锁定页面是否由 pthread 继承？

Question

我的实时系统有一点分页问题，​​我想知道 linux 在我的特定情况下应该如何表现。

除其他外，我的应用程序使用 pthread_create() 生成 2 个线程，它们在一组共享缓冲区上运行。 第一个线程，我们称之为 A，从设备读取数据，对其执行一些计算，并将结果写入其中一个缓冲区。 一旦该缓冲区已满，线程 B 将读取所有结果并通过以太网将它们发送到 PC，而线程 A 将写入下一个缓冲区。

我注意到，每次线程 A 开始写入以前未使用的缓冲区时，我都会错过一些中断并丢失数据（每个数据包的标头中有一个 id，如果增加超过 1，我错过了中断）。 因此，如果我使用 n 个缓冲区，我会在数据采集开始时得到恰好 n 次错过的中断（因此问题肯定是由分页引起的）。

为了解决这个问题，我在所有缓冲区上使用了 mlock() 和 memset() 以确保它们实际被分页。 这解决了我的问题，但我想知道我的代码中的哪个位置是正确的。在我的主应用程序中，还是在一个/两个线程中？ （目前我在两个线程中都这样做）

根据 libc 文档（第 3.4.2 节“锁定的内存详细信息”），使用 fork() 创建的子进程不会继承内存锁。 那么pthreads呢？它们的行为方式是否相同，或者它们会从我的主进程继承这些锁？

关于我的系统的一些背景信息，尽管我认为这在这种特殊情况下并不重要：

• 它是一个嵌入式系统，由具有双核 Cortex-A9 的 SoC 提供支持，运行具有 PREEMPT_RT 的 Linux 4.1.22。
• 中断频率为4kHz
• 线程优先级（如 htop 所示）为中断的 -99，线程 A 的 -98（这两者都高于所有其他中断的标准优先级 -51）和线程 B 的 -2李>

编辑：

我做了一些额外的测试，从不同的线程（和主线程）调用我的页面锁定函数。

如果我将页面锁定在 main() 中，然后尝试再次将它们锁定在其中一个线程中，我希望看到 main() 出现大量页面错误，但线程本身没有页面错误（因为页面应该已经被锁定）。然而，htop 讲述了一个不同的故事：我看到每个锁定这些页面的线程都有大量的页面错误（MNFLT 列）。

对我来说，这表明 pthread 实际上确实具有与使用 fork() 生成的子进程相同的限制。如果是这种情况，将它们锁定在两个线程中（但不在主线程中）将是正确的过程。

Answer 1

线程共享相同的内存管理上下文。如果一个页面驻留在一个线程中，那么它就驻留在同一进程中的所有线程中。

这意味着内存锁定是每个进程，而不是每个线程。

您可能仍然会在第一次写入时看到小错误，因为错误用于将页面标记为脏。您可以通过在锁定后写入每个页面来避免这种情况。