本文簡單討論RT-Thread在啟動后，逐步進入到處于就緒態最高優先級main線程的全過程。部分內容涉及到匯編指令，但通俗易懂。通過簡化工程，配合Debug過程，逐步觀察寄存器的變化、繪制棧幀結構、繪制線程控制塊和rt_interrupt_from_thread、rt_interrupt_to_thread等典型變量取值（指向，雖然是rt_uint32_t類型，但實際在匯編中是作為指針使用），能有效幫助理解RTOS的線程棧的恢復與啟動過程。

通過本文對線程啟動過程的了解，對于兩個線程/多個線程之間的互相切換能奠定堅實的基礎，化繁為簡，結合論壇關于上下文切換的代碼注釋，能幫助快速抓住主線。

使用的軟硬件環境如下：

IDE工具 - RT-Thread Studio 2.2.6
硬件 - STM32L431RCT6，Cortex M4內核
軟件 - RT-Thread 4.0.5版本
配置 - 僅使能main線程和tidle0線程

一、工程設置

Step 1. 新建名稱為EVBMX_RTThread405_Switch的4.0.5版本工程

Step 2. 不使能軟件定時器，使能線程狀態更改的調試

關閉軟件定時器線程，避免干擾。

Step 3. 關閉msh shell，禁用Finsh

關閉tshell線程，避免干擾。僅僅保留main線程和tidle0線程。

Step 4. 修改main函數

修改main函數后，線程進入一次，休眠且切換1次，再次切回且return，然后徹底退出，只留下tidle0線程。

#include
#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include
int main(void)
{
rt_thread_mdelay(1000);
return RT_EOK;
}

Step 5. 下載程序，觀察輸出結果

讀完全文后，對下方輸出結果的每一行語句所代表的含義和發生時刻，能有更深刻體會。

二、調試運行

Step 6. 在component.c中257行按F9設置斷點；F5全速運行到此處后，再按F9關閉此處斷點。

Step 7. 依次進入rt_thread_create, _thread_init, 停留在thread.c的164行。

將變量thread添加到表達式窗口，可以查看各個成員的值，其中，thread->stack_addr = 0x20001138, thread->stack_size = 0x800，分別表示棧底位置和棧空間大小。

164行的函數rt_hw_stack_init對于理解線程切換是一個相當重要的函數，其形參分別為：

線程入口函數：main_thread_entry

線程參數RT_NULL：

線程棧棧頂地址：thread->stack_addr + thread->stack_size - 4 = 0x20001138 + 0x800 - 4 = 0x20001934

Step 8. 單步進入到rt_hw_stack_init函數內部，開展分析

149行，由于傳遞進來的stack_addr = 0x20001934，執行完畢后，stk為0x20001938。從0x20001138（含）到0x20001934（含），合計是0x800 = 2048字節。STM32使用的滿遞減棧，所以此處的stk是0x20001938。

150行，此處設置8字節對齊。由于0x20001938 = (536877368)Decimal，該數據除8等于67109671，能被8整除，該語句執行棧對齊操作后，stk依然為0x20001938。

Step 9. 繼續了解rt_hw_stack_init函數。

151行，更新stk的值，減去struct stack_frame結構體的大小。執行完畢后，stk = 0x200018F4。
153行，stack_frame指針指向0x200018F4。
156至159行，通過for循環將0x200018F4至0x20001938的所有內存變成0xdeadbeaf魔法字。
161行至168行，將stack_frame成員的exception_stack_frame中的r0~psr共8個寄存器分別設置為：線程參數，4個0，線程返回地址，線程入口地址，0x01000000。
175行，返回stk的值，此時變成0x200018F4。這個值在初始化線程時，將返回給thread->sp，即線程棧的臨時棧頂指針。
依次將線程的形參、r1-r3, r12, 線程返回地址、線程入口地址，線程的xPSR寫入異常棧幀結構中。
在初入門時，這里是難點。C語言中使用結構體定義的棧結構，如何和實際寄存器的順序進行一一對應？，后文會通過逐步Debug揭示這個問題答案。

至此，main線程創建完畢后，線程結構體和線程棧空間如下所示。

Step 10. 繼續單步到rt_system_scheduler_start函數處，并單獨跟蹤進入到該函數內部。

期間，RT-Thread會調用rt_thread_idle_init函數，在該函數中使用靜態創建方式初始化tidle0線程。可以按照上述過程記錄tidle0線程的棧空間。