Direct IO需满足三重对齐：缓冲区地址、文件偏移量、传输字节数均须按设备逻辑扇区大小（如512或4096）对齐，且文件系统（ext4/XFS/Btrfs）和设备须支持，open时启用O_DIRECT，内存须用posix_memalign分配。
在高性能存储场景中，需要绕过内核页缓存直接与块设备交互，避免 read()/write() 调用触发 page cache 拷贝和脏页回写开销，尤其适用于数据库日志、科学计算批量 I/O 或自研文件系统代理层。
确认文件系统与设备支持 Direct IO
执行 stat -f /path/to/file 查看文件所在文件系统类型；ext4、XFS、Btrfs 在挂载时启用 direct_io 或默认支持（XFS 无需额外选项），而 tmpfs、procfs、nfs 不支持 Direct IO；若目标为裸设备（如 /dev/sdb1），需确保其未被 LVM 或 RAID 层抽象，且当前用户有读写权限。
运行 blockdev --getss /dev/sdb1 获取逻辑扇区大小（通常为 512 或 4096 字节）——【Direct IO 的缓冲区地址和文件偏移量都必须按此值对齐】。
打开文件时启用 O_DIRECT 标志
使用 open() 系统调用，传入 O_DIRECT | O_RDWR（或 O_RDONLY/O_WRONLY）标志位，禁用缓存路径：
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int fd = open("/data/bigfile.bin", O_RDWR | O_DIRECT | O_CREAT, 0644);
若返回 -1 且 errno == EINVAL，常见原因包括：文件位于不支持 Direct IO 的文件系统（如 overlayfs）、底层设备不支持（如某些 FUSE 实现）、或文件以 O_APPEND 方式打开（O_APPEND 与 O_DIRECT 互斥）。
分配对齐内存缓冲区
方法一：使用 posix_memalign()
调用 posix_memalign(&buf, alignment, size) 分配页对齐内存，其中 【alignment 必须 ≥ 文件系统逻辑扇区大小，推荐使用 getpagesize() 返回值（通常 4096）】；不能用 malloc() 或 new 分配的内存，因其地址无法保证对齐，会导致 read/write 失败并返回 EINVAL。
方法二：使用 memalign()（部分旧系统）或 aligned_alloc()（C11）
memalign() 行为类似 posix_memalign，但失败时返回 NULL 而非错误码；aligned_alloc() 要求 size 是 alignment 的整数倍，否则行为未定义。
执行 Direct IO 读写操作
第一步：确保每次 read/write 的 offset 参数是逻辑扇区大小的整数倍
第二步：确保传入的缓冲区起始地址由 posix_memalign 分配且满足对齐要求
第三步：确保要传输的字节数是逻辑扇区大小的整数倍（例如 4096、8192、131072）
调用 ssize_t n = read(fd, buf, 65536); —— 若 n > 0，表示成功读取指定字节数；若 n == 0，说明已到文件末尾；若 n == -1 且 errno == EINVAL，立即检查上述三项对齐条件是否全部满足。
这一步操作起来很简单，直接把对齐后的 buf 和 offset 传进去就行，但任何一项不满足都会导致系统调用立即失败。
