使用O_DIRECT打开文件后执行'write'操作后的用户缓冲区

Question

我正在使用O_DIRECT标志，从用户缓冲区直接写入磁盘。但就我所知，Linux不保证此调用后数据已被写入。它只是使用DMA或其他方法，将数据直接从用户缓冲区写入物理设备...因此，我不明白在'写入'函数调用后是否可以向用户缓冲区写入。

我相信示例代码将有助于理解我的问题：

char *user_buff = malloc(...); /* assume it is aligned as needed */
fd = open(..., O_DIRECT);
write(fd, ...)
memset(user_buff, 0, ...)

最后一行（memset）是否合法？向用户缓冲区写入数据有效吗？该缓冲区可能被DMA用于将数据传输到设备。

- user1868481

Answer 1

这是合法的。这里没有发生“回环” - 如果您使用动态分配的数组，您应该怎么做呢？在write()之后释放它吗？你不能吗？ - 好吧，答案是write()函数（和系统调用）在返回后不会修改或访问用户缓冲区 - 如果无法立即写入，则会复制数据。您不必担心实现细节（毕竟这就是C标准库的目的...）

- user529758

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write() 不是 C 标准库的一部分，它是一个更低级别的 Unix 系统调用。 - Barmar

@user1868481 我认为没有任何矛盾 - Barmar的回答也表明，当“写入”时，您的数据已经被写入。 - user529758

但是Barmar建议除了O_DIRECT标志外，还要添加O_SYNC标志。这是必要的吗？我需要这个写操作尽可能快。在这个“写”之后，我用新数据填充相同的用户缓冲区，然后再次使用“写”。我只想知道当我只使用O_DIRECT和“写”时会发生什么，并且DMA被激活。我如何知道安全使用用户缓冲区或者在“写”返回后DMA是否正在使用它... - user1868481

@user1868481：我不确定O_DIRECT是否意味着由HDD控制器提供的DMA。我认为它只是绕过了库内部缓冲区的使用。在硬件级别或使用分布式文件系统时仍可能发生缓存。为确保后者也已被刷新，应使用O_SYNC，以便数据被保证已经被物理保存。 - alk

@user1868481，你知道它是安全的，因为它保证是安全的。无论你传递给open()的标志如何，write()都不会在内核中留下一个指向你的用户空间缓冲区的指针，以后尝试异步访问它。当write()返回时，内核不会在任何情况下尝试访问你的用户空间缓冲区。你可以随心所欲地使用它。 - nos

Answer 2

在使用O_DIRECT时，结合使用O_SYNC标志。这样，当write()返回时，您可以确信数据已被写入。

- Barmar