本篇內容介紹了“可重入與不可重入函數的區(qū)別有哪些”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

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一、什么是可重入函數與不可重入函數?

可重入和不可重入函數主要用于多任務環(huán)境中，一個可重入的函數簡單來說就是可以被中斷的函數，也就是說，可以在這個函數執(zhí)行的任何時刻中斷它，轉入OS調度下去執(zhí)行另外一段代碼，而返回控制時不會出現什么錯誤;

而不可重入的函數由于使用了一些系統資源，比如全局變量區(qū)，中斷向量表等，所以它如果被中斷的話，可能會出現問題，這類函數是不能運行在多任務環(huán)境下的。

也可以這樣理解，重入即表示重復進入，首先它意味著這個函數可以被中斷，其次意味著它除了使用自己棧上的變量以外不依賴于任何環(huán)境(包括static)，這樣的函數就是purecode(純代碼)可重入，可以允許有該函數的多個副本在運行，由于它們使用的是分離的棧，所以不會互相干擾。

如果確實需要訪問全局變量(包括static)，一定要注意實施互斥手段?？芍厝牒瘮翟诓⑿羞\行環(huán)境中非常重要，但是一般要為訪問全局變量付出一些性能代價。

二、不可重入函數的缺點

編寫可重入函數時，若使用全局變量，則應通過關中斷、信號量(即P、V操作)等手段對其加以保護。

說明：若對所使用的全局變量不加以保護，則此函數就不具有可重入性，即當多個進程調用此函數時，很有可能使有關全局變量變?yōu)椴豢芍獱顟B(tài)。

示例：假設Exam是int型全局變量，函數Squre_Exam返回Exam平方值。那么如下函數不具有可重入性。

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

此函數若被多個進程調用的話，其結果可能是未知的，因為當(**)語句剛執(zhí)行完后，另外一個使用本函數的進程可能正好被激活，那么當新激活的進程執(zhí)行到此函數時，將使Exam賦與另一個不同的para值，所以當控制重新回到  temp=Square_Exam()后，計算出的temp很可能不是預想中的結果。此函數應如下改進：

unsignedint example(int para)  {  unsignedint temp;  [申請信號量操作] //(1)  Exam= para;  temp = Square_Exam( );  [釋放信號量操作]  return temp;  }

若申請不到”信號量“，說明另外的進程正處于給Exam賦值并計算其平方過程中(即正在使用此信號),本進程必須等待其釋放信號后，才可繼續(xù)執(zhí)行。若申請到信號，則可繼續(xù)執(zhí)行，但其它進程必須等待本進程釋放信號量后，才能再使用本信號。

三、保證函數的可重入性的方法

在寫函數時候盡量使用局部變量(例如寄存器、堆棧中的變量)，對于要使用的全局變量要加以保護(如采取關中斷、信號量等方法)，這樣構成的函數就一定是一個可重入的函數。

在實時系統的設計中，經常會出現多個任務調用同一個函數的情況。如果這個函數不幸被設計成為不可重入的函數的話，那么不同任務調用這個函數時可能修改其他  任務調用這個函數的數據，從而導致不可預料的后果。不可重入函數在實時系統設計中被視為不安全函數。

滿足下列條件的函數多數是不可重入的：

• 函數體內使用了靜態(tài)的數據結構;

• 函數體內調用了malloc()或者free()函數;

• 函數體內調用了標準I/O函數。

下面舉例加以說明。

A. 可重入函數

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

B. 不可重入函數1

charcTemp;//全局變量 voidSwapChar1(char*lpcX, char*lpcY) { cTemp=*lpcX; *lpcX=*lpcY; lpcY=cTemp;//訪問了全局變量 }

C. 不可重入函數2

voidSwapChar2(char*lpcX,char*lpcY) { staticchar cTemp;// 靜態(tài)局部變量 cTemp = *lpcX; *lpcX = *lpcY; lpcY = cTemp; // 使用了靜態(tài)局部變量 }

問題1：如何編寫可重入的函數?

答：在函數體內不訪問那些全局變量，不使用靜態(tài)局部變量，堅持只使用局部變量，寫出的函數就將是可重入的。如果必須訪問全局變量，記住利用互斥信號量來保護全局變量。

問題2：如何將一個不可重入的函數改寫成可重入的函數?

答：把一個不可重入函數變成可重入的唯一方法是用可重入規(guī)則來重寫它。其實很簡單，只要遵守了幾條很容易理解的規(guī)則，那么寫出來的函數就是可重入的。

• 不要使用全局變量。因為別的代碼很可能覆蓋這些變量值。

• 在和硬件發(fā)生交互的時候，切記執(zhí)行類似disinterrupt()之類的操作，就是關閉硬件中斷。完成交互記得打開中斷，在有些系列上，這叫做“進入/退出核心”。

• 不能調用其它任何不可重入的函數。

• 謹慎使用堆棧。最好先在使用前先OSENTERKERNAL。

堆棧操作涉及內存分配，稍不留神就會造成益出導致覆蓋其他任務的數據，所以，請謹慎使用堆棧!最好別用!很多黑客程序就利用了這一點以便系統執(zhí)行非法代碼從而輕松獲得系統控制權。還有一些規(guī)則，總之，時刻記住一句話：保證中斷是安全的!

實例問題：曾經設計過如下一個函數，在代碼檢視的時候被提醒有bug，因為這個函數是不可重入的，為什么?

unsignedint sum_int( unsignedint base ) { unsignedint index; staticunsignedint sum = 0; // 注意，是static類型 for(index = 1; index <= base; index++) sum += index; return sum; }

分析：所謂的函數是可重入的(也可以說是可預測的)，即只要輸入數據相同就應產生相同的輸出。這個函數之所以是不可預測的，就是因為函數中使用了 static  變量，因為 static 變量的特征，這樣的函數被稱為：帶“內部存儲器”功能的的函數。因此如果需要一個可重入的函數，一定要避免函數中使用  static變量，這種函數中的static變量，使用原則是，能不用盡量不用。

將上面的函數修改為可重入的函數，只要將聲明sum變量中的static關鍵字去掉，變量sum即變?yōu)橐粋€auto類型的變量，函數即變?yōu)橐粋€可重入的函數。

當然，有些時候，在函數中是必須要使用static變量的，比如當某函數的返回值為指針類型時，則必須是static的局部變量的地址作為返回值，若為auto類型，則返回為錯指針。

這種情況出現在多任務系統當中，在任務執(zhí)行期間捕捉到信號并對其進行處理時，進程正在執(zhí)行的指令序列就被信號處理程序臨時中斷。如果從信號處理程序返回，則繼續(xù)執(zhí)行進程斷點處的正常指令序列，從重新恢復到斷點重新執(zhí)行的過程中，函數所依賴的環(huán)境沒有發(fā)生改變，就說這個函數是可重入的，反之就是不可重入的。

四、最后

眾所周知，在進程中斷期間，系統會保存和恢復進程的上下文，然而恢復的上下文僅限于返回地址，cpu寄存器等之類的少量上下文，而函數內部使用的諸如全局或靜態(tài)變量，buffer等并不在保護之列，  所以如果這些值在函數被中斷期間發(fā)生了改變，那么當函數回到斷點繼續(xù)執(zhí)行時，其結果就不可預料了。

打個比方，比如malloc，將如一個進程此時正在執(zhí)行  malloc分配堆空間，此時程序捕捉到信號發(fā)生中斷，執(zhí)行信號處理程序中恰好也有一個malloc，這樣就會對進程的環(huán)境造成破壞，因為malloc通  常為它所分配的存儲區(qū)維護一個鏈接表，插入執(zhí)行信號處理函數時，進程可能正在對這張表進行操作，而信號處理函數的調用剛好覆蓋了進程的操作，造成錯誤。

滿足下面條件之一的多數是不可重入函數：

• 使用了靜態(tài)數據結構;

• 調用了malloc或free;

• 調用了標準I/O函數;標準io庫很多實現都以不可重入的方式使用全局數據結構。

• 進行了浮點運算.許多的處理器/編譯器中，浮點一般都是不可重入的 (浮點運算大多使用協處理器或者軟件模擬來實現)。

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