Notifier 一文搞懂Linux内核通知链 _Notifier

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 。
嵌入式进阶教程分门别类整理好了，看的时候十分方便，由于内容较多，这里就截取一部分图吧。

文章插图

需要的朋友私信【内核】即可领取。
内核学习地址：Linux内核源码/内存调优/文件系统/进程管理/设备驱动/网络协议栈-学习视频教程-腾讯课堂
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

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

#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

#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，

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;}

/* *	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。