什么是可重入函数

简介:

什么叫可重入:

可重入是一个并发下才有的概念。如果说,程序是串行的,自然也就不会有可重入这回事了。因为并发,所以任何个步骤都可能在运行中途被中断,然后跑另一个代码。这样就会出现一种可能,比如说两段代码都操作了一个全局变量,就会造成意想不到的错误。

可重入函数指的是,有多个线程在并发的执行一个函数。这个时候,如果两个函数会操作同一个全局的变量。这就是上面说的场景了。

什么样的函数不可重入:

  1. 函数体内使用了静态的数据结构(全局变量等)。
  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。

注意:malloc函数是不能并发使用的。

举个例子:

在网络开发中 经常出现需要从主机名得到ip地址的情况 这时就使用gethostbyname。很不巧的是,gethostbyname返回的是一个指向静态变量的指针,不可重入。 很可能刚要读时值就被其它线程修改。所以 新的posix中增加了另一个可重入域名解析的函数gethostbyname_r。

gethostbyname_r允许传入地址A和一个缓冲区的地址B,它会把主机信息写入到缓冲区中,然后在地址A上写入结构体,结构体中的指针指向缓冲区。这样实现了可重入,只要传入的缓冲区是独立的。

于是,这就成功引起了GHOST漏洞。关于这个漏洞,可参考《GHOST漏洞原理简单分析》。

另一个来自网上的例子:

A. 可重入函数

1 void strcpy(char *lpszDest, char *lpszSrc) {
2 while(*lpszDest++=*lpszSrc++);
3 *dest=0;
4 }

B. 不可重入函数1

1 char cTemp;//全局变量
2 void SwapChar1(char *lpcX, char *lpcY) {
3 cTemp=*lpcX;
4 *lpcX=*lpcY;
5 lpcY=cTemp;//访问了全局变量
6 }

C. 不可重入函数2

1 void SwapChar2(char *lpcX,char *lpcY) {
2 static char cTemp;//静态局部变量
3 cTemp=*lpcX;
4 *lpcX=*lpcY;
5 lpcY=cTemp;//使用了静态局部变量
6 }

 如何编写可重入的函数?

在函数体内不访问那些全局变量,不使用静态局部变量,坚持只使用局部变量,写出的函数就将是可重入的。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。

  1. 不要使用全局变量。因为别的代码很可能覆盖这些变量值。
  2.  在和硬件发生交互的时候,切记执行类似disinterrupt()之类的操作,就是关闭硬件中断。完成交互记得打开中断,在有些系列上,这叫做“进入/退出核心”。
  3. 不能调用其它任何不可重入的函数
  4.  谨慎使用堆栈。最好先在使用前先OS_ENTER_KERNAL。(没用过,不懂)

总结:

其实,可重入函数和通常的并发编程遇到的问题是一样的,只是不那么容易发现。

我觉得并发编程最难的就是线程同步,就是要解决并发时引起的变量不确定性,还要尽可能高效。这就得靠程序员如何设计一个巧妙地数据结构了。

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