可重入函数

数学术语

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。

简介

可重入函数也可以这样理解，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。

注意事项

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，即当多个线程调用此函数时，很有可能使有关全局变量变为不可知状态。

示例

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。

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赋予另一个不同的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。

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

与线程安全的关系

可重入与线程安全两个概念都关系到函数处理资源的方式。但是，他们有重大区别：

操作系统背景与CPU调度策略：

可重入函数未必是线程安全的；线程安全函数未必是可重入的。

不可重入

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

B. 不可重入函数1

C. 不可重入函数2

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