间状态落盘或掉电耐久。

配对比较、分条件耗时、环境资源、提交进度、前台读与独立计数的完整精度 CSV 保存在对应的本地批次或归档中；来源记录保留批次、范围及摘要。原始样本、失败预检和冻结来源留在benchmark本地.data/。历史0049增量与普通CLI对照在下文分别保留。

0049：guest 合批窗口与传输元数据¶

新一轮0048→0049对照没有检出完成时间的稳定改善：15个预设点中14个增量区间跨1，四文件并发的时间比为 1.164 [1.022, 1.627]，出现约16.4%的退化信号。1 KiB／4 KiB写循环时间比则为0.493／0.420，返回明显更早；开启WB相对关闭仍将这两点的完整同步时间降低93.6%／82.9%。这区分了已有WB收益、调优的前台响应收益与尚未兑现的完成吞吐收益。

这轮针对0048暴露的过早提交与热路统计成本：提前 kick 阈值改为压力目标的1/4（1–16 MiB），入队使用锁外近似计数，去掉重复背压和空 pending 调度。逐 folio 真实压力、近阈值精确统计、10 ms timer、256 leases、1 MiB WRITE 上限及完整性回写前后的两次 WRITE 屏障保留。新旧 WB 均使用同一冻结 host 和 payload、相同上游内核源码归档和实际配置摘要；固件只新增0049。比较的是这一组改动的整体效果，没有逐项拆分归因。

初版0049的正式批次有一个环境在第二轮128 MiB同步时返回 ENOMEM，整批20环境不用于性能结论，未抽取其中19个成功环境。保留完整历史序列后，独立诊断通过内核栈和对应 vmlinux 反汇编，定位到 virtio_fs_enqueue_req+0x159 的 order-2 原子 scatterlist 分配。错误后仍有约360 MiB可用／可回收内存；这次分配不能等待回收。修复版在每个 request virtqueue 启动时预分配516项 SG与指针暂存区，在原队列锁内复用，保留逐请求 argbuf 和数据页的原生命周期。这只缓存有界传输元数据，不增加第二份文件内容缓存，也没有消除所有其他原子分配点。

修复后的同序列在原512 MiB guest／2 GiB父预算下连续五个新环境通过，共225行、15次128 MiB同步，guest和host全字节一致，没有再记录此前的分配失败。它是独立正确性诊断，不并入下面的性能分布。失败、定位及修复验证分别保存在 .data/guest-writeback-tuning-curves-20261017、.data/guest-writeback-memory-20261017 和 .data/guest-writeback-memory-v2-20261017。

新固件的独立 N5 完成曲线¶

新批次20/20环境有效、900行完整，无失败或速度剔除；仍为四臂、每臂五个新环境、内部三轮，profile关闭。准备、完整字节验证和退出不计入 cell。completed 保留写循环、最终文件 fsync、checked close和目录 fsync；accepted仍包含配置的周期fsync。先在环境内合计三轮，再对五个环境块做5,000次配对 bootstrap；区间逐项探索，未校正多重比较。以下前三列为每轮毫秒的环境中位数，时间比小于1更快，不能直接用两列中位数相除代替配对统计。旧0048初轮与本轮0048对照来自不同批次，不拼成N10。

1 KiB、4 KiB和64 KiB的 accepted/0048 时间比分别为0.493 [0.328, 0.861]、0.420 [0.311, 0.737]及0.600 [0.265, 0.731]。它们没有转换成可检出的完成时间改善；4 workers反而退化。128 MiB完成时间比为1.006 [0.550, 2.580]，也无增量证据。全部慢值和原始环境点均保留，部分区间很宽，N5不足以确认稳定幅度。扩大合批窗口能使前台更早返回，最终同步及其他阶段仍须完成原有工作；这些数据没有把剩余成本精确归因到某一个组件。

吞吐、全部环境、环境时间、两组时间比、0049增量吞吐比及开启WB吞吐比的完整精度记录保存在该批次的本地记录或归档中。独立来源记录关联实际固件、冻结源码、原始批次、分析与正确性收据；图表导出文件也留在本地。

请求计数和流水线¶

独立N1/臂、内部三轮核对12个final、270个token和540个component interval；实际协商off=0/0、旧／新WB=1/1，host缓存始终关闭。下表是三轮FUSE WRITE合计，诊断时间不进入正式性能分布。

1 KiB流写在新固件中每轮仅4个WRITE，三轮协议字节恰为12 MiB，说明合并已发生在guest发出请求之前。128 MiB点的新WB请求反而多于旧WB，不能把小工作量的合并率推广到所有压力点；小文件和每写fsync也没有请求减少。大小桶只提供区间，未测逐cell精确最大请求。

受控流水诊断仍将A的首次backing写延迟1.5秒，200 ms后写入已打开的B。0048／0049的B分别在A开始后 202.9／201.5 ms写入，均早于A完成；两边正常退出并完整核对2 MiB。这确认新调优保留0048的流水行为，没有据此宣称0049新增了同等幅度的生产收益。流水事件保存在本地诊断批次中。

最终固件通过真实KVM完整及错误传播回归，含四线程同inode多FD的6,144次pwrite、114次重开，关闭后unlink／rename再syncfs、128 MiB单次写、同页覆盖、O_SYNC、mmap及子挂载卸载。后台EIO仍按预期使supervisor退出125。固件合同7项通过，该次正确性收据记录基准Python50项通过；后续CLI采集器修复后，最终基准Python为51项通过。未改变的host实现沿用511项通过、8项跳过及rustdoc记录，探针另行编译执行。这些结果不覆盖断电恢复、macOS运行时、完整IOCP或guest RAM offload。

普通 CLI：流式写显著加快，七工具累计未检出改善¶

同一新 host 与修复后的 0049 固件，两臂仅切换 guest writeback（host 写缓存与 DAX 关闭）。真实普通 CLI 通过 prepared rootfs/workspace 启动，每个样本独立 private Host+VM；正式 10/10 环境有效，预检 2/2、独立计数 2/2 均通过真实 semspec 入口。五对新环境各内部三轮，不能按 N15 计算。guest与父组内存均为16 GiB；固定 cgroup 的实际 memory.max=16GiB、swap.max=0、cpu.max=200000/100000（两核配额），测量继承 CPU0,1 affinity，启动服务设置 NOFILE=65536；没有 quiet/干扰/全清单门禁，保留全部有效慢样本。

主指标三轮七工具累计 4372.600→4373.951ms，耗时比 1.0003 [0.9658,1.0415]，降幅 −0.03% [−4.15,+3.42]，未检出整体收益。Ready 855.526→855.989ms，比值 1.0005 [0.9923,1.0062]，也未检出收益；Ready 包含新 Host+VM，排除退出。三轮 seven_tools 各自的区间同样跨 1。全部 32 项是未做多重校正的配对 bootstrap 区间（5000 次、seed20261017），只有累计为预登记主指标；R1 cargo 的 1.61% [1.05,4.87] 降幅属于单项探索结果，后两轮没有同方向统计支持。

流式写为每轮8192次1KiB写，同一文件共8MiB，计时包含文件fsync和checked close。三轮中位数分别为 382.950→16.179、376.657→10.242、373.739→10.616ms，降幅95.78% [91.95,97.68]、97.28% [94.92,97.67]、97.16% [96.75,97.38]。它是额外友好场景，不属于七工具累计。普通小文件write每轮256×64KiB，保留write/close/stat但没有显式fsync；七工具是工具响应时间，不能当全部写入的持久完成时间。正常退出后另在宿主完整核对256个小文件和3个8MiB stream文件，退出及宿主校验不进上述时钟；本轮也不等于微曲线包含目录fsync的完成时钟。

以下为耗时比 median(on)/median(off)，降幅=1−该比值；配对重抽环境后重新计算两臂中位数之比。小于1表示更快，区间为同一五对环境的95%未校正区间；不同于微曲线的median(pair ratios)估计量。

独立 N1 诊断每臂13个final（8 scoped、5 unscoped），每mount54个token、每VM216个component interval；两mount的guest_writeback_enabled与guest_batched_writeback_enabled均明确为off=0/on=1。R3 workspace stream的协议WRITE8192→8，payload8MiB不变，平均请求1KiB→1MiB，FSYNC1、FLUSH3、OPEN2不变；smallfile write的WRITE256→256、16MiB不变，background标记0→256，未发生跨文件合并。npm R3阶段WRITE1→0可能移到阶段之外，不能解释为持久工作消失。请求计数不是磁盘I/O或耗时占比；这些计数没有进入计时样本。

当前build/source与最终固件均冻结；GNU native进程真实映射的固件通过路径/inode、进程Btrfs挂载证据及/proc/PID/root完整字节SHA核对。先前批次的Btrfs设备号观测断言失败单独保留；当时产品正常退出并通过字节校验，该观测脚本修正不计为产品writeback失败，也没有混入本批样本。该实验对比的是最终固件下WB开关，并非0049相对0048的增量收益。

0048初轮：guest内核合并与写回流水线¶

同步边界相同的 N5 完成时间¶

全部 20/20 环境有效、900 行完整，无失败或剔除。开启 WB 相比 WB=0，在 1 KiB、4 KiB 和 64 KiB 流写上的完成时间分别下降 94.0%、83.6%、24.5%；1 KiB 的配对降幅区间为 [93.5%, 95.5%]。但这些收益不能都归于 0048：新 WB 相对旧 WB 的 15 个完成时间区间全部跨 1，没有检出重构带来的完成吞吐提升。

下表前三列为毫秒：先将每个环境三轮合计除以 3，再取五环境中位数。后两列为环境内三轮总时间的配对比及 95% CI，小于 1 更快；不能用前三列中位数相除代替。全部预设点均展示，未因结果选择样本或负载。

1 MiB 写与每写 fsync 相比 WB=0 分别出现约 20.5% 和 11.1% 的退化信号；小文件未检出改善。新旧 WB 的 accepted 阶段也不是统一受益：1 KiB 时间比为 1.825 [1.299, 3.855]，128 MiB 为 0.965 [0.832, 0.995]，均为未校正的逐项 N5 区间。更积极的提交和背压统计可能增加开销，本轮未单独归因；此次证据不支持把“更异步”直接等同于“正常 NVMe 任务更快”。

吞吐、全部环境、环境时间、两组时间比、重构吞吐比及开启 WB 吞吐比的完整精度记录保存在该批次的本地记录或归档中。本地来源记录保留实际固件选择、源码、原始记录、独立分析、正确性和发布文件摘要；图表导出文件也留在本地。

独立请求计数¶

以下是独立 N1/臂、内部三轮的 FUSE WRITE 合计；未与正式时钟逐项绑定。全部实例注册/final 和 270 个阶段 token、540 个 component interval 均核对通过，三个 VM 条件实际协商的 writeback/批量写回开关分别为 off=0/0、旧/新 WB=1/1。

1 KiB 情况新 WB 请求数下降约 98.6%，但旧 WB 已经具备合并能力；不能将全部减少归于 0048。新实现提交更早，可产生更多较小中间写入，1 KiB 此次还出现约 0.94% 协议字节放大；128 MiB 压力的平均请求则从旧版约 548.4 KiB 增至新版约 608.7 KiB。小文件和每写 fsync 没有请求减少。精确最大请求未测，最大占用桶仅给粒度上下界。逐轮 WRITE 和大小桶记录保存在本地批次中。

实现与受控流水诊断¶

0048 保留 native FUSE page cache/writepages，在 guest 发出请求之前合并脏页，协商的单次 WRITE 上限为 1 MiB。压力统计改为 BDI 的真实 dirty 页和 FUSE 临时 WRITE 页，避免把反复覆盖同页计作无限累计字节；目标是 guest 实际 RAM 的 1/8，限制在 16–256 MiB。本次 512 MiB guest 的只读 getter 实测为 67,633,152 字节。它是背压目标，原生全局 dirty 规则仍有效，不是整个 page cache 或 RAM 的硬上限。

提交队列与完成队列分开。完成线程先等待已提交的临时 WRITE，再做可能发送 SETATTR 的完整性回写，最后再次等待新提交 WRITE。最初只拆队列仍会因提前 SETATTR 持有 host 元数据锁而阻塞后续文件；这一诊断结果保留，最终实现修正了等待顺序。并发重写及原生 flusher 仍可能造成合法排队，不代表所有 metadata 操作完全并行。

独立 B-FS-DIAG 提前打开两个文件，关闭 A 后等待 200 ms 写 B；宿主只将 A 的首次 backing 写人为延迟 1.5 秒。下表使用同一宿主单调时钟，不是正常设备吞吐测量。两边均正常退出并完整核对 2 MiB 字节。

该结果证实后续 batch 能绕过前一 batch 的完成等待；不把人为延迟的 1.3 秒差额解释为生产任务加速。流水事件数据。原始前期失败、修正前对照和最终 semspec bench 证据分别保留在 .data/guest-writeback-pipeline-*，没有合并为重复样本。

关闭后的 unlink/rename 会再次弄脏 guest 时间戳，因此 host 对象不能随路径移除立即消失。新实现按 guest ENTRY/FORGET 引用保留已脱名 regular inode：upper 使用固定的原生 O_PATH 身份，lower 仅维护逻辑 metadata，不能修改物理 immutable lower。snapshot 在仍有这类身份时返回 Unsupported。真实 KVM 覆盖关闭后删除／替换再 syncfs、128 MiB 单次写、16,384 次同页覆盖、O_SYNC、共享 mmap 与子挂载卸载；后台 I/O 错误仍使 supervisor 按预期退出 125。VM 单元测试 511 通过、8 跳过，固件测试 5 通过。

Guest WB 保持默认关闭，与 host 写缓存互斥。这一 SDK 后续没有新的普通 CLI WB=1 测量，也没有测量完整 IOCP、guest RAM offload、断电恢复或 macOS runtime；脏页仍占用 guest RAM。

独立 N30 确认与普通 CLI¶

四个点在独立批次中各运行 30 对新环境、内部三轮；1 KiB 流写在采集前登记为主指标。下表为完成吞吐 MiB/s 和候选/基线配对比，95% CI；不合并前述 N5 样本。其余三点为预定次指标，区间未作多重比较校正，全部 60 个环境有效。

普通 CLI 另用 2 vCPU/16 GiB guest 和两核/16 GiB enclosing 预算，固定认证 prepared rootfs/workspace、guest WB=0/DAX=0，只有 host 写缓存开关改变。每臂五个 fresh Host/VM、每环境三轮；先在环境内相加七工具，再比较两臂中位数。降幅按 1 - median(on)/median(off) 计算，对五个配对环境做 5,000 次 bootstrap；与上表的吞吐配对比统计量分开。

完整任务和 Ready 均未检出收益。首轮七工具合计有变慢信号，第三轮七个工具的区间全部跨零；32 项逐项探索未作多重比较校正，不能挑选单项热点作为合批提速结论。N30 完整精度、CLI 统计及配对区间保存在各自的本地批次中。

不可变 lower：工作集、缓存边界与重复访问¶

另一个独立批次固定相同物理 Immutable 输入，仅切换 root-data 缓存；native 使用同一静态负载。每臂五个新环境，guest 512 MiB，2 vCPU，两核/2 GiB enclosing 预算，host WB=0、guest WB=0、DAX=0。八个工作集每轮连续五次 reopen/read/全字节比较/checked-close，内部三轮，15/15 环境有效。first 为每个 cell 每轮的第一遍，repeat 为第 2–5 遍；三轮先合计字节、时间，不能把 first 解读为冷盘首次读取。

输入使用在文件内重复的 1 MiB 高熵 pattern，完整文件 SHA-256 与库存测前测后验证。guest 仅保留 1 MiB 期望值和 1 MiB 读缓冲；全字节比较在时钟内。宿主输入页在测量组外准备，可能已在其他 cgroup 计费，不能由此声称整机内存节省。external rootfs 保持原 Mutable 声明，只有受控 fixture layer 声明 Immutable。

下表的绝对值是重读吞吐 MiB/s，配对比为 on/off，区间是探索性 N5 的 95% CI；所有工作集均展示，逐项区间未作多重比较校正。

1 MiB 重读的配对提升为 45.2% [32.7%, 57.2%]，16/64 MiB 约 9.9%/9.8%，256 MiB 约 5.1%。这些数字包含 memcmp，且 off 在较大工作集已达到约 3 GiB/s；消除协议 READ 后，内存访问和比较仍有成本。此批次不是先前写合并 N30 的一部分，读收益仍是 N5 探索证据。

独立 N1 计数表展示每轮第 2–5 遍的每遍平均 FUSE READ 次数。off 三轮值相同；on 的 384 MiB 第一轮为 0，后两轮恢复为 384。由此观察到的容量边界在 256–448 MiB 之间，受访问历史影响；512 MiB 配置 RAM 不是精确可用数据缓存量。

计数来自独立插桩环境，不能与某个正式耗时样本逐项绑定。512 MiB 的额外 READ 可能包含跨 marker 边界的异步预读；完整最终库存同时保留。448/768 MiB 仍有吞吐差异，但独立计数已不支持“消除了重读 READ”的解释，不能将全部差异归因于驻留命中。

逐轮拆解保持同一 pair 内的关联，不增加独立 N；聚合吞吐与分轮曲线同时保留。结果支持优先覆盖有重复访问、能驻留的不可变输入，后续再检验不同 RAM 与竞争压力下的准入或淘汰策略。吞吐数据、配对与逐轮区间及 READ 库存保存在本地批次中。

请求粒度、并发与屏障¶

以下列出全部 18 个 shape cell，绝对吞吐为各环境完成吞吐的中位数，单位 MiB/s；比值大于 1 表示 async 更快。跨负载不计算统一加权排名。

native 保留在绝对吞吐面板，VM 配对面板只展示 VM 条件，避免 native 的大比值压缩 VM 差异。native 在 256 KiB 块上的操作循环约 14,706 MiB/s，完成吞吐约 841 MiB/s；显式同步后吞吐的下降说明只报告 WRITE 返回会遗漏主要成本。

六个块大小上，async / async-old 配对中位数为 0.555–0.978，所有区间跨 1，未建立解锁收益。4 KiB 上 async / owned-sync 为 1.065 [1.021, 1.221]，说明与其自身同步分派消融相比存在局部改善；对原 sync 的比较仍是 0.892。4 KiB 上 async / unmerged 为 0.893 [0.689, 0.986]，合并队列没有赢过不合并条件。读负对照的区间也较宽，全部保留。

阶段成本与慢样本¶

堆叠条使用跨环境的阶段算术均值；各段可相加到总耗时均值。空心点是每个独立环境的总耗时，三轮先在环境内平均。1 KiB 的时间主要在操作循环，较大块减少请求次数后，文件和目录同步占比上升。阶段边界不能进一步分解为精确的锁、复制、内核或设备归因。

1 MiB 块上，async 的平均总耗时为 25.893 ms，sync 为 6.623 ms；文件 fsync 分别为 16.797、3.386 ms，目录 fsync 为 7.483、2.030 ms。async 的一个 resident round 达到 228.084 ms，其中 file fsync 为 159.445 ms、directory fsync 为 66.817 ms，同环境另两轮为 6.751、6.877 ms。这个样本参与三轮求和和全部统计；不能把它直接归因为 10 ms 等待或资格锁优化。

容量、批量与等待窗口¶

下表保留全部参数条件的候选/default-async 配对比及 95% CI。默认容量为 64 MiB、batch 为 1 MiB、等待为 10 ms，只有对应参数发生变化。

扩大到 256 MiB 没有显示稳定改善。4 KiB 流写中，0 μs 等待的配对比为 1.107 [0.618, 1.230]，16 MiB 容量为 1.142 [0.949, 1.215]；这些探索信号不足以决定默认值。64 MiB pressure 的 1 ms 等待为 1.063 [0.933, 1.248]，到 128 MiB 时为 0.982 [0.369, 1.162]，没有形成一致优势。完整环境的内存高水位包含所有 cell 与整个生命周期，不能解释为某 cell 的队列占用；共享 campaign 的内核 memory.peak 也不能当逐环境峰值。

CLI 独立计数与优化方向¶

独立 B-FS-DIAG 每臂运行 1 个新 CLI 环境、内部三轮，校验实例库存和最终记录；以下为 workspace 第三轮的同负载计数。profile 区间包含各工具的启动和校验，其耗时不进入前述分布。

流写的 64:1 合并符合 64-chunk 上限；1 KiB 请求下每批 64 KiB，尚未达到 1 MiB 的字节上限。host 合批没有减少这两项负载的 FUSE WRITE、OPEN、READ、FLUSH、RELEASE 请求库存，逐文件 close 的排序边界也限制跨文件积攒。

整个 CLI workspace owner 接受 25,393 次写、76,273,228 字节，执行 1,180 批；accepted 与 backing 字节一致，backing error 为 0。队列高水位为 401,288 字节、65 jobs，reserve wait 为 0。它属于整个 owner 生命周期，没有逐工具高水位；rootfs owner 接受的写入为 0。这个诊断不支持通过扩大 64 MiB 队列解决已测瓶颈。

后续优化优先核对每次 FUSE WRITE 的固定协议成本、资格检查和 worker 分派成本，并在保留文件排序、延迟错误和显式同步边界的前提下验证候选。较慢 backing 和真正并发生产者可能改变合批价值，需新批次验证。

整环境资源成本¶

独立 N30 四个 cell 的完整环境 CPU 中位数为 sync 1.946 CPU 秒、async 2.048 CPU 秒；配对 async/sync 为 1.051 [0.994, 1.085]。区间跨 1，未检出 CPU 节省。CPU 来自明确边界的 cpu.stat 差分，包含启动、准备、guest 与 host 校验及观察者；不能把这组数分摊为某个请求的复制或锁成本。

整环境资源数据保留逐 trial CPU、采样内存及采样数；CPU 配对统计使用 30 个 pair 和 5,000 次 bootstrap。10 ms 内存采样可能遗漏短峰；共享父组的累计 memory.peak 未作为逐环境峰值发布。读缓存批次没有同口径采样内存的字段留空，不能把缺失当成零。

测量覆盖与后续验证¶

SDK upper 热读负对照与不可变 lower 重读是不同实验；SDK native 绝对吞吐与普通 CLI 启动成本分别统计。独立 N30、CLI 和读缓存结果不与 N5 参数筛选拼接，也不累加历史批次百分比。

操作级尾延迟、开放到达负载、公平的多 VM 竞争、掉电或崩溃耐久、跨硬件和冷磁盘均未测量。队列持有 host 字节与固定 handle 的语义测试也不能证明完整 VM offload 期间的吞吐、释放的物理 RAM 或恢复成本。

复现命令、完整实验矩阵和剩余论文强度验证见仓库 benchmark/filesystem/CURVES.md。批次归档约定见实验记录索引。