引入
在linux内核中，各个子系统之间有很强的相互关系，某些子系统可能对其他子系统产生的事件比较感兴趣。因此内核引入了notifier机制，当然了notifier机制只能用在内核子系统之间，不能用在内核与应用层之间。比如当系统suspend的时候，就会使用到notifier机制来通知系统的内核线程进行suspend。
内核实现的notifier机制代码位于kernel/kernel/notifier.c，同时此机制的代码量也不是很多只有600行左右。
数据结构
内核使用struct notifier_block结构代表一个notifier
代码语言：javascript复制typedef int (*notifier_fn_t)(struct notifier_block *nb,
unsigned long action, void *data);
struct notifier_block {
notifier_fn_t notifier_call;
struct notifier_block __rcu *next;
int priority;
};notifier_call: 代表当事件发生之后调用的回调函数。
next: 用来链接同一个类型的notifier。
priority: notifier chain的优先级。对应的数字越大优先级越高，就优先执行。
同时内核也提供了四种不同类型的notifier chain
- 原子通知链(Atomic notifier chains)
struct atomic_notifier_head {
spinlock_t lock;
struct notifier_block __rcu *head;
};可以看到原子notifier chain只是对notifier_block的一个封装。同时atomic notifier chain的回调函数需要运行在中断上下文/原子上下文中，而且不能睡眠。
很明显因为atomic_notifer_head其中的spin_lock的特点就是不能睡眠。
- 可阻塞通知链(Blocking notifier chains)
struct blocking_notifier_head {
struct rw_semaphore rwsem;
struct notifier_block __rcu *head;
};blocking_notifier_head其中包含了读写信号量成员rwsem，而信号量的特定就是运行在进程上下文，而且还可以睡眠。同理Blocking notifier chains的回调函数特征一样。
- 原始通知链(Raw notifier chains)
struct raw_notifier_head {
struct notifier_block __rcu *head;
};raw_notifier_head的特点是对回调函数，register, unregister都没有任何限制，所有的保护机制都需要调用者维护。
- SRCU通知链(SRCU notifier chains）
struct srcu_notifier_head {
struct mutex mutex;
struct srcu_struct srcu;
struct notifier_block __rcu *head;
};SRCU通知链是block notifier chain的一种变体，采用SRCU(Sleepable Read-Copy Update)代替rw-semphore来保护chains
notifier chain初始化
内核提供了一套宏用来初始化各个类型的通知链
代码语言：javascript复制#define ATOMIC_INIT_NOTIFIER_HEAD(name) do {
spin_lock_init(&(name)->lock);
(name)->head = NULL;
} while (0)
#define BLOCKING_INIT_NOTIFIER_HEAD(name) do {
init_rwsem(&(name)->rwsem);
(name)->head = NULL;
} while (0)
#define RAW_INIT_NOTIFIER_HEAD(name) do {
(name)->head = NULL;
} while (0)以上是动态初始化各个类型的通知链，当然了有动态初始化，也就有静态初始化
代码语言：javascript复制#define ATOMIC_NOTIFIER_INIT(name) {
.lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(name.lock),
.head = NULL }
#define BLOCKING_NOTIFIER_INIT(name) {
.rwsem = __RWSEM_INITIALIZER((name).rwsem),
.head = NULL }
#define RAW_NOTIFIER_INIT(name) {
.head = NULL }
/* srcu_notifier_heads cannot be initialized statically */
#define ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(name)
struct atomic_notifier_head name =
ATOMIC_NOTIFIER_INIT(name)
#define BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(name)
struct blocking_notifier_head name =
BLOCKING_NOTIFIER_INIT(name)
#define RAW_NOTIFIER_HEAD(name)
struct raw_notifier_head name =
RAW_NOTIFIER_INIT(name)通过注释可以知道SRCU通知链不能使用静态的方法，因此内核提供了一个动态的初始化函数，
代码语言：javascript复制void srcu_init_notifier_head(struct srcu_notifier_head *nh)
{
mutex_init(&nh->mutex);
if (init_srcu_struct(&nh->srcu) < 0)
BUG();
nh->head = NULL;
}注册/注销通知链
内核提供的最基本的注册通知链的函数
代码语言：javascript复制/*
* Notifier chain core routines. The exported routines below
* are layered on top of these, with appropriate locking added.
*/
static int notifier_chain_register(struct notifier_block **nl,
struct notifier_block *n)
{
while ((*nl) != NULL) {
if (n->priority > (*nl)->priority)
break;
nl = &((*nl)->next);
}
n->next = *nl;
rcu_assign_pointer(*nl, n);
return 0;
}上述的操作就是通过判断priority的大小，然后将大的插入带链表头，小的插入在链表末尾。
代码语言：javascript复制static int notifier_chain_unregister(struct notifier_block **nl,
struct notifier_block *n)
{
while ((*nl) != NULL) {
if ((*nl) == n) {
rcu_assign_pointer(*nl, n->next);
return 0;
}
nl = &((*nl)->next);
}
return -ENOENT;
}上述的注销函数，就是先找到此节点，然后从链表中删除的一个操作。
因为插入/删除操作都是临界资源，需要使用rcu机制保护起来。
同样，内核通过包装核心的注册/注销函数，实现了上述说的四种notifier chain
代码语言：javascript复制int atomic_notifier_chain_register(struct atomic_notifier_head *nh,struct notifier_block *n)
int atomic_notifier_chain_unregister(struct atomic_notifier_head *nh,struct notifier_block *n)
int blocking_notifier_chain_register(struct blocking_notifier_head *nh,struct notifier_block *n)
int blocking_notifier_chain_unregister(struct blocking_notifier_head *nh,struct notifier_block *n)
int raw_notifier_chain_register(struct raw_notifier_head *nh,struct notifier_block *n)
int raw_notifier_chain_unregister(struct raw_notifier_head *nh,struct notifier_block *n)
int srcu_notifier_chain_register(struct srcu_notifier_head *nh,struct notifier_block *n).
int srcu_notifier_chain_unregister(struct srcu_notifier_head *nh,struct notifier_block *n)通知函数
当某种事件需要发生的时候，就需要调用内核提供的通知函数notifier call函数，来通知注册过相应时间的子系统。
代码语言：javascript复制/**
* notifier_call_chain - Informs the registered notifiers about an event.
* @nl: Pointer to head of the blocking notifier chain
* @val: Value passed unmodified to notifier function
* @v: Pointer passed unmodified to notifier function
* @nr_to_call: Number of notifier functions to be called. Don't care
* value of this parameter is -1.
* @nr_calls: Records the number of notifications sent. Don't care
* value of this field is NULL.
* @returns: notifier_call_chain returns the value returned by the
* last notifier function called.
*/
static int notifier_call_chain(struct notifier_block **nl,
unsigned long val, void *v,
int nr_to_call, int *nr_calls)
{
int ret = NOTIFY_DONE;
struct notifier_block *nb, *next_nb;
nb = rcu_dereference_raw(*nl);
while (nb && nr_to_call) {
next_nb = rcu_dereference_raw(nb->next);
ret = nb->notifier_call(nb, val, v); //调用注册的回调函数
if (nr_calls)
(*nr_calls) ;
if ((ret & NOTIFY_STOP_MASK) == NOTIFY_STOP_MASK) //有停止的mask就返回，否则继续
break;
nb = next_nb;
nr_to_call--;
}
return ret;
}同样内核也提供了四个不同类型的通知函数
代码语言：javascript复制int atomic_notifier_call_chain(struct atomic_notifier_head *nh,unsigned long val, void *v)
int blocking_notifier_call_chain(struct blocking_notifier_head *nh,unsigned long val, void *v)
int raw_notifier_call_chain(struct raw_notifier_head *nh,unsigned long val, void *v)
int srcu_notifier_call_chain(struct srcu_notifier_head *nh,unsigned long val, void *v)示例分析
通过编写两个文件，一个用来注册事件，另一个用来通知事件。
notifier.c用来注册事件
代码语言：javascript复制#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/notifier.h>
BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(test_chain_head);
EXPORT_SYMBOL_GPL(test_chain_head);
int register_test_notifier(struct notifier_block *nb)
{
return blocking_notifier_chain_register(&test_chain_head, nb);
}
int unregister_test_notifier(struct notifier_block *nb)
{
return blocking_notifier_chain_unregister(&test_chain_head, nb);
}
static int test_chain_notify(struct notifier_block *nb,unsigned long mode, void *_unused)
{
printk(KERN_EMERG "notifier: test_chain_notify!n"); //回调处理函数
return 0;
}
static struct notifier_block test_chain_nb = {
.notifier_call = test_chain_notify,
};
static int notifier_test_init(void)
{
printk(KERN_EMERG "notifier: notifier_test_init!n");
register_test_notifier(&test_chain_nb); //注册notifier事件
return 0;
}
static void notifier_test_exit(void)
{
printk(KERN_EMERG "notifier: notifier_test_exit!n");
unregister_test_notifier(&test_chain_nb);
}
module_init(notifier_test_init);
module_exit(notifier_test_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");call.c用来触发事件。
代码语言：javascript复制#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/notifier.h>
extern struct blocking_notifier_head test_chain_head;
static int call_notifier_call_chain(unsigned long val)
{
int ret = blocking_notifier_call_chain(&test_chain_head, val, NULL);
return notifier_to_errno(ret);
}
static int call_test_init(void)
{
printk(KERN_EMERG "notifier: call_test_init!n");
call_notifier_call_chain(123); //在init函数中触发事件
return 0;
}
static void call_test_exit(void)
{
printk(KERN_EMERG "notifier: call_test_exit!n");
}
module_init(call_test_init);
module_exit(call_test_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");测试结构如下：
代码语言：javascript复制root@test:/data # insmod notifier.ko
root@test:/data # insmod call.ko
root@test:/data # dmesg | grep "notifier"
[ 89.644596] c7 notifier: notifier_test_init!
[ 95.956801] c6 notifier: call_test_init!
[ 95.960624] c6 notifier: test_chain_notify!
