liunx中可重入和不可重入函数

可重入函数

可重入函数(即可以被中断的函数)可以被一个以上的任务调用,而不担心数据破坏。可重入函数在任何时候都可以被中断,而一段时间之后又可以恢复运行,而相应的数据不会破坏或者丢失。

可重入函数使用的变量有两种情况:

1.使用局部变量,变量保存在CPU寄存器中或者堆栈中;

2.使用全局变量,但是这时候要注意保护全局变量(防止任务中断后被其它任务改变变量)。

 

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  1. void strcpy(*dest,*src)
  2.     while(* dest++ = *src ++){;}
  3.     *dest = NUL;

 

 

分析:上面的函数用于字符串复制,而参数是存放在堆栈中的,故而改函数可以被多任务调用,而不必担心各个任务调用期间会互相破坏对方的指针。

基本上下面的函数都是不可重入的:

1.函数内使用了静态的数据。

2.函数内使用了malloc()或者free()函数的。

3.函数内调用了标准的I/O函数的。

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  1. int temp;
  2.  void swap(int *ex1,int *ex2)
  3.     temp = *ex1; //(1)
  4.     *ex1 = *ex2;
  5.     *ex2 = temp;

 

分析:该函数中的全局变量temp是的函数变成了一个不可重入的函数,因为在多任务系统中,假如在任务1中调用swap函数,而程序执行到(1)处时被中断,进而执行其它的任务2,而刚好任务2也调用了swap函数,则temp里存的值则会被任务2改变。从而回到任务1被中断处继续执行的时候,temp里存的值已经不再是原来存的temp值了,进而产生了错误。 常用的可重入函数的方法有:1.不要使用全局变量,防止别的代码覆盖这些变量的值。2.调用这类函数之前先关掉中断,调用完之后马上打开中断。防止函数执行期间被中断进入别的任务执行。3.使用信号量(互斥条件)。总之:要保证中断是安全的

不可重入函数

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,浮点一般都是不可重入的 (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。)

下面稍微写一个具体的例子来区别可重入函数和不可重入函数:

 

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  1. #include <stdio.h>
  2. #include <signal.h>
  3. int a=0;
  4. void  handleSig5(int num, siginfo_t * info, void * no_used)
  5. {
  6. a = 5;
  7. printf(“before kill a = %d\n”, a);
  8. kill(getpid(), 6);
  9. printf(“after kill a = %d\n”, a);
  10. return;
  11. }
  12. void  handleSig6(int num, siginfo_t * info, void * no_used)
  13. {
  14. printf(“set a to 6\n”);
  15. a = 6;
  16. return ;
  17. }
  18. int main(void)
  19. {
  20. struct sigaction act;
  21. act.sa_handler = handleSig5;
  22. sigaction(5, &act, NULL);
  23. act.sa_handler = handleSig6;
  24. sigaction(6, &act, NULL);
  25. printf(“[%ld]wait a signal….\n”, getpid());
  26. getchar();
  27. return 0;
  28. }
  29. 在终端里手动向该进程发一个信号值为5的信号,其输出结果为
  30. [2771]wait  a  signal….
  31. before kill  a = 5
  32. set   a  to  6
  33. after  kill  a = 6

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