linux notifier的理解和应用

notifier主要用于内核间的各个模块的通信

（通知源）子系统A进行定义初始化和回调函数的调用
（被通知）子系统B进行回调函数的注册和注销
当A系统发生某种事件时，就调用通知链中的所有回调函数，B系统中注册的回调函数就会得到执行。一旦执行回调函数，他会从链表头依次执行每一个回调函数，那么依次执行是依次性执行完，执行过程中任意时刻都可睡眠？这些需求也就产生了4种类型的notifier_chain。

struct notifier_block {      /* chain的基本单位 */int (*notifier_call)(struct notifier_block *, unsigned long, void *);struct notifier_block __rcu *next;int priority;
};struct atomic_notifier_head {/* atmoic context； 执行（rcu_read_lock）；回调函数执行不能阻塞；实时性高 */spinlock_t lock;struct notifier_block __rcu *head;
};struct blocking_notifier_head {   /* process context；执行(rw_semaphore) ；回调函数执行可以阻塞；实时性相对低*/struct rw_semaphore rwsem;struct notifier_block __rcu *head;
};struct raw_notifier_head {    /* 原始链表操作，注册，执行过程无任何保护，完全有驱动人员控制 */struct notifier_block __rcu *head;
};struct srcu_notifier_head {   /* process context；可阻塞通知链的变体(Sleepable Read-Copy-Update)，回调函数执行可以阻塞 */struct mutex mutex;struct srcu_struct srcu;struct notifier_block __rcu *head;
};

notifer_chain的api使用的四大基本步骤，定义初始化，注册，调用和注销，而这些操作的基本单位是notifier_block，这个基本单位中包含了回调函数的notifier_call,后继notifier_block指针，优先级priority(默认0，数字越大优先级越大，越靠近链表的头节点，越优先得到执行)。

初始化

#include <linux/notifier.h>
#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)

/* srcu_notifier_heads must be initialized and cleaned up dynamically */
extern void srcu_init_notifier_head(struct srcu_notifier_head *nh);
#define srcu_cleanup_notifier_head(name)    \cleanup_srcu_struct(&(name)->srcu);

经过定义初始化后，链表的头就形成了，注册就是增加节点，执行就是遍历节点，唯一要说明的就是，srcu链需要动态的定义，其他三种不需要

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);/* 注册的notifier_block不重复*/int blocking_notifier_chain_cond_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);

其中注册和注销都调用了最基本的函数如下：

/**  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;
}static int notifier_chain_cond_register(struct notifier_block **nl,struct notifier_block *n)
{while ((*nl) != NULL) {if ((*nl) == n)return 0;if (n->priority > (*nl)->priority)break;nl = &((*nl)->next);}n->next = *nl;rcu_assign_pointer(*nl, n);return 0;
}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;
}

调用：
当A系统未发生事件时，会调用下面的函数之一的方法来执行通知链中的所有回调函数，那么所有注册的地方都会得到执行，除前一个函数执行返回值含有NOTIFY_STOP_MASK标志。其中参数val是一个整形，用户自定义含义的传入值，参数v是一个void*类型，用户自定义任何类型含义，一般为平台结构体指针，使用的时候需要强制转换。

/*调用了__atomic_notifier_call_chain,且nr_to_call=-1表示回调函数调用个数不限，nr_calls=NULL表示不关心已执行的回调函数个数*/
extern int atomic_notifier_call_chain(struct atomic_notifier_head *nh, unsigned long val, void *v);
extern int __atomic_notifier_call_chain(struct atomic_notifier_head *nh, unsigned long val, void *v, int nr_to_call, int *nr_calls);extern int blocking_notifier_call_chain(struct blocking_notifier_head *nh, unsigned long val, void *v);
extern int __blocking_notifier_call_chain(struct blocking_notifier_head *nh, unsigned long val, void *v, int nr_to_call, int *nr_calls);extern int raw_notifier_call_chain(struct raw_notifier_head *nh, unsigned long val, void *v);
extern int __raw_notifier_call_chain(struct raw_notifier_head *nh, unsigned long val, void *v, int nr_to_call, int *nr_calls);extern int srcu_notifier_call_chain(struct srcu_notifier_head *nh, unsigned long val, void *v);
extern int __srcu_notifier_call_chain(struct srcu_notifier_head *nh, unsigned long val, void *v, int nr_to_call, int *nr_calls);

回调函数的返回值：

#define NOTIFY_DONE      0x0000      /* Don't care回调函数不关心返回值*/
#define NOTIFY_OK       0x0001      /* Suits me 回调函数调用顺利完成*/
#define NOTIFY_STOP_MASK    0x8000      /* Don't call further 回调函数链禁止继续调用的掩码*/
#define NOTIFY_BAD      (NOTIFY_STOP_MASK|0x0002)/* Bad/Veto action 回调函数执行有错*/
/** Clean way to return from the notifier and stop further calls.当前顺利调用，禁止继续调用*/
#define NOTIFY_STOP     (NOTIFY_OK|NOTIFY_STOP_MASK)

在notifier_call_chain函数中去依次执行每一个注册的回调函数，并以前一个回调函数的返回值为判断依据，是否继续调用，最后一个执行函数的返回值作为notifier_call_chain的返回值。当前标准API中，只关注了NOTIFY_STOP_MASK，其他的在notifier_call_chain中未做处理。

典型用例：
在Linux中，液晶显示其会提供一个fb_notify,当显示器发生某种事件时，会调用notifier_call_chain,这样注册的回调函数得到执行，回调函数根据显示的framebuffer状态执行你预想的动作。
他选用的通知链类型是blocking_notifier_chain.

/**  linux/drivers/video/fb_notify.c**  Copyright (C) 2006 Antonino Daplas <adaplas@pol.net>**    2001 - Documented with DocBook* - Brad Douglas <brad@neruo.com>** This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public* License.  See the file COPYING in the main directory of this archive* for more details.*/
#include <linux/fb.h>
#include <linux/notifier.h>
#include <linux/export.h>/*静态定义并初始化通知链头*/
static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(fb_notifier_list);/** 注册回调函数，加入一个回调函数节点*   fb_register_client - register a client notifier*    @nb: notifier block to callback on events*/
int fb_register_client(struct notifier_block *nb)
{return blocking_notifier_chain_register(&fb_notifier_list, nb);
}
EXPORT_SYMBOL(fb_register_client);/** 注销回调函数，删除一个回调函数节点* fb_unregister_client - unregister a client notifier*    @nb: notifier block to callback on events*/
int fb_unregister_client(struct notifier_block *nb)
{return blocking_notifier_chain_unregister(&fb_notifier_list, nb);
}
EXPORT_SYMBOL(fb_unregister_client);/** 当源即framebuffer发生某种事件，调用该函数执行所有回调函数，通知其他子系统* fb_notifier_call_chain - notify clients of fb_events**/
int fb_notifier_call_chain(unsigned long val, void *v)
{return blocking_notifier_call_chain(&fb_notifier_list, val, v);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(fb_notifier_call_chain);

假如framenbuffer为A子系统，触屏ft5x06为B子系统，现想要做到触屏伴随显示屏息屏而休眠。亮屏而唤醒。
B子系统（触屏）/被通知者，代码如下：

kernel\drivers\input\touchscreen\ft5x06_ts.c #if defined(CONFIG_FB)
static int fb_notifier_callback(struct notifier_block *self,unsigned long event, void *data)
{struct fb_event *evdata = data;int *blank;struct ft5x06_ts_data *ft5x06_data =container_of(self, struct ft5x06_ts_data, fb_notif);/* 检测是否是显示器BLANK改变事件 */if (evdata && evdata->data && event == FB_EVENT_BLANK &&ft5x06_data && ft5x06_data->client) {blank = evdata->data;if (*blank == FB_BLANK_UNBLANK) /*是BLANK事件中的LCD亮屏事件，唤醒触屏*/ft5x06_ts_resume(&ft5x06_data->client->dev);else if (*blank == FB_BLANK_POWERDOWN) /*是BLANK事件中的LCD灭屏事件，让触屏休眠 */ft5x06_ts_suspend(&ft5x06_data->client->dev);}return 0;
}
#elif defined(CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND)//......#endifstatic int ft5x06_ts_probe(struct i2c_client *client,const struct i2c_device_id *id)
{//......
#if defined(CONFIG_FB)data->fb_notif.notifier_call = fb_notifier_callback;/*注册fb回调函数*/err = fb_register_client(&data->fb_notif);if (err)dev_err(&client->dev, "Unable to register fb_notifier: %d\n",err);
#endif//......}
static int __devexit ft5x06_ts_remove(struct i2c_client *client)
{//......
#if defined(CONFIG_FB)/*注销fb回调函数*/if (fb_unregister_client(&data->fb_notif))dev_err(&client->dev, "Error occurred while unregistering fb_notifier.\n");
#elif defined(CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND)unregister_early_suspend(&data->early_suspend);
#endif//......
}

A子系统（framebuffer）/通知者，代码如下：

int fb_blank(struct fb_info *info, int blank)
{   int ret = -EINVAL;if (blank > FB_BLANK_POWERDOWN)blank = FB_BLANK_POWERDOWN;if (info->fbops->fb_blank)   /*硬件执行亮屏还是灭屏的操作*/ret = info->fbops->fb_blank(blank, info);if (!ret) {struct fb_event event;event.info = info;event.data = ␣/*硬件BLANK操作成功后，调用所有的注册回调函数，比如通知给触屏*/fb_notifier_call_chain(FB_EVENT_BLANK, &event);}return ret;
}/*fbmem中的ioctl*/
static long do_fb_ioctl(struct fb_info *info, unsigned int cmd,unsigned long arg)
{//.......case FBIOBLANK:   //由上层发下来的亮屏还是息屏的IO命令if (!lock_fb_info(info))return -ENODEV;console_lock();info->flags |= FBINFO_MISC_USEREVENT;ret = fb_blank(info, arg);info->flags &= ~FBINFO_MISC_USEREVENT;console_unlock();unlock_fb_info(info);break;//......
}

至于framebuffer中的notifie_call_chain的第二，第三个参数，详见linux\fb.h,fbmem.c,fbcon.c。

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