單片機(jī)multiple中斷調(diào)用子函數(shù)

讓我來告訴你答案!一、可重入函數(shù)
1）什么是可重入性？
可重入（reentrant）函數(shù)可以由多于一個(gè)任務(wù)并發(fā)使用，而不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。相反，不可重入（non-reentrant）函數(shù)不能由超過一個(gè)任務(wù)所共享，除非能確保函數(shù)的互斥（或者使用信號量，或者在代碼的關(guān)鍵部分禁用中斷）?？芍厝牒瘮?shù)可以在任意時(shí)刻被中斷，稍后再繼續(xù)運(yùn)行，不會丟失數(shù)據(jù)?？芍厝牒瘮?shù)要么使用本地變量，要么在使用全局變量時(shí)保護(hù)自己的數(shù)據(jù)。
2）可重入函數(shù)：
不為連續(xù)的調(diào)用持有靜態(tài)數(shù)據(jù)。
不返回指向靜態(tài)數(shù)據(jù)的指針；所有數(shù)據(jù)都由函數(shù)的調(diào)用者提供。
使用本地?cái)?shù)據(jù)，或者通過制作全局?jǐn)?shù)據(jù)的本地拷貝來保護(hù)全局?jǐn)?shù)據(jù)。
如果必須訪問全局變量，記住利用互斥信號量來保護(hù)全局變量。
絕不調(diào)用任何不可重入函數(shù)。
3）不可重入函數(shù)：
函數(shù)中使用了靜態(tài)變量，無論是全局靜態(tài)變量還是局部靜態(tài)變量。
函數(shù)返回靜態(tài)變量。
函數(shù)中調(diào)用了不可重入函數(shù)。
函數(shù)體內(nèi)使用了靜態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
函數(shù)體內(nèi)調(diào)用了malloc()或者free()函數(shù)；
函數(shù)體內(nèi)調(diào)用了其他標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)。
函數(shù)是singleton中的成員函數(shù)而且使用了不使用線程獨(dú)立存儲的成員變量。
總的來說，如果一個(gè)函數(shù)在重入條件下使用了未受保護(hù)的共享的資源，那么它是不可重入的。

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主要用于多任務(wù)環(huán)境中，一個(gè)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(gè)函數(shù)執(zhí)行的任何時(shí)刻中斷它，轉(zhuǎn)入OS調(diào)度下去執(zhí)行另外一段代碼，而返回控制時(shí)不會出現(xiàn)什么錯(cuò)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(yùn)行在多任務(wù)環(huán)境下的。

也可以這樣理解，重入即表示重復(fù)進(jìn)入，首先它意味著這個(gè)函數(shù)可以被中斷，其次意味著它除了使用自己棧上的變量以外不依賴于任何環(huán)境（包括static），這樣的函數(shù)就是purecode（純代碼）可重入，可以允許有該函數(shù)的多個(gè)副本在運(yùn)行，由于它們使用的是分離的棧，所以不會互相干擾。如果確實(shí)需要訪問全局變量（包括static），一定要注意實(shí)施互斥手段?？芍厝牒瘮?shù)在并行運(yùn)行環(huán)境中非常重要，但是一般要為訪問全局變量付出一些性能代價(jià)。

編寫可重入函數(shù)時(shí)，若使用全局變量，則應(yīng)通過關(guān)中斷、信號量（即P、V操作）等手段對其加以保護(hù)。

說明：若對所使用的全局變量不加以保護(hù)，則此函數(shù)就不具有可重入性，即當(dāng)多個(gè)進(jìn)程調(diào)用此函數(shù)時(shí)，很有可能使有關(guān)全局變量變?yōu)椴豢芍獱顟B(tài)。

示例：假設(shè)Exam是int型全局變量，函數(shù)Squre_Exam返回Exam平方值。那么如下函數(shù)不具有可重入性。

unsigned int example( int para )

{

unsigned int temp;
Exam = para; //（**）
temp = Square_Exam( );
return temp;
}
此函數(shù)若被多個(gè)進(jìn)程調(diào)用的話，其結(jié)果可能是未知的，因?yàn)楫?dāng)（**）語句剛執(zhí)行完后，另外一個(gè)使用本函數(shù)的進(jìn)程可能正好被激活，那么當(dāng)新激活的進(jìn)程執(zhí)行到此函數(shù)時(shí)，將使Exam賦與另一個(gè)不同的para值，所以當(dāng)控制重新回到“temp = Square_Exam( )”后，計(jì)算出的temp很可能不是預(yù)想中的結(jié)果。此函數(shù)應(yīng)如下改進(jìn)。

unsigned int example( int para ) {
unsigned int temp;
[申請信號量操作] //(1)
Exam = para;
temp = Square_Exam( );
[釋放信號量操作]
return temp;
}
(1)若申請不到“信號量”，說明另外的進(jìn)程正處于給Exam賦值并計(jì)算其平方過程中（即正在使用此信號）,本進(jìn)程必須等待其釋放信號后，才可繼續(xù)執(zhí)行。若申請到信號，則可繼續(xù)執(zhí)行，但其它進(jìn)程必須等待本進(jìn)程釋放信號量后，才能再使用本信號。

保證函數(shù)的可重入性的方法：
在寫函數(shù)時(shí)候盡量使用局部變量（例如寄存器、堆棧中的變量），對于要使用的全局變量要加以保護(hù)（如采取關(guān)中斷、信號量等方法），這樣構(gòu)成的函數(shù)就一定是一個(gè)可重入的函數(shù)。
VxWorks中采取的可重入的技術(shù)有：
* 動態(tài)堆棧變量（各子函數(shù)有自己獨(dú)立的堆?？臻g）
* 受保護(hù)的全局變量和靜態(tài)變量
* 任務(wù)變量


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在實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會出現(xiàn)多個(gè)任務(wù)調(diào)用同一個(gè)函數(shù)的情況。如果這個(gè)函數(shù)不幸被設(shè)計(jì)成為不可重入的函數(shù)的話，那么不同任務(wù)調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)可能修改其他任務(wù)調(diào)用這個(gè)函數(shù)的數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致不可預(yù)料的后果。那么什么是可重入函數(shù)呢？所謂可重入函數(shù)是指一個(gè)可以被多個(gè)任務(wù)調(diào)用的過程，任務(wù)在調(diào)用時(shí)不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)是否會出錯(cuò)。不可重入函數(shù)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中被視為不安全函數(shù)。滿足下列條件的函數(shù)多數(shù)是不可重入的：
1) 函數(shù)體內(nèi)使用了靜態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
2) 函數(shù)體內(nèi)調(diào)用了malloc()或者free()函數(shù)；
3) 函數(shù)體內(nèi)調(diào)用了標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)。

下面舉例加以說明。
A. 可重入函數(shù)
void strcpy(char *lpszDest, char *lpszSrc)

{
while(*lpszDest++=*lpszSrc++);
*dest=0;
}

B.不可重入函數(shù)1
charcTemp;//全局變量
void SwapChar1(char *lpcX, char *lpcY)

{
cTemp=*lpcX;
*lpcX=*lpcY;
lpcY=cTemp;//訪問了全局變量
}

C.不可重入函數(shù)2
void SwapChar2(char *lpcX,char *lpcY)

{
static char cTemp;//靜態(tài)局部變量
cTemp=*lpcX;
*lpcX=*lpcY;
lpcY=cTemp;//使用了靜態(tài)局部變量
}

問題1，如何編寫可重入的函數(shù)？
答：在函數(shù)體內(nèi)不訪問那些全局變量，不使用靜態(tài)局部變量，堅(jiān)持只使用局部變量，寫出的函數(shù)就將是可重入的。如果必須訪問全局變量，記住利用互斥信號量來保護(hù)全局變量。

問題2，如何將一個(gè)不可重入的函數(shù)改寫成可重入的函數(shù)？
答：把一個(gè)不可重入函數(shù)變成可重入的唯一方法是用可重入規(guī)則來重寫它。其實(shí)很簡單，只要遵守了幾條很容易理解的規(guī)則，那么寫出來的函數(shù)就是可重入的。
1) 不要使用全局變量。因?yàn)閯e的代碼很可能覆蓋這些變量值。
2) 在和硬件發(fā)生交互的時(shí)候，切記執(zhí)行類似disinterrupt()之類的操作，就是關(guān)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(jìn)入/退出核心”。
3) 不能調(diào)用其它任何不可重入的函數(shù)。
4) 謹(jǐn)慎使用堆棧。最好先在使用前先OS_ENTER_KERNAL。

堆棧操作涉及內(nèi)存分配，稍不留神就會造成益出導(dǎo)致覆蓋其他任務(wù)的數(shù)據(jù)，所以，請謹(jǐn)慎使用堆棧！最好別用！很多黑客程序就利用了這一點(diǎn)以便系統(tǒng)執(zhí)行非法代碼從而輕松獲得系統(tǒng)控制權(quán)。還有一些規(guī)則，總之，時(shí)刻記住一句話：保證中斷是安全的！

實(shí)例問題：曾經(jīng)設(shè)計(jì)過如下一個(gè)函數(shù)，在代碼檢視的時(shí)候被提醒有bug，因?yàn)檫@個(gè)函數(shù)是不可重入的，為什么？
unsigned int sum_int( unsigned int base )

{
unsigned int index;
static unsigned int sum = 0; //注意，是static類型
for (index = 1; index <= base; index++)
sum += index;
return sum;
}

分析：所謂的函數(shù)是可重入的（也可以說是可預(yù)測的），即只要輸入數(shù)據(jù)相同就應(yīng)產(chǎn)生相同的輸出。這個(gè)函數(shù)之所以是不可預(yù)測的，就是因?yàn)楹瘮?shù)中使用了static變量，因?yàn)閟tatic變量的特征，這樣的函數(shù)被稱為：帶“內(nèi)部存儲器”功能的的函數(shù)。因此如果需要一個(gè)可重入的函數(shù)，一定要避免函數(shù)中使用static變量，這種函數(shù)中的static變量，使用原則是，能不用盡量不用。
將上面的函數(shù)修改為可重入的函數(shù)，只要將聲明sum變量中的static關(guān)鍵字去掉，變量sum即變?yōu)橐粋€(gè)auto類型的變量，函數(shù)即變?yōu)橐粋€(gè)可重入的函數(shù)。
當(dāng)然，有些時(shí)候，在函數(shù)中是必須要使用static變量的，比如當(dāng)某函數(shù)的返回值為指針類型時(shí)，則必須是static的局部變量的地址作為返回值，若為auto類型，則返回為錯(cuò)指針。