总结可重入函数与不可重入函数常见的几个问题

什么是可重入函数与不可重入函数?

  • 可重入函数主要用于多任务环境中,一个可重入的函数简单来说就是可以被中断的函数,也就是说,可以在这个函数执行的任何时刻中断它,而返回控制时不会出现什么错误;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。
  • 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。编写可重入函数时,若使用全局变量,则应通过关中断、信号量(即P、V操作)等手段对其加以保护。说明:若对所使用的全局变量不加以保护,则此函数就不具有可重入性,即当多个进程调用此函数时,很有可能使有关全局变量变为不可知状态。
  • 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。如果这个函数不幸被设计成为不可重入的函数的话,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。所谓可重入函数就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。所以不可重入函数在实时系统设计中被视为不安全函数。

如何保证函数的可重入性?

  • 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),对于要使用的全局变量要加以保护(如采取关中断、信号量等方法),这样构成的函数就一定是一个可重入的函数。
  • 总而言之满足下列条件的函数多数是不可重入的:
  1. 函数体内使用了静态的数据结构﹔
  2. 函数体内调用了malloc(或者free()函数;
  3. 函数体内调用了标准I/O函数。(标准CI/O函数是典型的不可重入函数)
  4. 浮点运算对一般的编译器而言也是不可重入的,所以在一个可重入函数中使用浮点数及浮点运算是冒险的。

如何将一个不可重入改写成可重入?

  • 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。只要遵守了上面那几条很容易理解的规则,那么写出来的函数就是可重入的。

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