一、概念：
大多數核心子系統都是互相獨立的，是以某個子系統可能對其它子系統産生的事件感興趣。為了滿足這個需求，也即是讓某個子系統在發生某個事件時通知其它的子系統，Linux核心提供了通知鍊的機制。通知連結清單隻能夠在核心的子系統之間使用，而不能夠在核心與使用者空間之間進行事件的通知。 通知連結清單是一個函數連結清單，連結清單上的每一個節點都注冊了一個函數。當某個事情發生時，連結清單上所有節點對應的函數就會被執行。是以對于通知連結清單來說有一個通知方與一個接收方。在通知這個事件時所運作的函數由被通知方決定，實際上也即是被通知方注冊了某個函數，在發生某個事件時這些函數就得到執行。其實和系統調用signal的思想差不多。
二、資料結構：
通知鍊有四種類型：
原子通知鍊（ Atomic notifier chains ）：通知鍊元素的回調函數（當事件發生時要執行的函數）隻能在中斷上下文中運作，不允許阻塞。對應的連結清單頭結構：
<code>struct atomic_notifier_head { spinlock_t lock; struct notifier_block *head; };</code>
可阻塞通知鍊（ Blocking notifier chains ）：通知鍊元素的回調函數在程序上下文中運作，允許阻塞。對應的連結清單頭：
<code>struct blocking_notifier_head { struct rw_semaphore rwsem; struct notifier_block *head; };</code>
原始通知鍊（ Raw notifier chains ）：對通知鍊元素的回調函數沒有任何限制，所有鎖和保護機制都由調用者維護。對應的連結清單頭：
<code>struct raw_notifier_head { struct notifier_block *head; };</code>
SRCU 通知鍊（ SRCU notifier chains ）：可阻塞通知鍊的一種變體。對應的連結清單頭：
<code>struct srcu_notifier_head { struct mutex mutex; struct srcu_struct srcu; struct notifier_block *head; };</code>
通知鍊的核心結構：
<code>struct notifier_block { int (*notifier_call)(struct notifier_block *, unsigned long, void *); struct notifier_block *next; int priority; };</code>
其中notifier_call是通知鍊要執行的函數指針，next用來連接配接其它的通知結構，priority是這個通知的優先級，同一條鍊上的notifier_block{}是按優先級排列的。核心代碼中一般把通知鍊命名為xxx_chain, xxx_nofitier_chain這種形式的變量名。
三、運作機制：
通知鍊的運作機制包括兩個角色：
被通知者：對某一事件感興趣一方。定義了當事件發生時，相應的處理函數，即回調函數。但需要事先将其注冊到通知鍊中（被通知者注冊的動作就是在通知鍊中增加一項）。
通知者：事件的通知者。當檢測到某事件，或者本身産生事件時，通知所有對該事件感興趣的一方事件發生。他定義了一個通知鍊，其中儲存了每一個被通知者對事件的處理函數（回調函數）。通知這個過程實際上就是周遊通知鍊中的每一項，然後調用相應的事件處理函數。
包括以下過程：
通知者定義通知鍊。
被通知者向通知鍊中注冊回調函數。
當事件發生時，通知者發出通知（執行通知鍊中所有元素的回調函數）。
被通知者調用 notifier_chain_register 函數注冊回調函數，該函數按照優先級将回調函數加入到通知鍊中：
<code>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; }</code>
登出回調函數則使用 notifier_chain_unregister 函數，即将回調函數從通知鍊中删除：
<code>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; }</code>
通知者調用 notifier_call_chain 函數通知事件的到達，這個函數會周遊通知鍊中所有的元素，然後依次調用每一個的回調函數（即完成通知動作）：
<code>static int __kprobes 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(*nl); while (nb && nr_to_call) { next_nb = rcu_dereference(nb->next); #ifdef CONFIG_DEBUG_NOTIFIERS if (unlikely(!func_ptr_is_kernel_text(nb->notifier_call))) { WARN(1, "Invalid notifier called!"); nb = next_nb; continue; } #endif ret = nb->notifier_call(nb, val, v); if (nr_calls) (*nr_calls)++; if ((ret & NOTIFY_STOP_MASK) == NOTIFY_STOP_MASK) break; nb = next_nb; nr_to_call--; } return ret; }</code>
參數nl是通知鍊的頭部，val表示事件類型，v用來指向通知鍊上的函數執行時需要用到的參數，一般不同的通知鍊，參數類型也不一樣，例如當通知一個網卡被注冊時，v就指向net_device結構，nr_to_call表示準備最多通知幾個，-1表示整條鍊都通知，nr_calls非空的話，傳回通知了多少個。
每個被執行的notifier_block回調函數的傳回值可能取值為以下幾個：
NOTIFY_DONE：表示對相關的事件類型不關心。
NOTIFY_OK：順利執行。
NOTIFY_BAD：執行有錯。
NOTIFY_STOP：停止執行後面的回調函數。
NOTIFY_STOP_MASK：停止執行的掩碼。
Notifier_call_chain()把最後一個被調用的回調函數的傳回值作為它的傳回值。
四、舉例應用：
在這裡，寫了一個簡單的通知連結清單的代碼。實際上，整個通知鍊的編寫也就兩個過程：
首先是定義自己的通知鍊的頭節點，并将要執行的函數注冊到自己的通知鍊中。
其次則是由另外的子系統來通知這個鍊，讓其上面注冊的函數運作。
這裡将第一個過程分成了兩步來寫，第一步是定義了頭節點和一些自定義的注冊函數（針對該頭節點的），第二步則是使用自定義的注冊函數注冊了一些通知鍊節點。分别在代碼buildchain.c與regchain.c中。發送通知資訊的代碼為notify.c。
代碼1 buildchain.c。它的作用是自定義一個通知連結清單test_chain，然後再自定義兩個函數分别向這個通知鍊中加入或删除節點，最後再定義一個函數通知這個test_chain鍊：
<code>#include <asm/uaccess.h> #include <linux/types.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/sched.h> #include <linux/notifier.h> #include <linux/init.h> #include <linux/types.h> #include <linux/module.h> MODULE_LICENSE("GPL"); /* * 定義自己的通知鍊頭結點以及注冊和解除安裝通知鍊的外包函數 */ /* * RAW_NOTIFIER_HEAD是定義一個通知鍊的頭部結點， * 通過這個頭部結點可以找到這個鍊中的其它所有的notifier_block */ static RAW_NOTIFIER_HEAD(test_chain); /* * 自定義的注冊函數，将notifier_block節點加到剛剛定義的test_chain這個連結清單中來 * raw_notifier_chain_register會調用notifier_chain_register */ int register_test_notifier(struct notifier_block *nb) { return raw_notifier_chain_register(&test_chain, nb); } EXPORT_SYMBOL(register_test_notifier); int unregister_test_notifier(struct notifier_block *nb) { return raw_notifier_chain_unregister(&test_chain, nb); } EXPORT_SYMBOL(unregister_test_notifier); /* * 自定義的通知連結清單的函數，即通知test_chain指向的連結清單中的所有節點執行相應的函數 */ int test_notifier_call_chain(unsigned long val, void *v) { return raw_notifier_call_chain(&test_chain, val, v); } EXPORT_SYMBOL(test_notifier_call_chain); /* * init and exit */ static int __init init_notifier(void) { printk("init_notifier\n"); return 0; } static void __exit exit_notifier(void) { printk("exit_notifier\n"); } module_init(init_notifier); module_exit(exit_notifier);</code>
代碼2 regchain.c。該代碼的作用是将test_notifier1 test_notifier2 test_notifier3這三個節點加到之前定義的test_chain這個通知連結清單上，同時每個節點都注冊了一個函數：
<code>#include <asm/uaccess.h> #include <linux/types.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/sched.h> #include <linux/notifier.h> #include <linux/init.h> #include <linux/types.h> #include <linux/module.h> MODULE_LICENSE("GPL"); /* * 注冊通知鍊 */ extern int register_test_notifier(struct notifier_block*); extern int unregister_test_notifier(struct notifier_block*); static int test_event1(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr) { printk("In Event 1: Event Number is %d\n", event); return 0; } static int test_event2(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr) { printk("In Event 2: Event Number is %d\n", event); return 0; } static int test_event3(struct notifier_block *this, unsigned long event, void *ptr) { printk("In Event 3: Event Number is %d\n", event); return 0; } /* * 事件1，該節點執行的函數為test_event1 */ static struct notifier_block test_notifier1 = { .notifier_call = test_event1, }; /* * 事件2，該節點執行的函數為test_event1 */ static struct notifier_block test_notifier2 = { .notifier_call = test_event2, }; /* * 事件3，該節點執行的函數為test_event1 */ static struct notifier_block test_notifier3 = { .notifier_call = test_event3, }; /* * 對這些事件進行注冊 */ static int __init reg_notifier(void) { int err; printk("Begin to register:\n"); err = register_test_notifier(&test_notifier1); if (err) { printk("register test_notifier1 error\n"); return -1; } printk("register test_notifier1 completed\n"); err = register_test_notifier(&test_notifier2); if (err) { printk("register test_notifier2 error\n"); return -1; } printk("register test_notifier2 completed\n"); err = register_test_notifier(&test_notifier3); if (err) { printk("register test_notifier3 error\n"); return -1; } printk("register test_notifier3 completed\n"); return err; } /* * 解除安裝剛剛注冊了的通知鍊 */ static void __exit unreg_notifier(void) { printk("Begin to unregister\n"); unregister_test_notifier(&test_notifier1); unregister_test_notifier(&test_notifier2); unregister_test_notifier(&test_notifier3); printk("Unregister finished\n"); } module_init(reg_notifier); module_exit(unreg_notifier);</code>
代碼3 notify.c。該代碼的作用就是向test_chain通知鍊中發送消息，讓鍊中的函數運作：
<code>#include <asm/uaccess.h> #include <linux/types.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/sched.h> #include <linux/notifier.h> #include <linux/init.h> #include <linux/types.h> #include <linux/module.h> MODULE_LICENSE("GPL"); extern int test_notifier_call_chain(unsigned long val, void *v); /* * 向通知鍊發送消息以觸發注冊了的函數 */ static int __init call_notifier(void) { int err; printk("Begin to notify:\n"); /* * 調用自定義的函數，向test_chain鍊發送消息 */ printk("==============================\n"); err = test_notifier_call_chain(1, NULL); printk("==============================\n"); if (err) printk("notifier_call_chain error\n"); return err; } static void __exit uncall_notifier(void) { printk("End notify\n"); } module_init(call_notifier); module_exit(uncall_notifier);</code>
Makefile檔案：
<code>obj-m:=buildchain.o regchain.o notify.o CURRENT_PATH := $(shell pwd) LINUX_KERNEL := $(shell uname -r) KERNELDIR := /usr/src/linux-headers-$(LINUX_KERNEL) all: make -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules clean: make -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean </code>
運作（注意insmod要root權限）：
<code>make insmod buildchain.ko insmod regchain.ko insmod notify.ko</code>
這樣就可以看到通知鍊運作的效果了：
<code>init_notifier Begin to register: register test_notifier1 completed register test_notifier2 completed register test_notifier3 completed Begin to notify: ============================== In Event 1: Event Number is 1 In Event 2: Event Number is 1 In Event 3: Event Number is 1 ==============================</code>
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