Kernel 5.4下使用io_uring写入文件失败，始终返回EINVAL

环境信息 #

• 平台：x86_64
• 系统：Ubuntu Bionic（18.04）
• 内核版本：5.4.0-150（LTS）
• liburing版本：2.4

问题描述 #

编写了一个简单的io_uring文件写入程序，但执行后cqe->res始终返回-22（EINVAL）。尝试使用页对齐缓冲区后问题依旧，且因组织政策无法升级内核，想确认write SQE在Kernel 5.4中是否可用，以及可能的解决方向。

测试代码 #

#include <stdio.h>
#include <liburing.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

void dump_sqe(struct io_uring_sqe *sqe);

int main() {
    // Initialize the io_uring structure and create a ring buffer and completion events
    struct io_uring ring;
    void* buf;
    int fd;
    
    printf("Using liburing %d.%d\n",IO_URING_VERSION_MAJOR,IO_URING_VERSION_MINOR);
    
    int ret = io_uring_queue_init(16, &ring, 0);
    if (ret < 0) {
      printf("io_uring_queue_init: %d\n",ret);
    }

    if((fd = open("./temp.txt", O_WRONLY | O_TRUNC | O_CREAT, 0644)) < 0)
       perror("open");

    // Set up the write operation
    struct io_uring_sqe *sqe = io_uring_get_sqe(&ring);

    posix_memalign(&buf,4096,4096);
    strcpy(buf,"Hello, world!\n");

    io_uring_prep_write(sqe, fd, buf, strlen(buf), 0);
    dump_sqe(sqe);
    
    // Submit the write request to the kernel
    ret = io_uring_submit(&ring);
    if (ret < 0) {
      printf("io_uring_submit: %d\n",ret);
    }

    // Wait for the completion of the write request
    struct io_uring_cqe *cqe;
    ret = io_uring_wait_cqe(&ring, &cqe);
    if (ret < 0) {
      printf("io_uring_wait_cqe: %d\n",ret);
    }

    // Process the completed write request
    if (cqe->res < 0) {
      printf("cqe->res = %d\n",cqe->res);
    } else {
      printf("Success\n");
    }

    // Clean up
    io_uring_cqe_seen(&ring, cqe);
    io_uring_queue_exit(&ring);
    return 0;
}

void dump_sqe(struct io_uring_sqe *sqe)
{
  printf("sqe->opcode = 0x%02x\n"
     "sqe->flags = 0x%08x\n"
     "sqe->ioprio = %d\n"
     "sqe->fd = %d\n"
     "sqe->off = %lld\n"
     "sqe->addr = 0x%016llu\n"
     "sqe->len = %d\n"
     "sqe->rw_flags = %d\n"
     "sqe->buf_index = %d\n"
     "sqe->personality = %d\n"
     "sqe->file_index = %d\n"
     "sqe->addr3 = %lld\n"
     "sqe->__pad2[0] = %lld\n\n",
     sqe->opcode,
     sqe->flags,
     sqe->ioprio,
     sqe->fd,
     sqe->off,
     sqe->addr,
     sqe->len,
     sqe->rw_flags,
     sqe->buf_index,
     sqe->personality,
     sqe->file_index,
     sqe->addr3,
     sqe->__pad2[0]);
}

运行输出 #

Using liburing 2.4
sqe->opcode = 0x17
sqe->flags = 0x00000000
sqe->ioprio = 0
sqe->fd = 4
sqe->off = 0
sqe->addr = 0x0094870066995200
sqe->len = 14
sqe->rw_flags = 0
sqe->buf_index = 0
sqe->personality = 0
sqe->file_index = 0
sqe->addr3 = 0
sqe->__pad2[0] = 0

cqe->res = -22

核心原因 #

Kernel 5.4.0-150完全支持基本的io_uring write操作，问题出在liburing版本与内核版本不兼容：

• liburing 2.4是为较新内核（5.10+）设计的，默认会使用Kernel 5.4不支持的新opcode（你输出中的0x17对应IORING_OP_WRITE_FIXED，该操作需要注册固定缓冲区，而你未做相关配置），导致内核返回EINVAL错误。

解决办法 #

方法1：降级liburing到兼容版本 #

将liburing降级到1.x系列（如1.10）或0.x系列，这些版本默认使用Kernel 5.4支持的旧版opcode和接口，无需修改代码即可正常工作。

方法2：手动构造兼容的SQE（无需降级liburing） #

如果无法降级liburing，可跳过io_uring_prep_write函数，手动构造符合Kernel 5.4要求的SQE，强制使用原生的IORING_OP_WRITE（opcode为0x01）：

修改代码中设置write操作的部分：

// 替换原来的io_uring_prep_write调用
memset(sqe, 0, sizeof(*sqe));
sqe->opcode = IORING_OP_WRITE; // Kernel 5.4支持的基础write操作码
sqe->fd = fd;
sqe->addr = (unsigned long long)buf;
sqe->len = strlen(buf);
sqe->off = 0;

额外验证点 #

• 确保内核已开启CONFIG_IO_URING配置（你的环境中io_uring_queue_init成功，说明已开启）；
• 保持缓冲区的页对齐（你已通过posix_memalign实现，无需调整）；
• 打开文件的参数无问题（当前的O_WRONLY | O_TRUNC | O_CREAT是合理的）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Chris Z