Linux中的可重入函数和不可重入函数

可重入函数

可重入函数（即可以被中断的函数）可以被一个以上的任务调用，而不担心数据破坏。可重入函数在任何时候都可以被中断，而一段时间之后又可以恢复运行，而相应的数据不会破坏或者丢失。

可重入函数使用的变量有两种情况：

1.使用局部变量，变量保存在CPU寄存器中或者堆栈中；

2.使用全局变量，但是这时候要注意保护全局变量（防止任务中断后被其它任务改变变量）。

void strcpy(*dest,*src)
｛
    while(* dest++ = *src ++){;}
    *dest = NUL;
｝

分析：上面的函数用于字符串复制，而参数是存放在堆栈中的，故而改函数可以被多任务调用，而不必担心各个任务调用期间会互相破坏对方的指针。

 

基本上下面的函数都是不可重入的：

    1.函数内使用了静态的数据。

    2.函数内使用了malloc（）或者free（）函数的。

    3.函数内调用了标准的I/O函数的。

int temp;
 void swap(int *ex1,int *ex2)
｛
    temp = *ex1; //(1)
    *ex1 = *ex2;
    *ex2 = temp;
｝

分析：该函数中的全局变量temp是的函数变成了一个不可重入的函数，因为在多任务系统中，假如在任务1中调用swap函数，而程序执行到（1）处时被中断，进而执行其它的任务2，而刚好任务2也调用了swap函数，则temp里存的值则会被任务2改变。从而回到任务1被中断处继续执行的时候，temp里存的值已经不再是原来存的temp值了，进而产生了错误。

 

常用的可重入函数的方法有：

1.不要使用全局变量，防止别的代码覆盖这些变量的值。

2.调用这类函数之前先关掉中断，调用完之后马上打开中断。防止函数执行期间被中断进入别的任务执行。

3.使用信号量（互斥条件）。

总之：要保证中断是安全的

不可重入函数

在多任务系统下，中断可能在任务执行的任何时间发生；如果一个函数的执行期间被中断后，到重新恢复到断点进行执行的过程中，函数所依赖的环境没有发生改变，那么这个函数就是可重入的，否则就不可重入。

在中断前后不都要保存和恢复上下文吗，怎么会出现函数所依赖的环境发生改变了呢？

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。

满足下面条件之一的多数是不可重入函数：

(1)使用了静态数据结构;

(2)调用了malloc或free;

(3)调用了标准I/O函数;

(4)进行了浮点运算.

 

malloc/free是不可重入的，它们使用了全局变量来指向空闲区；标准I/O库的很多实现都使用了全局数据结构; 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)。

 

在信号处理程序及多线程编程时，要特别注意。

考虑这种情况：

1) 信号处理程序A内外都调用了同一个不可重入函数B；B在执行期间被信号打断，进入A (A中调用了B),完事之后返回B被中断点继续执行，这时B函数的环境可能改变，其结果就不可预料了。

2) 多线程共享进程内部的资源，如果两个线程A，B调用同一个不可重入函数F，A线程进入F后，线程调度，切换到B，B也执行了F，那么当再次切换到线程A时，其调用F的结果也是不可预料的。

在信号处理程序中即使调用可重入函数也有问题要注意。作为一个通用的规则，当在信号处理程序中调用可重

入函数时，应当在其前保存errno，并在其后恢复errno。(要了解经常被捕捉到的信号是SIGCHLD，其信号处理程序通常要调用一种wait函数，而各种wait函数都能改变errno。)