open的O_DIRECT选项

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本文探讨了Linux下使用O_DIRECT选项进行直接I/O操作的方法及注意事项，重点介绍了如何确保缓冲区地址与文件系统逻辑块大小对齐，以避免错误。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

#define _FILE_OFFSET_BITS 64 //访问大磁盘
#define _GNU_SOURCE //定义O_DIRECT

＃i nclude <fcntl.h>

open的O_DIRECT选项- -

一个客户的技术支持。
问题的背景是他们希望系统掉电时，损失最小。而用O_DIRECT选项，则文件buffer/cache的机制造成的数据丢失将最小。可是现在问题是DIRECT open一个文件没问题，读/写不正确。

察看open的man page，注意到关于DIRECT选项的一些说明：

Under Linux 2.4, transfer sizes, and the alignment of user
buffer and file offset must all be multiples of the logical block size of the file system....

大概是说，DIRECT的前提必须是buffer地址/传送数据大小都要求"文件系统逻辑块"大小对齐。也就是说，如果我的文件系统逻辑块是4096byte，那么buffer的地址必须是4096的整数倍，每次读写的字节数、offset也是这样。
于是作了一下尝试，我的文件系统逻辑块是4096（大多数都是这样），用这个命令可以查到：

#dumpe2fs /dev/sda6|grep -i "block size"
... 4096

现在主要是解决buffer的地址4096对齐的问题，用gcc的编译选项定义全局变量buffer：

typedef char _aligned_char __attribute__ ((aligned (8192)));
_aligned_char buffer[8192]；

这样，全局定义的buffer就会按照4096对齐分配了，nm/objdump都可以看到，也可以在程序中打出来看看：

printf("buffer=%x\n",buffer);

这回写一下：

len=write(fd,buffer,4096);

len的返回值是4096，证明修改是正确的，当然，还要验证一下：
去掉buffer的align选项，编译运行，perror write的结果：

len=write(fd,buffer,4096);
perror("erro");

出现：

erro: Invalid argument

证明align起作用了。

问题倒是临时解决了，不过还是有问题，google O_DIRECT，很多说法不太一样，有的说要page size align，有的说logical block align，现在没有一个块大小是1024的文件系统，没法试，不过这也没什么，就按二者大的来吧:-)。