eMMC&Android&C&Linux

Question

问题：
Open读取文件，有设置O_DIRECT，但是实际Read的时候，仍然使用了PageCache，而不是直接操作磁盘，这是为何？

背景：
1： 题主用的是安卓手机，采用eMMC内存，我想对手机的eMMC内存进行压力测试(一直读写数据)
2：eMMC内存有两种模式：Normal模式和Command Queue模式，
3：题主对Normal模式的eMMC内存可以实现直接访问磁盘，对Command Queue模式的eMMC内存，无法直接从磁盘读取数据(采用了PageCache)
4：明明有设置O_DIRECT，Normal模式有直接读取磁盘的信息，而Command Queue模式却不会直接访问磁盘，先访问PageCache

代码
fileReadHandle = open(filePath, O_RDONLY | O_DIRECT | O_NOCTTY, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH | S_IWOTH);//获取文件句柄
readLength = read(fileReadHandle,jbArray,length);//Read操作，长度为1024 * 1024 = 1MB

我想要的结果：
如何让我的Read操作直接去访问磁盘设备？为何我的O_DIRECT会失效？

Answer 1

O_DIRECT 标志用于绕过页面缓存并直接访问底层存储设备。然而，在您的情况下，可能有几个原因导致它无法正常工作。

一个原因可能是您的文件系统不支持直接 I/O。一些文件系统（如 ext4）不支持 O_DIRECT，并将忽略该标志。

另一个原因可能是文件系统或设备驱动程序不支持 O_DIRECT 的对齐要求。O_DIRECT 要求传递给 read 或 write 系统调用的缓冲区与存储设备的物理块大小对齐。如果缓冲区不对齐，驱动程序可能会回退到使用页面缓存。

最后，该问题也可能由您的安卓设备使用的特定 eMMC 内存控制器引起。一些控制器可能不支持直接 I/O，或者可能有不同的对齐要求。

可能是你的设备的 eMMC 控制器使用了 Command Queue 模式，该模式可能不支持 O_DIRECT。在这种模式下，eMMC 内存控制器使用队列来调度命令并管理存储设备的访问。该模式可能不支持直接 I/O，因此 O_DIRECT 标志可能会被忽略。

为了确认您的设备的 eMMC 控制器是否支持 O_

首先要确定的是，O_DIRECT是在linux系统中定义的一个文件操作标志，用于告诉内核不要使用page cache来缓存读写操作。然而，并不是所有的文件系统都支持O_DIRECT标志。在某些文件系统中，O_DIRECT标志被忽略，或者只有在文件打开时才有效。另外，在某些文件系统中，O_DIRECT标志只对读操作有效，对写操作无效。

在安卓系统中，内核是基于linux内核的，所以O_DIRECT标志也是可用的。然而，你提到的eMMC内存有两种模式：Normal模式和Command Queue模式，这两种模式对于O_DIRECT标志的支持是不同的。对于Normal模式的eMMC内存，O_DIRECT标志是有效的，可以直接访问磁盘。而对于Command Queue模式的eMMC内存，O_DIRECT标志是无效的，无法直接从磁盘读取数据。

如果你想要在Command Queue模式的eMMC内存上直接访问磁盘，那么你需要查找其它的解决方案。比如，可以使用IOCTL系统调用来控制eMMC内存的读写操作，或者使用特定的驱动来实现磁盘直接访问。