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，转入OS调度下去执行另外一段代码，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。

怎么会有可重入和不可重入的概念呢？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；

比如使用或者返回全局变量，静态局部变量

(2)调用了malloc或free；

malloc/free是不可重入的，它们使用了全局变量来指向空闲区。malloc通常会为所分配的存储区维护一个链接表，而插入执行信号处理函数的时候，进程可能正在修改此链接表；

(3)调用了标准I/O函数；

标准I/O库的很多实现都使用了全局数据结构；

(4)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)。举个例子假设有个硬件寄存器名字叫做FLOAT，用来计算和存放浮点数的中间运算结果假设有这么个函数

void fun()

{

//...

}

这个函数对FLOAT寄存器进行操作，假如第一次执行，有个对浮点数操作运算的结果临时存在FLOAT寄存器中，而就在这时被中断了，而中断函数或者另一个进程也调用fun函数，这时第二次调用的fun函数在执行的过程中就会破坏第一次FLOAT寄存器中的结果，这样当返回到第一次fun函数的时候，结果就不正确了。

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。)可重入函数在多线程条件下，函数应当是线程安全的，进一步，更强的条件是可重入的。一个可重入函数保证了在多线程条件下，函数的状态不会出现错误。eg.

in cstatic int tmp;

void swap1(int* x, int* y)

{

tmp=*x;

*x=*y;

*y=tmp;

}

void swap2(int* x, int* y)

{

int

tmp;

tmp=*x;

*x=*y;

*y=tmp;

}

swap1是不可重入的，swap是可重入的。因为在多线程条件下，操作系统会在swap1还没有执行完的情况下，切换到另一个线程中，那个线程可能再次调用swap1，这样状态就错了。

一个函数如果满足以及下条件之一，那么它是不可重入的：

函数中使用了静态变量，无论是全局静态变量还是局部静态变量。

函数返回静态变量。

函数中调用了不可重入函数。

函数是singleton中的成员函数而且使用了不使用线程独立存储的成员变量

总的来说，如果一个函数在重入条件下使用了未受保护的共享的资源，那么它是不可重入的。

什么是可重入性？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。相反，

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。

可重入函数：不为连续的调用持有静态数据。不返回指向静态数据的指针；所有数据都由函数的调用者提供。使用本地数据，或者通过制作全局数据的本地拷贝来保护全局数据。绝不调用任何不可重入函数。

编写可重入函数原则：

1、不要使用静态数据结构，坚持只用局部变量；

2、若必须访问全局变量，利用互斥信号量来保护全局变量；

3、获取得知哪些系统调用是可重入的，在多任务处理程序中都使用安全的系统调用；

4、不调用其它任何不可重入的函数；

5、谨慎使用堆栈。堆栈操作涉及内存分配，稍不留神就会造成益出导致覆盖其他任务的数据，最好先在使用前先OS_ENTER_KERNAL；

6、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”。