c中的可重入和不可重入函数

可重入和不可重入 的基本概念

---简介---

• 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。

• 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，可以允许有多个该函数的副本在运行，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。

---注意---

• 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。

• 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。

---示例---

• 1.假设Exam是int型全局变量，函数Square_Exam返回Exam平方值。那么如下函数不具有可重入性。

unsigned int example( int para )
{
    unsigned int temp;
    Exam = para; // （**）
    temp = Square_Exam( );
    return temp;
}

此函数若被多个进程调用的话，其结果可能是未知的，因为当（**）语句刚执行完后，另外一个使用本函数的进程可能正好被激活，那么当新激活的进程执行到此函数时，将使Exam赋与另一个不同的para值，所以当控制重新回到“temp = Square_Exam( )”后，计算出的temp很可能不是预想中的结果。此函数应如下改进。

unsigned int example( int para )
{
    unsigned int temp;
    [申请信号量操作] //(1)
    Exam = para;
    temp = Square_Exam( );
    释放信号量操作]
    return temp;
}

若申请不到“信号量”，说明另外的进程正处于给Exam赋值并计算其平方过程中（即正在使用此信号）,本进程必须等待其释放信号后，才可继续执行。若申请到信号，则可继续执行，但其它进程必须等待本进程释放信号量后，才能再使用本信号。

保证函数的可重入性的方法：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。

VxWorks中采取的可重入的技术有：

• 动态堆栈变量（各子函数有自己独立的堆栈空间）
• 受保护的全局变量和静态变量
• 任务变量

-2.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用到的数据，从而导致不可预料的后果。那么什么是可重入函数呢？所谓可重入函数是指一个可以被多个任务调用的函数(过程)，任务在调用时不必担心数据是否会出错。不可重入函数在实时系统设计中被视为不安全函数。

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。
   
   下面举例加以说明。
   
   A. 可重入函数

void strcpy(char *lpszDest, char *lpszSrc) {
    while(*lpszDest++=*lpszSrc++);
    *dest=0;
}

B. 不可重入函数1

char cTemp;//全局变量
void SwapChar1(char *lpcX, char *lpcY) {
    cTemp=*lpcX;
    *lpcX=*lpcY;
    lpcY=cTemp;//访问了全局变量
}

C. 不可重入函数2

void SwapChar2(char *lpcX,char *lpcY) {
    tatic char cTemp;//静态局部变量
    cTemp=*lpcX;
    *lpcX=*lpcY;
    pcY=cTemp;//使用了静态局部变量
}