재진입 함수

실행 도중에 다시 호출되어도 안전한 함수(reentrant function). 인터럽트가 있는 환경에서 필수 개념이다.

어떤 상황을 말하는가

메인 루프가 f() 를 실행하는 중
   ↓
인터럽트 발생 → ISR 이 같은 f() 를 호출
   ↓
ISR 의 f() 가 끝나고 메인의 f() 로 돌아옴
   ↓
메인의 f() 가 올바르게 이어지는가?  ← 이것이 재진입성

깨지는 예

static char buf[32];                  // ★ 공유 상태

char *format(int n) {
    sprintf(buf, "%d", n);
    return buf;
}

메인: format(100) 실행 → buf = "100"
      ↓ 인터럽트!
ISR:  format(999) 실행 → buf = "999"
      ↓ 복귀
메인: buf 를 읽는다 → "999"   ✗ 조용히 잘못된 값

크래시가 나지 않고 값만 틀리기 때문에 원인을 찾기가 매우 어렵다.

재진입 함수의 조건

• ① static / 전역 변수를 수정하지 않는다
• ② 자기 자신의 주소를 반환하지 않는다 (호출자마다 다른 결과여야)
• ③ 하드웨어 자원을 배타적으로 점유하지 않는다
• ④ 재진입하지 않는 함수를 호출하지 않는다 ← 전염된다

④가 놓치기 쉽다. 내가 아무리 잘 만들어도 안에서 malloc이나 printf를 부르면 재진입성이 깨진다.

표준 라이브러리 — 대부분 재진입하지 않는다

ISR 안에서 printf를 부르면 안 되는 이유가 여기에 있다 (느린 것도 이유지만 재진입성이 더 근본적이다).

재진입 버전이 별도로 제공되기도 한다 — strtok_r, rand_r. newlib은 -DREENTRANT 계열 설정으로 재진입 변형을 제공한다.

재진입성과 스레드 안전성 — 다르다

자주 혼동되지만 같은 개념이 아니다.

int counter = 0;
pthread_mutex_t m;

void increment(void) {
    pthread_mutex_lock(&m);
    counter++;
    pthread_mutex_unlock(&m);
}

왜 재진입하지 않나 — ISR이 락을 잡은 상태에서 같은 함수에 재진입하면 자기가 잡은 락을 자기가 기다린다 → 데드락. 락은 다른 스레드의 개입을 막지만, 같은 실행 흐름의 재진입은 못 막는다.

스레드 안전 : 여러 스레드가 동시에 불러도 안전 (락으로 달성 가능)

• 재진입 — : 하나의 실행 흐름이 중첩해 불러도 안전 (락으로 달성 불가)

재진입 ⊂ 스레드 안전 (인 경우가 많지만 위처럼 예외가 있다)

이 구분을 설명할 수 있으면 면접에서 확실히 좋은 인상을 준다.

어떻게 만드나

// ✗ 재진입 불가
char *format(int n) { static char buf[32]; … return buf; }

// ✓ 호출자가 버퍼를 제공한다  ← 임베디드의 표준 패턴
void format(int n, char *buf, size_t len) { snprintf(buf, len, "%d", n); }

"상태를 함수 밖으로 빼서 호출자에게 맡긴다" 는 것이 핵심이다. 지역 변수(스택)만 쓰면 호출마다 별도 공간이 생기므로 자동으로 재진입 가능하다.

실무 원칙

✅ ISR에서 부르는 함수는 재진입 가능해야 한다 ✅ 공유 데이터는 임계 구역으로 보호하고, 그 구간을 최대한 짧게 ✅ ISR은 플래그만 세우고 실제 처리는 메인 루프로 (deferred 처리) ❌ ISR에서 printf, malloc, 긴 라이브러리 호출 금지

가장 안전한 설계는 "ISR과 메인이 같은 함수를 공유하지 않는 것" 이다. 공유가 불가피하면 재진입 가능하게 만들거나 인터럽트를 차단한다.