可重入函数与不可重入函数

今天在看51单片机的时候遇到一个名词:不可重入函数。听起来比较怪，故写一篇记录。

什么是不可重入函数

不可重入函数就是执行过程中不能被中断的函数，该函数在被中断后重新再进入执行可能会发生问题，因此叫不可重入。反之，在这个函数执行的任何时刻可以中断进入其他代码，而返回时不会出现任何错误的函数就是可重入函数。

更加通俗一点，就是这个函数是不能被共享的，同一时间只能有一个任务在使用。

什么样的函数不可重入

但一个函数满足一下条件时，是不可重入的：

  • 函数内使用了静态(static)或全局变量
  • 函数内调用了malloc()/free()
  • 函数内调用了标准I/O函数

可见当函数内部使用了全局静态类型的东西时，就是不可重入。

为什么函数不可重入

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。

而进入中断后，这些全局类型的东西可能在中断期间发生改变，那么当函数回到断点继续执行时，其结果就不可预料了。

如何预防

  • 在函数体内不访问那些全局变量；
  • 如果必须访问全局变量，记住利用互斥信号量来保护全局变量。或者调用该函数前关中断，调用后再开中断；
  • 不使用静态局部变量；
  • 不能调用任何不可重入的函数；

总之就是注意防止运行中静态/全局变量的改变。

在C51中的体现

现在回到上面的问题。在C51中，由于没有硬件栈（？），为了提高程序的运行效率，所有局部变量存储在内存的固定位置(就像加了static)，因此所有函数都是不可重入函数。为了实现可重入，需要用一个模拟栈(运行效率低)来储存局部变量，因此需要使用reentrant来标出需要重入的函数。

1
2
3
4
int fun(char a,char b) reentrant//这样就是可重入的了
{
	return a+b;
}