什么是可重入函数, 不可重入函数? 哪些原因导致函数不可重入?-程序员宅基地

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定义：

在实时系统的设计中，经常会出现多个任务调用同一个函数的情况。如果有一个函数不幸被设计成为这样：那么不同任务调用这个函数时可能修改其他任务调用这个函数的数据，从而导致不可预料的后果。这样的函数是不安全的函数，也叫不可重入函数。相反，肯定有一个安全的函数，这个安全的函数又叫可重入函数。那么什么是可重入函数呢？所谓可重入是指一个可以被多个任务调用的过程，任务在调用时不必担心数据是否会出错。
可重入（reentrant）函数可以由多于一个任务并发使用，而不必担心数据错误。
不可重入（non-reentrant）函数不能由超过一个任务所共享，除非能确保函数的互斥 （或者使用信号量，或者在代码的关键部分禁用中断）。
可重入函数可以在任意时刻被中断， 稍后再继续运行，不会丢失数据。可重入函数要么使用本地变量，要么在使用全局变量时 保护自己的数据。
而不可重入的函数由于使用了一些系统资源，比如全局变量区，中断向量表等，所以它如果被中断的话，可能会出现问题，这类函数是不能运行在多任务环境下的。我们知道中断时确实保存一些上下文，但是仅限于返回地址，cpu 寄存器等之类的少量上下文，而函数内部使用的诸如全局或静态变量，buffer 等并不在保护之列，所以如果这些值在函数被中断期间发生了改变，那么当函数回到断点继续执行时，其结果就不可预料了。
也可以这样理解，重入即表示重复进入，首先它意味着这个函数可以被中断，其次意味着它除了使用自己栈上的变量以外不依赖于任何环境（包括 static），这样的函数就是purecode（纯代码）可重入，可以允许有该函数的多个副本在运行，由于它们使用的是分离的栈，所以不会互相干扰。如果确实需要访问全局变量（包括 static），一定要注意实施互斥手段。可重入函数在并行运行环境中非常重要，但是一般要为访问全局变量付出一些性能代价。

保证函数的可重入性的方法：



    

  1. 在写函数时候尽量使用局部变量（例如寄存器、堆栈中的变量）；
    2. 

  2. 对于要使用的全局变量要加以保护（如采取关中断、信号量等互斥方法），这样构成的函数就一定是一个可重入的函数。
    3. 



满足下列条件的函数多数是不可重入（不安全）的：




    

  1. 函数体内使用了静态的数据结构；
    2. 

  2. 函数体内调用了malloc() 或者 free() 函数；
    3. 

  3. malloc就是一个不可重入函数，如一个进程此时正在执行malloc分配堆空间，此时程序捕捉到信号发生中断，执行信号处理程序中恰好也有一个malloc，这样就会对进程的环境造成破坏，因为malloc通常为它所分配的存储区维护一个链接表，插入执行信号处理函数时，进程可能正在对这张表进行操作，而信号处理函数的调用刚好覆盖了进程的操作，造成错误。
    4. 

  4. 函数体内调用了标准 I/O 函数。
    5. 

  5. 进行了浮点运算.许多的处理器/编译器中，浮点一般都是不可重入的 (浮点运算大多使用协处理器或者软件模拟来实现。
    6. 



如何将一个不可重入的函数改写成可重入函数呢？


把一个不可重入函数变成可重入的唯一方法是用可重入规则来重写它。其实很简单，只要遵守了几条很容易理解的规则，那么写出来的函数就是可重入的：




    

  1. 不要使用全局变量。因为别的代码很可能改变这些变量值。
    2. 

  2. 在和硬件发生交互的时候，切记执行类似 disinterrupt() 之类的操作，就是关闭硬件中断。完成交互记得打开中断，在有些系列上，这叫做“进入/ 退出核心”。
    3. 

  3. 不能调用其它任何不可重入的函数。
    4. 

  4. 谨慎使用堆栈。
    5. 



Linux常见的可重入函数













   
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