Linux内核事件通知链（Linux Notifier Chains）简介_综合

Linux内核事件通知链（Linux Notifier Chains）简介

一、简单介绍

Linux内核中大多数内核子系统都是相互独立的，因此某个子系统可能对其它子系统产生的事件感兴趣。为了满足这个需求，也即是让某个子系统在发生某个事件时通知其它的子系统，Linux内核提供了通知链的机制。通知链表只能够在内核的子系统之间使用，而不能够在内核与用户空间之间进行事件的通知。
通知链表是一个函数链表，链表上的每一个节点都注册了一个函数。当某个事情发生时，链表上所有节点对应的函数就会被执行。所以对于通知链表来说有一个通知方与一个接收方。在通知这个事件时所运行的函数由被通知方决定，实际上也即是被通知方注册了某个函数，在发生某个事件时这些函数就得到执行。其实和系统调用signal的思想差不多。

二、Linux内核通知链框架图

三、内核的四种通知链类型

1. 原子通知链（ Atomic notifier chains ）：通知链元素的回调函数（当事件发生时要执行的函数）在中断或原子操作上下文中运行，不允许阻塞。对应的链表头结构：

struct atomic_notifier_head {
spinlock_t lock;
struct notifier_block *head;
};

2. 可阻塞通知链（ Blocking notifier chains ）：通知链元素的回调函数在进程上下文中运行，允许阻塞。对应的链表头：

struct blocking_notifier_head {
struct rw_semaphore rwsem;
struct notifier_block *head;
};

3. 原始通知链（ Raw notifierchains ）：对通知链元素的回调函数没有任何限制，所有锁和保护机制都由调用者维护。对应的链表头：

网络子系统就是该类型，通过以下宏实现head的初始化

static RAW_NOTIFIER_HEAD(netdev_chain);
#define RAW_NOTIFIER_INIT(name) { \
.head= NULL }
#define RAW_NOTIFIER_HEAD(name) \
struct raw_notifier_head name = \
RAW_NOTIFIER_INIT(name)
即：
struct raw_notifier_head netdev_chain = {
.head = NULL;
}

而其回调函数的注册，比如向netdev_chain的注册函数：register_netdevice_notifier。

struct raw_notifier_head {
struct notifier_block *head;
};

5. SRCU 通知链（ SRCU notifier chains ）：可阻塞通知链的一种变体。对应的链表头：

struct srcu_notifier_head {
struct mutex mutex;
struct srcu_struct srcu;
struct notifier_block *head;
};

五、大家应该注意到上面提到的四种通知链里面都含有一个notifier_block结构，在头文件include/linux/notifier.h里面定义。

notifier_block的数据结构的内容：

struct notifier_block {
int (*notifier_call)(struct notifier_block *, unsigned long, void *);
struct notifier_block __rcu *next;
int priority;
};

简单分析一下notifier_block的数据结构：

1. notifier_call：当相应事件发生时应该调用的函数，由被通知方提供，如other_subsys_1；

2. notifier_block *next：用于链接成链表的指针；

3. priority：回调函数的优先级，一般默认为0。

六、运行机制介绍：

被通知一方（other_subsys_x）通过notifier_chain_register向特定的chain注册回调函数，并且一般而言特定的子系统会用特定的notifier_chain_register包装函数来注册，比如路由子系统使用的是网络子系统的：register_netdevice_notifier来注册他的notifier_block。

七、向事件通知链注册的步骤

1. 申明struct notifier_block结构

2. 编写notifier_call函数

3. 调用特定的事件通知链的注册函数，将notifier_block注册到通知链中

如果内核组件需要处理够某个事件通知链上发出的事件通知，其就该在初始化时在该通知链上注册回调函数。

八、通知子系统有事件发生

inet_subsys是通过notifier_call_chain来通知其他的子系统（other_subsys_x）的。

notifier_call_chain会按照通知链上各成员的优先级顺序执行回调函数（notifier_call_x）；回调函数的执行现场在notifier_call_chain进程地址空间。

九、实例测试原始通知链，测试代码如下：

1、notifier_chain_register.c（注：申明一个通知链，向内核注册通知链，定义事件；）

#include <linux/notifier.h>  
#include <linux/module.h>  
#include <linux/init.h>  
#include <linux/kernel.h> 
#include <linux/fs.h>   static RAW_NOTIFIER_HEAD(notfier_chain_fp);  static int invoke_notifiers_chain(unsigned long val, void *v)  
{  printk(KERN_DEBUG "invoke_notifiers_chain\n"); return raw_notifier_call_chain(?fier_chain_fp, val, v);  
}  
EXPORT_SYMBOL(invoke_notifiers_chain);  static int register_notifier_chain(struct notifier_block *nb)  
{  int err;  err = raw_notifier_chain_register(?fier_chain_fp, nb);  if(err)  {printk(KERN_DEBUG "raw_notifier_chain_register error!\n"); goto out;  }elseprintk(KERN_DEBUG "raw_notifier_chain_register success!\n");out:  return err;  
}  EXPORT_SYMBOL(register_notifier_chain);  static int __init notifier_chain_init(void)  
{  printk(KERN_DEBUG "notifier_chain_init\n");  return 0;  
}  static void __exit notifier_chain_exit(void)  
{  printk(KERN_DEBUG "notifier_chain_exit\n");  
}  MODULE_LICENSE("GPL v2");  
MODULE_AUTHOR("weifanghai");  module_init(notifier_chain_init);  
module_exit(notifier_chain_exit);

对应的Makefile

obj-m +=notifier_chain_register.o KDIR := /home/weifanghai/Android_4.4_git/xunwei/kernel/iTop4412_Kernel_3.0
PWD ?= $(shell pwd)all:make -C $(KDIR) M=$(PWD) modulesclean:rm -rf *.o

2、receiver_notifier_chain.c（注： 定义回调函数，定义notifier_block，向tifier_chain_register注册notifier_block）

#include <linux/notifier.h>  
#include <linux/module.h>  
#include <linux/init.h>  #include <linux/kernel.h>   
#include <linux/fs.h> extern int register_notifier_chain(struct notifier_block *nb);  
#define NOTIFIER_TCHAIN_NUMBER 520111 /* realize the notifier_call func */  
int receiver_notifier_chain_event(struct notifier_block *nb, unsigned long event,  void *v)  
{  switch(event){  case NOTIFIER_TCHAIN_NUMBER:  printk(KERN_DEBUG "^_^very great!received a notifier chain event!^_^\n");  break;  default:  break;  }  return NOTIFY_DONE;  
}  
/* define a notifier_block */  
static struct notifier_block receiver_notifier_chain = {  .notifier_call = receiver_notifier_chain_event,  
};  
static int __init receiver_notifier_chain_init(void)  
{  printk(KERN_DEBUG "receiver_notifier_chain_init\n");  register_notifier_chain(&receiver_notifier_chain); return 0;  
}  static void __exit receiver_notifier_chain_exit(void)  
{  printk(KERN_DEBUG "receiver_notifier_chain_exit!\n");  
}  MODULE_LICENSE("GPL");  
MODULE_AUTHOR("weifanghai");  module_init(receiver_notifier_chain_init);  
module_exit(receiver_notifier_chain_exit);

对应的Makefile

obj-m +=receiver_notifier_chain.o KDIR := /home/weifanghai/Android_4.4_git/xunwei/kernel/iTop4412_Kernel_3.0
PWD ?= $(shell pwd)all:make -C $(KDIR) M=$(PWD) modulesclean:rm -rf *.o

3、send_notifier_chain.c（注： 发出通知链事件）

#include <linux/notifier.h>  
#include <linux/module.h>  
#include <linux/init.h>  
#include <linux/kernel.h> 
#include <linux/fs.h> extern int invoke_notifiers_chain(unsigned long val, void *v);  
#define NOTIFIER_TCHAIN_NUMBER 520111 static int __init send_nofifier_chain_init(void)  
{  printk(KERN_DEBUG "send_nofifier_chain_init\n");  invoke_notifiers_chain(NOTIFIER_TCHAIN_NUMBER, "your are very beautiful!");  return 0;  
}  static void __exit send_nofifier_chain_exit(void)  
{  printk(KERN_DEBUG "send_nofifier_chain_exit\n");  
}  MODULE_LICENSE("GPL v2");  
MODULE_AUTHOR("weifanghai");  module_init(send_nofifier_chain_init);  
module_exit(send_nofifier_chain_exit);

对应Makefile

obj-m +=send_notifier_chain.o KDIR := /home/weifanghai/Android_4.4_git/xunwei/kernel/iTop4412_Kernel_3.0
PWD ?= $(shell pwd)all:make -C $(KDIR) M=$(PWD) modulesclean:rm -rf *.o

运行三个ko，测试打印结果效果图：

小结：从打印信息看成功发送消息和接受消息，到这里关于Linux内核通知链notifier 的学习你应该有初步的认识了吧。