io_submit、io_setup和io_getevents示例

注：原发表在 Hadoop技术论坛

io_submit、io_setup和io_getevents和LINUX上的AIO系统调用。这有一个非常特别注意的地方——传递给io_setup的aio_context参数必须初始化为0，在它的man手册里其实有说明，但容易被忽视，我就犯了这个错误，man说明如下：

完整示例如下：// 包含必须头文件

  
  
  
  

   
   
   
   
#include <errno.h>  
   
   
   
   
#include <stdio.h>  
   
   
   
   
#include <fcntl.h>  
   
   
   
   
#include <unistd.h>  
   
   
   
   
#include <string.h>  
   
   
   
   
#include <stdlib.h>  
   
   
   
   
#include <sys/stat.h>  
   
   
   
   
#include <sys/types.h>  
   
   
   
   
#include <libaio.h>  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
int main()  
   
   
   
   
{  
   
   
   
   
        io_context_t ctx;  
   
   
   
   
        unsigned nr_events = 10;  
   
   
   
   
        memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));  // It's necessary，这里一定要的  
   
   
   
   
        int errcode = io_setup(nr_events, &ctx);  
   
   
   
   
        if (errcode == 0)  
   
   
   
   
                printf("io_setup success\n");  
   
   
   
   
        else 
   
   
   
   
                printf("io_setup error: :%d:%s\n", errcode, strerror(-errcode));  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
        // 如果不指定O_DIRECT，则io_submit操作和普通的read/write操作没有什么区别了，将来的LINUX可能  
   
   
   
   
        // 可以支持不指定O_DIRECT标志  
   
   
   
   
        int fd = open("./direct.txt", O_CREAT|O_DIRECT|O_WRONLY, S_IRWXU|S_IRWXG|S_IROTH);  
   
   
   
   
        printf("open: %s\n", strerror(errno));  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
        char* buf;  
   
   
   
   
        errcode = posix_memalign((void**)&buf, sysconf(_SC_PAGESIZE), sysconf(_SC_PAGESIZE));  
   
   
   
   
        printf("posix_memalign: %s\n", strerror(errcode));  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
        strcpy(buf, "hello xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx");  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
        struct iocb *iocbpp = (struct iocb *)malloc(sizeof(struct iocb));  
   
   
   
   
        memset(iocbpp, 0, sizeof(struct iocb));  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
        iocbpp[0].data           = buf;  
   
   
   
   
        iocbpp[0].aio_lio_opcode = IO_CMD_PWRITE;  
   
   
   
   
        iocbpp[0].aio_reqprio    = 0;  
   
   
   
   
        iocbpp[0].aio_fildes     = fd;  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
        iocbpp[0].u.c.buf    = buf;  
   
   
   
   
        iocbpp[0].u.c.nbytes = page_size;//strlen(buf); // 这个值必须按512字节对齐  
   
   
   
   
        iocbpp[0].u.c.offset = 0; // 这个值必须按512字节对齐  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
        // 提交异步操作，异步写磁盘  
   
   
   
   
        int n = io_submit(ctx, 1, &iocbpp);  
   
   
   
   
        printf("==io_submit==: %d:%s\n", n, strerror(-n));  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
        struct io_event events[10];  
   
   
   
   
        struct timespec timeout = {1, 100};  
   
   
   
   
        // 检查写磁盘情况，类似于epoll_wait或select 
   
   
   
   
        n = io_getevents(ctx, 1, 10, events, &timeout);  
   
   
   
   
        printf("io_getevents: %d:%s\n", n, strerror(-n));  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
        close(fd);  
   
   
   
   
        io_destroy(ctx);  
   
   
   
   
        return 0;  
   
   
   
   
}  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
 
   
   
   
   
测试环境：Linux 2.6.16，SUSE Linux Enterprise Server 10 (x86_64)  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
struct iocb {  
   
   
   
   
       /* these are internal to the kernel/libc. */  
   
   
   
   
       __u64   aio_data;       /* data to be returned in event\'s data */用来返回异步IO事件信息的空间，类似于epoll中的ptr。  
   
   
   
   
       __u32   PADDED(aio_key, aio_reserved1); /* the kernel sets aio_key to the req # */  
   
   
   
   
       /* common fields */  
   
   
   
   
       __u16   aio_lio_opcode; /* see IOCB_CMD_ above */  
   
   
   
   
       __s16   aio_reqprio;      // 请求的优先级  
   
   
   
   
       __u32   aio_fildes;        //  文件描述符  
   
   
   
   
       __u64   aio_buf;           // 用户态缓冲区  
   
   
   
   
       __u64   aio_nbytes;      // 文件操作的字节数  
   
   
   
   
       __s64   aio_offset;       // 文件操作的偏移量  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
       /* extra parameters */  
   
   
   
   
       __u64   aio_reserved2;  /* TODO: use this for a (struct sigevent *) */  
   
   
   
   
       __u64   aio_reserved3;  
   
   
   
   
}; /* 64 bytes */  
   
   
   
   
 
   
   
   
   
struct io_event {  
   
   
   
   
       __u64           data;          /* the data field from the iocb */ // 类似于epoll_event中的ptr  
   
   
   
   
       __u64           obj;            /* what iocb this event came from */ // 对应的用户态iocb结构体指针  
   
   
   
   
       __s64           res;            /* result code for this event */ // 操作的结果，类似于read/write的返回值  
   
   
   
   
       __s64           res2;          /* secondary result */  
   
   
   
   
};  
  
  
  
  

 

系统调用功能原型io_setup为当前进程初始化一个异步IO上下文int io_setup(unsigned nr_events,aio_context_t *ctxp);io_submit提交一个或者多个异步IO操作int io_submit(aio_context_t ctx_id,long nr, struct iocb **iocbpp);io_getevents获得未完成的异步IO操作的状态int io_getevents(aio_context_t ctx_id, long min_nr, long nr, struct io_event *events, struct timespec *timeout);io_cancel取消一个未完成的异步IO操作int io_cancel(aio_context_t ctx_id, struct iocb *iocb, struct io_event *result);io_destroy从当前进程删除一个异步IO上下文int io_destroy(aio_context_t ctx);