C语⾔函数重⼊
C语⾔函数重⼊
可重⼊函数：可以被中断的函数，即这个函数执⾏时，可以中断其执⾏，可以由⼀个或多个任务并发使⽤，⽽不⽐担⼼数据错误。
不可重⼊函数（不安全函数）
1. 不能运⾏在多任务环境下，除⾮能保证互斥（使⽤信号量/代码的关键部分禁⽤中断）
2. 是由于使⽤了未受保护的系统资源，如全局变量区，中断向量表等。
可重⼊函数：
1. 没有静态数据结构
2. 不返回指向静态数据的指针
3. 所有函数数据由函数的调⽤者提供
4. 使⽤auto变量，或通过全局变量的拷贝来保护全局变量
5. 若必须访问全局变量，则利⽤互斥信号保护
6. 不调⽤不可重⼊函数
不可重⼊函数有：
如果⼀个函数在重⼊条件下使⽤了未受保护的共享的资源，那么它是不可重⼊的。
1. 函数中使⽤了静态变量，⽆论是全局静态变量还是局部静态变量。
2. 函数返回静态变量
3. 函数中调⽤了不可重⼊函数
4. 函数体内使⽤了静态的数据结构
5. 函数体内调⽤了malloc()或者free()函数
6. 函数体内调⽤了其他标准I/O函数
7. 函数是singleton中的成员函数，⽽且使⽤了不使⽤线程独⽴存储的成员变量
不可重⼊函数改写成可重⼊函数：
1、不使⽤全局变量
molloc函数
2、在和硬件发⽣交互时，可能会发⽣中断时，先关闭中断（有些系列叫做“进⼊/退出核⼼”或者⽤
OS_ENTER_KERNAL/OS_EXIT_KERNAL来描述，这是临界区保护）
3、不调⽤不可重⼊函数
4、谨慎使⽤堆栈，最好在使⽤前OS_ENTER_KERNAL
中断是嵌⼊式系统中重要的组成部分，这导致了很多编译开发商提供⼀种扩展—让标准C⽀持中断。中断服务⼦程序ISR：
错误：
1、ISR没有返回值
如果它有返回值，返回给谁，某种中断源产⽣中断，系统使⽤ISR进⾏处理。ISR是链接在某⼀个中断源上的，⽽中断源的产⽣是随机的，所以ISR并没有⼀个固定的调⽤者，也没有固定的返回地址，所以
返回值没有⽤。
2、ISR不能传递参数
3、在许多编译器/处理器中，浮点数是不可重⼊的。有些不允许在ISR中做浮点运算。
4、ISR应该短、有效率的，做浮点数不明智。
5、printf是不可重⼊函数。
解释：
1、浮点数：⼀般浮点运算都是由专门的硬件来完成，举个例⼦假设有个硬件寄存器名字叫做FLOAT，⽤来计算和存放浮点数的中间运算结果。
假设有这么个函数
假如第⼀次执⾏，有个对浮点数操作运算的结果临时存在FLOAT寄存器中，⽽就在这时被中断了，⽽中断函数或者另⼀个进程也调⽤fun函数，这时第⼆次调⽤的fun函数在执⾏的过程中就会破坏第⼀次FLOAT寄存器中的结果，这样当返回到第⼀次fun函数的时候，结果就不正确了。
2、printf函数
引⽤全局变量stdout，这是标准输⼊输出流的⼀个对象
malloc --------全局内存分配表
free    --------全局内存分配表
在unix⾥⾯通常都有加上_r后缀的同名可重⼊函数版本
这种情况出现在多任务系统当中，在任务执⾏期间捕捉到信号并对其进⾏处理时，进程正在执⾏的指令序列就被信号处理程序临时中断。如果从信号处理程序返回，则继续执⾏进程断点处的正常指令序列，从重新恢复到断点重新执⾏的过程中，函数所依赖的环境没有发⽣改变，就说这个函数是可重⼊的，反之就是不可重⼊的。
众所周知，在进程中断期间，系统会保存和恢复进程的上下⽂，然⽽恢复的上下⽂仅限于返回地址，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。打个⽐⽅，⽐如malloc，将如⼀个进程此时正在执⾏malloc分配堆空间，此时程序捕捉到信号发⽣中断，执⾏信号处理程序中恰好也有⼀个malloc，这样就会对进程的环境造成破坏，因为malloc通
常为它所分配的存储区维护⼀个链接表，插⼊执⾏信号处理函数时，进程可能正在对这张表进⾏操作，⽽信号处理函数的调⽤刚好覆盖了进程的操作，造成错误。
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；标准io库很多实现都以不可重⼊的⽅式使⽤全局数据结构。
(4)进⾏了浮点运算.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。
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。(因为每个线程只有⼀个errno变量，信号处理函数可能会修改其值，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。)
可重⼊函数列表:
_exit（）、 access（）、alarm（）、cfgetispeed（）、cfgetospeed（）、cfsetispeed（）、cfsetospeed （）、chdir（）、chmod（）、chown（）、close（）、creat（）、dup（）、dup2（）、execle（）、 execve（）、fcntl（）、fork（）、fpathconf （）、fstat（）、fsync（）、getegid（）、 geteuid（）、getgid（）、getgroups（）、getpgrp（）、getpid（）、getppid（）、getuid（）、 kill（）、link（）、lseek（）、mkdir（）、mkfifo（）、 open（）、pathconf（）、pause（）、pipe（）、raise（）、read（）、rename（）、rmdir（）、setgid （）、setpgid（）、setsid（）、setuid（）、 sigaction（）、sigaddset（）、sigdelset（）、sigemptyset（）、sigfillset（）、 sigismember（）、signal（）、sigpending（）、sigprocmask（）、sigsuspend（）、sleep（）、 stat（）、sysconf（）、tcdrain（）、tcflow（）、tcflush（）、
tcgetattr（）、tcgetpgrp（）、 tcsendbreak（）、tcsetattr（）、tcsetpgrp（）、time（）、times（）、 umask（）、
uname（）、unlink（）、utime（）、wait（）、waitpid（）、write（）。
书上关于信号处理程序中调⽤不可重⼊函数的例⼦:
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <pwd.h>
static void func(int signo)
{
struct passwd *rootptr;
if( ( rootptr = getpwnam( "root" ) ) == NULL )
{
err_sys( "getpwnam error" );
}
signal(SIGALRM,func);
alarm(1);
}
int main(int argc, char** argv)
{
signal(SIGALRM,func);
alarm(1);
for(;;)
{
if( ( ptr = getpwnam("sar") ) == NULL )
{
err_sys( "getpwnam error" );
}
}
return 0;
}
signal了⼀个SIGALRM,⽽后设置⼀个定时器，在for函数运⾏期间的某个时刻，也许就是在getpwnam函数运⾏期间，相应信号发⽣中断，进⼊信号处理函数func，在运⾏func期间⼜收到alarm发出的信号，getpwnam可能再次中断，这样就很容易发⽣不可预料的问题。
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不可重⼊函数不可以在它还没有返回就再次被调⽤。例如printf，malloc，free等都是不可重⼊函数。因为中断可能在任何时候发⽣，例如在printf执⾏过程中，因此不能在中断处理函数⾥调⽤printf，否则printf将会被重⼊。
函数不可重⼊⼤多数是因为在函数中引⽤了全局变量。例如，printf会引⽤全局变量stdout，malloc，free会引⽤全局的内存分配表。
个⼈理解：如果中断发⽣的时候，当运⾏到printf的时候，假设发⽣了中断嵌套，⽽此时stdout资源被占⽤，所以第⼆个中断printf等待第⼀个中断的stdout资源释放，第⼀个中断等待第⼆个中断返回，造成了死锁，不知这样理解对不对。
不可重⼊函数指的是该函数在被调⽤还没有结束以前，再次被调⽤可能会产⽣错误。可重⼊函数不存在这样的问题。
不可重⼊函数在实现时候通常使⽤了全局的资源，在多线程的环境下，如果没有很好的处理数据保护和互斥访问，就会发⽣错误。
常见的不可重⼊函数有：
printf --------引⽤全局变量stdout
malloc --------全局内存分配表
free    --------全局内存分配表
在unix⾥⾯通常都有加上_r后缀的同名可重⼊函数版本。如果实在没有，不妨在可预见的发⽣错误的地⽅尝试加上保护锁同步机制等等。

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