实时操作系统与非实时操作系统
在工控领域，我们经常听到实时系统和非实时系统，Linux、Windows是典型的非实时系统，典型的实时操作系统有VxWorks，RT-Thread，uCOS，QNX，WinCE等。
“实时、非实时系统”和“抢占、非抢占调度”的关系
抢占式调度：优先级高的进程可以抢占CPU执行，在这种调度算法中，系统总是选择优先级别的最高的算法进行调度，并且 一旦高优先级别的任务准备就绪之后，它就会马上被调度而不等待低优先级的任务主动放弃CPU。
非抢占式调度：一般指轮询式的调度，当一个进程已经处于内核态，即已经产生了内部的系统调用，除非自愿放弃CPU，否则该进程将会一直运行下去，直至完成或退出内核。
在 RTOS中，主要的调度算法是基于任务优先级的抢占式调度，如果不使用抢占式调度，就无法保证在规定时间内完成工作，因为无法确认当前占有CPU的进程什么时候退出CPU。
所以实时系统和抢占式调度是相互依存的关系，没有抢占式调度，就没有实时系统。（暂下这么一个结论，其他实现实时系统的方式暂未考证）
Linux的preempt抢占机制
当前的Linux内核加入了内核抢占(preempt)机制。内核抢占指用户程序在执行系统调用期间可以被抢占，该进程暂时挂起，使新唤醒的高优先 级进程能够运行。这种抢占并非可以在内核中任意位置都能安全进行，比如在临界区中的代码就不能发生抢占。临界区是指同一时间内不可以有超过一个进程在其中 执行的指令序列。在Linux内核中这些部分需要用自旋锁保护。
如何避免进程被抢占（自旋锁）
自旋锁怎么用
前边了解到Linux中有些地方是不可以进行抢占的，我们要限制一些在临界区的抢占，我们应该利用自旋锁进行保护。
自旋锁的用法教程非常多，这里不再赘述。
参考文献：https://blog.csdn.net/silent123go/article/details/52760424
当执行了我们执行了锁资源之后，程序将执行preempt_disable()，代码如下。
/**
* 当内核不可抢占时，spin_lock的实现过程。
*/
#define _spin_lock(lock) \
do { \
/**
* 调用preempt_disable禁用抢占。
*/
preempt_disable(); \
/**
* _raw_spin_lock对自旋锁的slock字段执行原子性的测试和设置操作。
*/
_raw_spin_lock(lock); \
__acquire(lock); \
} while(0)
判断是否可抢占的条件（未完成、待补充）
void preempt_count_add(int val) 用于增加当前进程的引用计数，这样可以避免当前进程被抢占
与之对应的是void preempt_count_sub(int val)
用来当前进程的引用计数，这样当引用计数为0时，当前进程就可以被抢占.
这两个函数是一对的，一般一起使用
其使用的例程如下：
#define __irq_enter() \
do { \
account_irq_enter_time(current); \
preempt_count_add(HARDIRQ_OFFSET); \
trace_hardirq_enter(); \
} while (0)
/*
* Exit irq context without processing softirqs:
*/
#define __irq_exit() \
do { \
trace_hardirq_exit(); \
account_irq_exit_time(current); \
preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET); \
} while (0)
可以看到在进入irq是调用preempt_count_add 来增加引用计数避免被抢占，离开irq是调用preempt_count_sub 来减少引用计数使能抢占
其源码分析如下：
void preempt_count_add(int val)
{
#ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
/*
* Underflow?
*/
if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
return;
#endif
__preempt_count_add(val);
#ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
/*
* Spinlock count overflowing soon?
*/
DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
PREEMPT_MASK - 10);
#endif
preempt_latency_start(val);
}
假定不打开CONFIG_DEBUG_PREEMPT的话，则preempt_count_add 中首先调用__preempt_count_add 来增加引用计数，然后调用preempt_latency_start 来开始
Start timing the latency.这个has如果没有定义CONFIG_DEBUG_PREEMPT 和 CONFIG_PREEMPT_TRACER的话，也等同于空函数.
void preempt_count_sub(int val)
{
#ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
/*
* Underflow?
*/
if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
return;
/*
* Is the spinlock portion underflowing?
*/
if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
return;
#endif
preempt_latency_stop(val);
__preempt_count_sub(val);
}
假定不打开CONFIG_DEBUG_PREEMPT的话，则ppreempt_count_sub 中首先调用preempt_latency_stop 来Stop timing the latency来增加引用计数，然后调用preempt_latency_start 来开始
然后调用__preempt_count_sub 来减少当前进程的引用计数，如果引用计数是0的话，则使能进程抢占.
