内核移植
内核移植就是将RTT内核在不同的芯片架构、不同的板卡上运行起来，能够具备线程管理和调度，内存管理等功能。
移植可分为CPU架构移植和BSP（Board support package，板级支持包）移植两部分。
CPU架构移植
在嵌入式领域有多种不同CPU架构，例如Cortex-M，ARM920T，MIPS32，RISC-V等等。
为了使RTT能够在不同CPU架构的芯片上运行，RTT提供了一个libcpu抽象层来适配不同的CPU架构。
libcpu层向上对内核提供统一的接口，包括全局中断的开关，线程栈的初始化，上下文切换等。
libcpu层向下提供了一套统一的CPU架构移植接口，这部分包括全局中断开关函数等等。
下面是CPU架构移植需要实现的接口和变量。
实现全局中断开关
无论内核代码还是用户的代码，都可能存在一些变量，需要在多个线程或者中断里面使用，如果没有相应的保护机制，那就可能导致临界区问题。RT-Thread 里为了解决这个问题，提供了一系列的线程间同步和通信机制来解决。但是这些机制都需要用到libcpu里提供的全局中断开关函数。它们分别是：
/* 关闭全局中断 */
rt_base_t rt_hw_interrupt_disable(void);
/* 打开全局中断 */
void rt_hw_interrupt_enable(rt_base_t level);
关闭全局中断
在 rt_hw_interrupt_disable() 函数里面需要依序完成的功能是：
- 保存当前的全局中断状态，并把状态作为函数的返回值。
- 关闭全局中断
rt_hw_interrupt_disable PROC
EXPORT rt_hw_interrupt_disable
MRS r0, PRIMASK
CPSID I
BX LR
ENDP
使用MRS指令将PRIMASK寄存器的值保存到r0寄存器里，然后使用“CPSID I”指令关闭全局中断，最后使用BX指令返回。
r0存储的数据就是函数的返回值
打开全局中断
在 rt_hw_interrupt_enable(rt_base_t level) 里，将变量level作为需要恢复的状态，覆盖芯片的全局中断状态。
rt_hw_interrupt_enable PROC
EXPORT rt_hw_interrupt_enable
MSR PRIMASK, r0
BX LR
ENDP
使用MSR指令将r0的值寄存器写入到PRIMASK寄存器，从而恢复之前的中断状态。
实现线程栈初始化
在动态创建线程和初始化线程的时候，会使用到内部的线程初始化函数
_rt_thread_init()，_rt_thread_init() 函数会调用栈初始化函数rt_hw_stack_init()，在栈初始化函数里会手动构造一个上下文内容，这个上下文内容将被作为每个线程第一次执行的初始值。
rt_uint8_t *rt_hw_stack_init(void *tentry, void *parameter, rt_uint8_t *stack_addr, void *texit){
struct stack_frame *stack_frame;
rt_uint8_t *stk;
unsigned long i;
stk = stack_addr + sizeof(rt_uint32_t);
stk = (rt_uint8_t *)RT_ALIGN_DOWN((rt_uint32_t)stk, 8);
stk -= sizeof(struct stack_frame);
stack_frame = (struct stack_frame *)stk;
for(i=0; i<sizeof(struct stack_frame)/sizeof(rt_uint32_t); i++){
((rt_uint32_t *)stack_frame)[i] = 0xdeadbeef;
}
stack_frame->exception_stack_frame.r0 = (unsigned long)parameter; /* r0 : argument */
stack_frame->exception_stack_frame.r1 = 0; /* r1 */
stack_frame->exception_stack_frame.r2 = 0; /* r2 */
stack_frame->exception_stack_frame.r3 = 0; /* r3 */
stack_frame->exception_stack_frame.r12 = 0; /* r12 */
stack_frame->exception_stack_frame.lr = (unsigned long)texit; /* lr */
stack_frame->exception_stack_frame.pc = (unsigned long)tentry; /* entry point, pc */
stack_frame->exception_stack_frame.psr = 0x01000000L; /* PSR */
return stk;
}
实现线程上下文切换
在不同的 CPU 架构里，线程之间的上下文切换和中断到线程的上下文切换，上下文的寄存器部分可能是有差异的，也可能是一样的。
在Cortex-M里面上下文切换都是统一使用PendSV异常来完成的，切换部分没有差异。但是为了能适应不同CPU架构，RTT的libcpu抽象层还是需要实现三个线程切换相关的函数：
1） rt_hw_context_switch_to()：没有来源线程，切换到目标线程，在调度器启动第一个线程的时候被调用。
2） rt_hw_context_switch()：在线程环境下，从当前线程切换到目标线程。
3） rt_hw_context_switch_interrupt ()：在中断环境下，从当前线程切换到目标线程。
在线程环境下进行切换和在中断环境进行切换是存在差异的。线程环境下，如果调用 rt_hw_context_switch() 函数，那么可以马上进行上下文切换；而在中断环境下，需要等待中断处理函数完成之后才能进行切换。
由于这种差异，在 ARM9 等平台，rt_hw_context_switch() 和 rt_hw_context_switch_interrupt() 的实现并不一样。在中断处理程序里如果触发了线程的调度，调度函数里会调用 rt_hw_context_switch_interrupt() 触发上下文切换。中断处理程序里处理完中断事务之后，中断退出之前，检查 rt_thread_switch_interrupt_flag 变量，如果该变量的值为 1，就根据 rt_interrupt_from_thread 变量和 rt_interrupt_to_thread 变量，完成线程的上下文切换。
在Cortex-M处理器架构里，基于自动部分压栈和PendSV的特性，上下文切换可以实现地更加简洁。
硬件在进入PendSV中断之前自动保存了from线程的PSR、PC、LR、R12、R3-R0寄存器，然后PendSV里保存from线程的R11R4，以及恢复to线程的R4R11寄存器，最后退出PendSV中断之后，硬件自动恢复 to 线程的 R0~R3、R12、LR、PC、PSR 寄存器。
硬件在进入中断之前自动保存了 from 线程的 PSR、PC、LR、R12、R3-R0 寄存器，然后触发了 PendSV 异常。在 PendSV 异常处理函数里保存 from 线程的 R11~R4 寄存器，以及恢复 to 线程的 R4~R11 寄存器，最后硬件在退出 PendSV 中断之后，自动恢复 to 线程的 R0~R3、R12、PSR、PC、LR 寄存器。
显然，Cortex-M内核里rt_hw_context_switch() 和 rt_hw_context_switch_interrupt() 功能一致，都是在 PendSV 里完成剩余上下文的保存和恢复。所以我们仅仅需要实现一份代码，简化移植的工作。
rt_hw_context_switch_to PROC
EXPORT rt_hw_context_switch_to
;r0的值是一个指针，该指针指向to线程的线程控制块的SP成员
;将r0寄存器的值保存到rt_interrupt_to_thread变量里
LDR r1, =rt_interrupt_to_thread
STR r0, [r1]
;设置from线程为空，表示不需要保存from的上下文
LDR r1, =rt_interrupt_from_thread
MOV r0, #0x0
STR r0, [r1]
;设置标志为1，表示需要切换，这个变量将在PendSV异常处理函数里切换时被清零
LDR r1, =rt_thread_switch_interrupt_flag
MOV r0, #1
STR r0, [r1]
;设置PendSV异常优先级为最低优先级
LDR r0, =NVIC_SYSPRI2
LDR r1, =NVIC_PENDSV_PRI
LDR.W r2, [r0,#0x00] ; read
ORR r1,r1,r2 ; modify
STR r1, [r0] ; write-back
;触发PendSV异常
LDR r0, =NVIC_INT_CTRL
LDR r1, =NVIC_PENDSVSET
STR r1, [r0]
; 放弃芯片启动到第一次上下文切换之前的栈内容，将 MSP 设置启动时的值
LDR r0, =SCB_VTOR
LDR r0, [r0]
LDR r0, [r0]
MSR msp, r0
; 使能全局中断和全局异常，使能之后将进入 PendSV 异常处理函数
CPSIE F
CPSIE I
; 不会执行到这里
ENDP
rt_hw_context_switch_interrupt
EXPORT rt_hw_context_switch_interrupt
rt_hw_context_switch PROC
EXPORT rt_hw_context_switch
检查 rt_thread_switch_interrupt_flag 变量是否为 1
; 如果变量为 1 就跳过更新 from 线程的内容
LDR r2, =rt_thread_switch_interrupt_flag
LDR r3, [r2]
CMP r3, #1
BEQ _reswitch
; 设置 rt_thread_switch_interrupt_flag 变量为 1
MOV r3, #1
STR r3, [r2]
; 从参数 r0 里更新 rt_interrupt_from_thread 变量
LDR r2, =rt_interrupt_from_thread
STR r0, [r2]
_reswitch
; 从参数 r1 里更新 rt_interrupt_to_thread 变量
LDR r2, =rt_interrupt_to_thread
STR r1, [r2]
; 触发 PendSV 异常，将进入 PendSV 异常处理函数里完成上下文切换
LDR r0, =NVIC_INT_CTRL
LDR r1, =NVIC_PENDSVSET
STR r1, [r0]
BX LR
实现PendSV中断
在 Cortex-M3 里，PendSV 中断处理函数是 PendSV_Handler()。在 PendSV_Handler() 里完成线程切换的实际工作。
; r0 --> switch from thread stack
; r1 --> switch to thread stack
; psr, pc, lr, r12, r3, r2, r1, r0 are pushed into [from] stack
PendSV_Handler PROC
EXPORT PendSV_Handler
; 关闭全局中断
MRS r2, PRIMASK
CPSID I
; 检查 rt_thread_switch_interrupt_flag 变量是否为 0
; 如果为零就跳转到 pendsv_exit
LDR r0, =rt_thread_switch_interrupt_flag
LDR r1, [r0]
CBZ r1, pendsv_exit ; pendsv already handled
; 清零 rt_thread_switch_interrupt_flag 变量
MOV r1, #0x00
STR r1, [r0]
; 检查 rt_interrupt_from_thread 变量是否为 0
; 如果为 0，就不进行 from 线程的上下文保存
LDR r0, =rt_interrupt_from_thread
LDR r1, [r0]
CBZ r1, switch_to_thread
; 保存 from 线程的上下文
MRS r1, psp ; 获取 from 线程的栈指针
STMFD r1!, {r4 - r11} ; 将 r4~r11 保存到线程的栈里
LDR r0, [r0]
STR r1, [r0] ; 更新线程的控制块的 SP 指针
switch_to_thread
LDR r1, =rt_interrupt_to_thread
LDR r1, [r1]
LDR r1, [r1] ; 获取 to 线程的栈指针
LDMFD r1!, {r4 - r11} ; 从 to 线程的栈里恢复 to 线程的寄存器值
MSR psp, r1 ; 更新 r1 的值到 psp
pendsv_exit
; 恢复全局中断状态
MSR PRIMASK, r2
; 修改 lr 寄存器的 bit2，确保进程使用 PSP 堆栈指针
ORR lr, lr, #0x04
; 退出中断函数
BX lr
ENDP
实现时钟节拍
有了开关全局中断和上下文切换功能的基础，RTOS 就可以进行线程的创建、运行、调度等功能了。有了时钟节拍支持，RT-Thread 可以实现对相同优先级的线程采用时间片轮转的方式来调度，实现定时器功能，实现 rt_thread_delay() 延时函数等等。
libcpu 的移植需要完成的工作，就是确保 rt_tick_increase() 函数会在时钟节拍的中断里被周期性的调用，调用周期取决于 rtconfig.h 的宏 RT_TICK_PER_SECOND 的值。
在 Cortex M 中，实现 SysTick 的中断处理函数即可实现时钟节拍功能。
void SysTick_Handler(void)
{
/* enter interrupt */
rt_interrupt_enter();
rt_tick_increase();
/* leave interrupt */
rt_interrupt_leave();
}
BSP移植
不同的板卡上可能使用相同的 CPU 架构，搭载不同的外设资源，完成不同的产品，所以我们也需要针对板卡做适配工作。RT-Thread 提供了 BSP 抽象层来适配常见的板卡。如果希望在一个板卡上使用 RT-Thread 内核，除了需要有相应的芯片架构的移植，还需要有针对板卡的移植，也就是实现一个基本的 BSP。主要任务是建立让操作系统运行的基本环境，需要完成的主要工作是：
- 初始化CPU内部寄存器，设定RAM时序
- 实现时钟驱动以及中断控制器驱动，完善中断管理
- 实现串口和GPIO驱动
- 初始化动态内存堆，实现动态堆内存管理