[Linux]不可重入函数

一、概述

怎么会有可重入和不可重入。

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，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。)

二、实例

给出一段程序，这段程序从信号处理程序my_alarm调用非可重入函数getpwnam，而my_alarm每秒被调用一次。在该程序中调用alarm函数使得每秒产生一次SIGALRM信号。

#include <stdio.h>
#include <pwd.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>

static void my_alarm(int signo){
    struct passwd * rootptr;

    printf("in signal handler\n");
    if((rootptr = getpwnam("root")) == NULL){
        fprintf(stderr, "getpwnam(root) error\n");
    }
    alarm();
}

int main(void){
    struct passwd *ptr;

    signal(SIGALRM, my_alarm);
    alarm();
    for(;;){
        if((ptr = getpwnam("ives")) == NULL){
            fprintf(stderr, "getpwnam(ives) error\n");
        }
        if(strcmp(ptr->pw_name, "ives") != ){
            printf("return value corrupted!, pw_name = %s\n", ptr->pw_name);
        }
    }
}

在大多数系统下，该代码不会正常工作，只会输出一串"in signal handler"就阻塞在那里不再运行。