RT-Thread 調(diào)度第一個(gè)線程的主要流程分如下：

rtthread_startup：RTT的啟動(dòng)函數(shù)，主要負(fù)責(zé)板級(jí)驅(qū)動(dòng)，調(diào)度器，系統(tǒng)線程初始化，啟動(dòng)調(diào)度的工作

rt_system_scheduler_start：調(diào)度系統(tǒng)第一個(gè)線程

rt_hw_context_switch_to：初始化上下文切換環(huán)境，觸發(fā) PendSV 異常

first_thread：系統(tǒng)中優(yōu)先級(jí)最高的線程的入口函數(shù)

???

rt_hw_context_switch_to

rt_hw_context_switch_to((rt_uintptr_t)&to_thread->sp)：

加載目標(biāo)線程的堆棧狀態(tài)，使CPU開始執(zhí)行目標(biāo)線程的代碼

(rt_uintptr_t)&to_thread->sp表示目標(biāo)線程的堆棧指針地址；to_thread->sp是目標(biāo)線程的堆棧指針，此時(shí)SP=0x2000198C

函數(shù)原型：

rt_hw_context_switch_to PROC EXPORT rt_hw_context_switch_to ; set to thread LDR r1, =rt_interrupt_to_thread STR r0, [r1]

這段匯編可以類比為C語言寫法：

rt_uintptr_tr0 = (rt_uintptr_t)&to_thread->sp;// r0 傳入的棧指針地址rt_uintptr_t*r1 = &rt_interrupt_to_thread;// r1 加載 rt_interrupt_to_thread 的地址*r1 = r0;// 將 r0 的值賦給 r1 指向的地址

此時(shí)rt_interrupt_to_thread地址存儲(chǔ)的是目標(biāo)線程SP的地址，通過內(nèi)存窗口查看0x2000113c地址中內(nèi)容，內(nèi)容即為0x2000198C：

接下來設(shè)置rt_interrupt_from_thread的值為0，表示啟動(dòng)第一次線程切換：

設(shè)置中斷標(biāo)志位rt_thread_switch_interrupt_flag的值為1，因?yàn)?Cortex-M 是通過 PendSV 異常進(jìn)行線程切換的，所以這里置位表示要進(jìn)行切換，稍后會(huì)用到。

NVIC_SYSPRI2 EQU0xE000ED20;system priorityregister(2)NVIC_PENDSV_PRI EQU 0xFFFF0000 ;PendSVandSysTick priorityvalue(lowest);setthe PendSVandSysTick exception priorityLDR r0, =NVIC_SYSPRI2 ; 將 NVIC_SYSPRI2 的地址加載到 r0LDR r1, =NVIC_PENDSV_PRI ; 將 NVIC_PENDSV_PRI 的值加載到 r1LDR.W r2, [r0,#0x00] ; 讀取 NVIC_SYSPRI2 的當(dāng)前值到 r2ORR r1, r1, r2 ; 將 r1 和 r2 的值進(jìn)行按位或操作，保持其他位不變STR r1, [r0] ; 將修改后的值寫回 NVIC_SYSPRI2，更新 PendSV 和 SysTick 的優(yōu)先級(jí)

接下來分別將PendSV和SysTick異常的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為最低優(yōu)先級(jí)（0xFFFF0000）

最低優(yōu)先級(jí)的意義：

延遲上下文切換：通過將 PendSV 的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為最低（0xFF），確保它在所有其他中斷（例如硬件中斷或更高優(yōu)先級(jí)的異常）處理完成后才會(huì)執(zhí)行。這避免了上下文切換被高優(yōu)先級(jí)中斷打斷，保證了中斷處理程序的實(shí)時(shí)性。

避免搶占：在 RTOS 中，上下文切換是一個(gè)相對(duì)耗時(shí)的操作（涉及保存/恢復(fù)寄存器、棧操作等）。將 PendSV 設(shè)置為最低優(yōu)先級(jí)，確保它不會(huì)搶占其他關(guān)鍵中斷（如定時(shí)器、外部設(shè)備中斷），從而提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

;trigger the PendSVexception(causes contextswitch)LDR r0, =NVIC_INT_CTRL ; 將 NVIC_INT_CTRL 的地址加載到 r0LDR r1, =NVIC_PENDSVSET ; 將 NVIC_PENDSVSET 的值加載到 r1STR r1, [r0] ; 將 r1 的值寫入 NVIC_INT_CTRL 寄存器

這段代碼通過向 NVIC 的 ICSR 寄存器寫入NVIC_PENDSVSET值，手動(dòng)的觸發(fā) PendSV 異常。觸發(fā)后，處理器會(huì)在當(dāng)前中斷或異常處理完成后調(diào)用PendSV_Handler，執(zhí)行線程上下文切換。

SCB_VTOR EQU0xE000ED08; VectorTableOffsetRegisterLDR r0,=SCB_VTOR ; 將 SCB_VTOR 的地址加載到 r0LDR r0, [r0] ; 從 SCB_VTOR 地址讀取向量表地址到 r0LDR r0, [r0] ; 從向量表起始地址讀取初始 MSP 值到 r0MSR msp, r0 ; 將 r0 的值寫入 MSP 寄存器

這段代碼從向量表中提取初始主堆棧指針（MSP）的值，并將其恢復(fù)到 MSP 寄存器。

作用是重置主堆棧指針（MSP）到系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的初始狀態(tài)，通常用于初始化或上下文切換的場(chǎng)景，確保處理器在特權(quán)模式下使用正確的堆棧。

芯片啟動(dòng)時(shí)（Reset_Handler），MSP的數(shù)值為：0x200010E0

我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)執(zhí)行完206行后

MSP 的數(shù)值已經(jīng)恢復(fù)成初值了（0x200010E0）

CPSIE F ; 啟用故障異常（Fault）CPSIEI; 啟用中斷（Interrupt）

CPSIE I：

指令含義：CPSIE I 用于啟用中斷。

作用：該指令清除PRIMASK寄存器的值（將其置為 0），從而啟用所有配置為可屏蔽的中斷（包括外部中斷和系統(tǒng)異常）。

背景：

PRIMASK 是一個(gè)特殊寄存器，用于控制中斷的屏蔽狀態(tài)。當(dāng) PRIMASK = 1 時(shí)，除 NMI 和 HardFault 外的所有中斷被禁用。

因此到了這里代表即將要觸發(fā) PendSV 中斷來進(jìn)行線程切換

; clear the BASEPRI register todisablemasking priorityMOV r0,#0x00 ; 將 r0 設(shè)置為 0MSR BASEPRI, r0 ; 將 r0 的值（0）寫入 BASEPRI 寄存器

作用：

在觸發(fā) PendSV 異常后，清除 BASEPRI 確保不會(huì)因?yàn)橹暗膬?yōu)先級(jí)屏蔽設(shè)置而阻止任何中斷的觸發(fā)。

這是初始化線程環(huán)境的一部分，確保目標(biāo)線程運(yùn)行時(shí)，處理器能夠響應(yīng)所有可屏蔽中斷。

???

PendSV_Handler

PendSV_Handler PROCEXPORT PendSV_Handler; disable interrupt to protect contextswitchMRS r2, PRIMASK ; 將 PRIMASK 寄存器的值讀取到 r2CPSID I ; 禁用中斷（設(shè)置 PRIMASK =1）;getrt_thread_switch_interrupt_flagLDR r0, =rt_thread_switch_interrupt_flag ; 將 rt_thread_switch_interrupt_flag 的地址加載到 r0LDR r1, [r0] ; 從該地址讀取值到 r1CBZ r1, pendsv_exit ; 如果 r1 為0，跳轉(zhuǎn)到 pendsv_exit

保護(hù)上下文切換：

通過CPSID I禁用中斷，確保上下文切換過程不被其他中斷打斷。

保存PRIMASK（通過 MRS r2, PRIMASK）允許在切換完成后恢復(fù)原始中斷狀態(tài)，避免影響系統(tǒng)的中斷配置。

檢查切換請(qǐng)求：

通過讀取rt_thread_switch_interrupt_flag，檢查是否需要執(zhí)行上下文切換。如果標(biāo)志為 0，說明無需切換，直接退出，減少不必要的開銷。

LDR r0, =rt_interrupt_from_thread ; 將 rt_interrupt_from_thread 的地址加載到 r0LDR r1, [r0] ; 從該地址讀取值到 r1CBZ r1, switch_to_thread ; 如果 r1 為 0，跳轉(zhuǎn)到 switch_to_thread

這段代碼檢查rt_interrupt_from_thread是否為 0，以決定是否需要保存當(dāng)前線程的上下文。

如果 r1 為 0，說明無需保存上下文，直接跳轉(zhuǎn)到switch_to_thread加載目標(biāo)線程的上下文。

如果 r1 非零，說明有來源線程需要保存上下文，代碼會(huì)繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的寄存器保存操作（如保存 r4-r11 和 FPU 寄存器）。

聯(lián)系上文，rt_interrupt_from_thread在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)在函數(shù)rt_hw_context_switch_to中已經(jīng)置為0，所以此時(shí)應(yīng)該切換到switch_to_thread函數(shù)

switch_to_threadLDR r1, =rt_interrupt_to_thread ; 將 rt_interrupt_to_thread 的地址加載到 r1LDR r1, [r1] ; 從該地址讀取值到 r1LDR r1, [r1] ; 從該值指向的地址讀取線程堆棧指針到 r1

作用：

rt_interrupt_to_thread存儲(chǔ)目標(biāo)線程的堆棧指針地址（rt_hw_context_switch_to函數(shù)傳入的第一個(gè)參數(shù)）。

第一次 LDR r1, [r1] 從rt_interrupt_to_thread讀取目標(biāo)線程的堆棧指針地址（例如，&to_thread->sp）。

第二次 LDR r1, [r1] 從該地址讀取實(shí)際的堆棧指針值（to_thread->sp），即目標(biāo)線程的當(dāng)前堆棧頂部。

通過上述步驟，獲取目標(biāo)線程的堆棧指針，為后續(xù)從堆棧中恢復(fù)上下文做準(zhǔn)備。

針對(duì)棧幀的處理：

IF{FPU} !="SoftVFP"LDMFDr1!, {r3} ; 彈出 FPU 使用標(biāo)志到 r3ENDIFLDMFDr1!, {r4 - r11} ; 彈出 r4 - r11 寄存器IF{FPU} !="SoftVFP"CMPr3, #0; 如果 flag_r3 !=0VLDMFDNEr1!, {d8 - d15} ; 彈出 FPU 寄存器 s16~s31ENDIFMSRpsp, r1 ; 更新堆棧指針到 PSPIF{FPU} !="SoftVFP"ORRlr, lr, #0x10 ; lr |= (1<

作用：

如果處理器支持硬件浮點(diǎn)單元，從目標(biāo)線程的堆棧中彈出 FPU 使用標(biāo)志。

從目標(biāo)線程的堆棧中彈出寄存器 r4 到 r11 的值，恢復(fù)目標(biāo)線程的通用寄存器狀態(tài)。

r4-r11 是 ARM 架構(gòu)中需要手動(dòng)保存的寄存器，r0-r3 和 r12 等由硬件自動(dòng)壓棧

可見壓棧的順序和cpuport.c中的線程棧幀是完全對(duì)應(yīng)的，見下圖：

???

Pendsv_Exit

作用：

恢復(fù)中斷狀態(tài)：

通過MSR PRIMASK, r2，恢復(fù)進(jìn)入 PendSV 異常前的中斷狀態(tài)（使能或禁用），確保系統(tǒng)中斷配置不受影響。

設(shè)置異常返回堆棧：

通過ORR lr, lr, #0x04，設(shè)置 EXC_RETURN[2] = 1，確保異常返回時(shí)使用PSP，切換到目標(biāo)線程的堆棧。（線程模式使用 PSP，特權(quán)模式使用 MSP）。

完成異常退出：

通過BX lr，觸發(fā)異常返回，處理器切換到線程模式，恢復(fù)目標(biāo)線程的執(zhí)行上下文（包括 PC、寄存器和堆棧）。

通過調(diào)試我們可以查看要切換的第一個(gè)線程（main）的入口地址是：0x080050A1

當(dāng)執(zhí)行完成pendsv_exit函數(shù)后，進(jìn)入main_thread_entry線程入口函數(shù)，可以看到PC指向的地址是移植的，至此已經(jīng)完成了 RT-Thread 的第一個(gè)線程切換。