linux - 使用 O_DIRECT 从 HDD 读取()失败并显示 22(EINVAL，无效参数)

Question

我想从 SATA HDD /dev/sdd 制作一个基本的 read()。 write() 似乎有效。 read() 和 write() 也可以在没有 O_DIRECT 标志的情况下工作。我读过，它必须与 block 大小对齐。所以我用它来获取 block 大小:

root$ blockdev --getsize /dev/sdd
488397168

root$ blockdev --getsize64 /dev/sdd
250059350016

root$ python -c "print 250059350016.0/488397168"
512.0

如你所见，我有 root 权限。 HDD 通过 PCIe SATA 卡连接，lspci -vv 显示它使用基本的 ahci (drivers/ata/ahci.c) 驱动程序。我在 64 位 Power Architecture 上使用 3.2.0 Linux 内核。

这是我的代码:

#define _GNU_SOURCE

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h> 
#include <unistd.h> 
#include <errno.h>

int main() {

    int r;
    char *buffer, *tmp_buffer;
    // alloc more than necesarry to align the real buffer
    tmp_buffer = malloc(2*512*sizeof(char)); 
    long align = (unsigned long)tmp_buffer%512;
    printf("tmp_buffer is at: %x \% 512 = %d\n",tmp_buffer,align);

    buffer = tmp_buffer+(512-align);
    printf("buffer is at: %x \% 512 = %d\n",buffer,(unsigned long)buffer%512);

    memset(buffer,0,sizeof(512));

    // OPEN
    int fd = open("/dev/sdd",O_DIRECT | O_RDWR | O_SYNC);
    if(fd!=3) printf("fd = %d\n",fd);

    // READ
    printf("try to read and then dump buffer:\n");

    r = read(fd,buffer,sizeof(512));
    if(r == -1) printf("Error: %s\n",strerror(errno));
    else {
        // DUMP BUFFER
        int i;
        for(i=0; i<sizeof(512); i++)
            printf("%c",buffer[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

输出是:

tmp_buffer is at: 1cc80010 % 512 = 16
buffer is at: 1cc80200 % 512 = 0
try to read and then dump buffer:
Error: Invalid argument

编辑:我已经按照 Brett Hale 的回答建议更新了我的来源。不幸的是我仍然得到错误。我找出 block 大小的方法可以吗？我对齐正确了吗？

非常感谢您的阅读，
费边

Answer 1

直接 DMA 传输通常需要对齐缓冲区。来自 man :

The O_DIRECT flag may impose alignment restrictions on the length and address of userspace buffers and the file offset of I/Os. ... Under Linux 2.6, alignment to 512-byte boundaries suffices.

所以 char buffer[512];可能需要与 512 字节地址对齐。

可能无法在堆栈上实现这种对齐，因此类似:

static char buffer[512] __attribute__ ((__aligned__ (512)));

可能有用。或者也许这种对齐方式适用于堆栈。或者，如果您使用的是 x86，则可以使用 <mm_malloc.h>内在支持功能:_mm_malloc和 _mm_free .