1 前言

最近在公司維護的項目中碰到一個解決了定位很久的 bug , bug 找到的時候發(fā)現(xiàn)犯了很低級的錯誤——在中斷處理函數(shù)中調用了 printf 函數(shù)，因為中斷處理函數(shù)的調用了不可重入函數(shù)，導致中斷丟失和系統(tǒng)位置錯誤，這里直接導致嵌入式 linux 系統(tǒng)應用進程中的所有線程停掉，進而導致看門狗進程得不到喂狗，設備重啟。

那什么是不可重入函數(shù)呢？

為什么中斷處理函數(shù)不能直接調用不可重入函數(shù)？

怎樣寫可重入函數(shù)？

就以上三個問題展開小短文：

2 什么是不可重入函數(shù)？

可重入函數(shù)主要用于多任務環(huán)境中，一個可重入的函數(shù)簡單來說就是可以被中斷的函數(shù)，也就是說，可以在這個函數(shù)執(zhí)行的任何時刻中斷它，轉入 OS 調度下去執(zhí)行另外一段代碼，而返回控制時不會出現(xiàn)什么錯誤；而不可重入的函數(shù)由于使用了一些系統(tǒng)資源，比如全局變量區(qū)，中斷向量表等，所以它如果被中斷的話，可能會出現(xiàn)問題，這類函數(shù)是不能運行在多任務環(huán)境下的。

滿足下列條件的函數(shù)多數(shù)是不可重入的：

函數(shù)體內使用了靜態(tài)（static）的數(shù)據(jù)結構；

函數(shù)體內調用了 malloc() 或者 free() 函數(shù)；

函數(shù)體內調用了標準 I/O 函數(shù);

A. 可重入函數(shù)

B. 不可重入函數(shù)1

C. 不可重入函數(shù)2

3 為什么中斷處理函數(shù)不能直接調用不可重入函數(shù)？

在多任務系統(tǒng)下，中斷可能在任務執(zhí)行的任何時間發(fā)生；如果一個函數(shù)的執(zhí)行期間被中斷后，到重新恢復到斷點進行執(zhí)行的過程中，函數(shù)所依賴的環(huán)境沒有發(fā)生改變，那么這個函數(shù)就是可重入的，否則就不可重入。

在中斷前后不都要保存和恢復上下文嗎，怎么會出現(xiàn)函數(shù)所依賴的環(huán)境發(fā)生改變了呢？我們知道中斷時確實保存一些上下文，但是僅限于返回地址，cpu 寄存器等之類的少量上下文，而函數(shù)內部使用的諸如全局或靜態(tài)變量，buffer 等并不在保護之列，所以如果這些值在函數(shù)被中斷期間發(fā)生了改變，那么當函數(shù)回到斷點繼續(xù)執(zhí)行時，其結果就不可預料了。

在中斷處理函數(shù)中調用有互斥鎖保護的全局變量，如果恰好該變量正在被另一個線程調用，會導致中斷處理函數(shù)不能及時返回，導致中斷丟失等嚴重問題。

并且在多線程環(huán)境中使用，在沒有加鎖的情況下，對同一段內存塊進行并發(fā)讀寫，就會造成 segmentfault/coredump 之類的問題。

總而言之，中斷處理函數(shù)做的事情越簡單越好。

4 如何寫出可重入的函數(shù)？

在函數(shù)體內不訪問那些全局變量；

如果必須訪問全局變量，記住利用互斥信號量來保護全局變量?；蛘哒{用該函數(shù)前關中斷，調用后再開中斷；

不使用靜態(tài)局部變量；

堅持只使用缺省態(tài)（auto）局部變量；

在和硬件發(fā)生交互的時候，切記關閉硬件中斷。完成交互記得打開中斷，在有些系列上，這叫做“進入/退出核心”或者用 OS_ENTER_KERNAL/OS_EXIT_KERNAL 來描述；

不能調用任何不可重入的函數(shù)；

謹慎使用堆棧。最好先在使用前先 OS_ENTER_KERNAL；

責任編輯：xj

原文標題：中斷函數(shù)調用不可重入函數(shù)的后果

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