C語言函數重入

C語言函數重入

• 可重入函數：可以被中斷的函數，即這個函數執行時，可以中斷其執行，可以由一個或多個任務並發使用，而不比擔心數據錯誤。
• 不可重入函數（不安全函數）

1. 不能運行在多任務環境下，除非能保證互斥（使用信號量/代碼的關鍵部分禁用中斷）
2. 是由於使用了未受保護的系統資源，如全局變量區，中斷向量表等。

 

可重入函數：

1. 沒有靜態數據結構
2. 不返回指向靜態數據的指針
3. 所有函數數據由函數的調用者提供
4. 使用auto變量，或通過全局變量的拷貝來保護全局變量
5. 若必須訪問全局變量，則利用互斥信號保護
6. 不調用不可重入函數

 

不可重入函數有：

如果一個函數在重入條件下使用了未受保護的共享的資源，那么它是不可重入的。 

1. 函數中使用了靜態變量，無論是全局靜態變量還是局部靜態變量。 
2. 函數返回靜態變量
3. 函數中調用了不可重入函數
4. 函數體內使用了靜態的數據結構
5. 函數體內調用了malloc()或者free()函數
6. 函數體內調用了其他標准I/O函數
7. 函數是singleton中的成員函數，而且使用了不使用線程獨立存儲的成員變量

 

不可重入函數改寫成可重入函數：

1、不使用全局變量

2、在和硬件發生交互時，可能會發生中斷時，先關閉中斷（有些系列叫做“進入/退出核心”或者用OS_ENTER_KERNAL/OS_EXIT_KERNAL來描述，這是臨界區保護）

3、不調用不可重入函數

4、謹慎使用堆棧，最好在使用前OS_ENTER_KERNAL

 

中斷是嵌入式系統中重要的組成部分，這導致了很多編譯開發商提供一種擴展—讓標准C支持中斷。中斷服務子程序ISR：

__interrupt double compute_area (double radius)  
{ 
    double area = PI * radius * radius; 
    printf("\nArea = %f", area); 
    return area; 
} 

錯誤：

1、ISR沒有返回值

如果它有返回值，返回給誰，某種中斷源產生中斷，系統使用ISR進行處理。ISR是鏈接在某一個中斷源上的，而中斷源的產生是隨機的，所以ISR並沒有一個固定的調用者，也沒有固定的返回地址，所以返回值沒有用。

2、ISR不能傳遞參數

3、在許多編譯器/處理器中，浮點數是不可重入的。有些不允許在ISR中做浮點運算。

4、ISR應該短、有效率的，做浮點數不明智。

5、printf是不可重入函數。

 

解釋：

1、浮點數：一般浮點運算都是由專門的硬件來完成，舉個例子假設有個硬件寄存器名字叫做FLOAT，用來計算和存放浮點數的中間運算結果。
假設有這么個函數

void fun()
{
//...這個函數對FLOAT寄存器進行操作
}

假如第一次執行，有個對浮點數操作運算的結果臨時存在FLOAT寄存器中，而就在這時被中斷了，而中斷函數或者另一個進程也調用fun函數，這時第二次調用的fun函數在執行的過程中就會破壞第一次FLOAT寄存器中的結果，這樣當返回到第一次fun函數的時候，結果就不正確了。

 

2、printf函數

引用全局變量stdout，這是標准輸入輸出流的一個對象

malloc --------全局內存分配表
free    --------全局內存分配表

在unix里面通常都有加上_r后綴的同名可重入函數版本。