RT-Thread 新一代驱动框架 DM 揭秘：从设备树到动态加载，彻底告别硬编码 | 技术集结

在传统的 RTOS 驱动开发中，硬件资源往往靠硬编码、设备与驱动强耦合，导致移植难、复用低、维护成本高。

如今，RT-Thread 推出了新一代DM（Device Manager）驱动框架，引入设备树（Device Tree）、自动匹配与动态 probe 机制，让驱动开发更加现代化、可扩展。

本文以qemu-virt64-aarch64 平台为例，带你从零上手DM 框架：

设备树的三种使用方式

最小系统与多核启动实战

与传统驱动框架的对比

如果你是嵌入式开发者或RT-Thread 爱好者，这篇文章将帮你快速掌握下一代 RT-Thread 驱动开发范式。

目录

简介

核心特点

两种驱动框架对比

DM使用方式（以qemu-virt64-aarch64为例）

1 简介

RT-Thread 新一代 DM（Device Manager）驱动框架，是近年来引入的一套现代化设备驱动管理模型。

该框架主要面向高性能平台（MPU / SoC），通过引入类似 Linux 驱动模型的设计理念，实现：

设备与驱动解耦

基于设备树（Device Tree）的硬件描述

自动匹配与动态加载（probe 机制）

其目标是逐步替代或并行于传统静态设备注册方式，构建更加统一、灵活、可扩展的驱动体系。

2 核心特点

基于设备树描述硬件资源

Driver / Device 解耦

自动匹配（compatible）

动态 probe / remove 机制

更适合复杂 SoC 平台

3 两种驱动框架对比

4 DM使用方式（以qemu-virt64-aarch64为例）

4.1 准备工作

获取最新RT-Thread源码 本文档使用commit: 2b58dec87b584aa7ded6e8c736498716f8d29cd0

进入BSP 目录：bsp/qemu-virt64-aarch64

打开menuconfig，开启 SMART 选项

下载 SMART 专用工具链，并设置RTT_EXEC_PATH与RTT_CC_PREFIX环境变量

4.2 设备树使用方式

在 DM 框架中，设备树（Device Tree）是核心输入，用于描述硬件资源（UART、GIC、VirtIO 等）。

当前支持三种方式：

方式一：使用 QEMU 自动生成 DTB

QEMU 的 virt 平台可以自动生成设备树，并通过寄存器传递给内核。

启动命令：

qemu-system-aarch64\ -M virt,gic-version=2\ -cpu cortex-a53\ -m128M\ -smp4\ -kernel rtthread.bin\ -nographic

原理：

QEMU 在启动时动态构建 DTB

将 DTB 地址通过寄存器传递

RT-Thread 在 early boot 阶段解析该 DTB

方式二：使用外部 DTB 文件

可以自定义 .dts 并编译为 .dtb，然后传给 QEMU：

qemu-system-aarch64\ -M virt\ -cpu cortex-a53\ -m128M\ -kernel rtthread.bin\ -dtb virt.dtb\ -nographic

设备树编译方法：

dtc -Idts -O dtb -o virt.dtbvirt.dts

方式三：内嵌设备树（RT-Thread 内置 DTB）

可以在 menuconfig 中配置：

RT_BUILTIN_FDT_PATH="path/to/your.dtb"

系统会通过 .incbin 将 DTB 嵌入到最终镜像中。

实现原理：

编译阶段将 DTB 二进制嵌入 .rodata

启动时直接使用内置 DTB，而不依赖 QEMU 传参

4.3 自定义设备树使用（最小系统示例）

本节基于一个最小可运行设备树（DTS），讲解如何在 RT-Thread DM 框架中使用自定义设备树。

4.3.1 最小设备树示例

/dts-v1/;/ { compatible ="linux,dummy-virt"; #address-cells =<2>; #size-cells =<2>; interrupt-parent = <0x8002>; memory@40000000{ reg = <0x000x400000000x000x8000000>; device_type ="memory"; }; chosen { stdout-path ="/pl011@9000000"; }; cpus { #size-cells =<0x00>; #address-cells =<0x01>; cpu@0{ reg = <0x00>; compatible ="arm,cortex-a53"; device_type ="cpu"; }; }; intc@8000000{ phandle = <0x8002>; reg = <0x000x80000000x000x100000x000x80100000x000x10000>; compatible ="arm,cortex-a15-gic"; ranges; #size-cells =<0x02>; #address-cells =<0x02>; interrupt-controller; #interrupt-cells =<0x03>; }; timer { interrupts = <0x010x0d0x1040x010x0e0x1040x010x0b0x1040x010x0a0x104>; always-on; compatible ="arm,armv8-timer\0arm,armv7-timer"; }; apb-pclk { phandle = <0x8000>; clock-output-names ="clk24mhz"; clock-frequency = <0x16e3600>; #clock-cells =<0x00>; compatible ="fixed-clock"; }; pl011@9000000{ clock-names ="uartclk\0apb_pclk"; clocks = <0x80000x8000>; interrupts = <0x000x010x04>; reg = <0x000x90000000x000x1000>; compatible ="arm,pl011\0arm,primecell"; };};

在上述设备树中只包含以下内容：

使用下述命令将dts编译为dtb，交由rt-thread去解析处理

dtc -Idts -O dtb -o qemu-virt.dtb qemu-virt.dts

使用如下命令启动QEMU:

qemu-system-aarch64\ -machine virt,gic-version=2\ -cpu cortex-a53\ -smp1\ -m128M\ -kernel rtthread.elf\ -dtb qemu-virt.dtb\ -nographic

可以看到系统启动成功LOG:

[I/rtdm.ofw] Booting RT-Thread on physical CPU 0x0[I/rtdm.ofw] Machine model: linux,dummy-virt[I/rtdm.ofw] Memory node(0) ranges: 0x0000000040000000 - 0x0000000048000000[I/mm.memblock] System memory:[I/mm.memblock] [0x0000000040000000, 0x0000000048000000][I/mm.memblock] Reserved memory:[I/mm.memblock] [0x0000000040080000, 0x00000000401ef000][I/mm.memblock] [0x00000000401ef000, 0x00000000441ef000][I/mm.memblock] [0x00000000441ef000, 0x00000000443ef000][I/mm.memblock] [0x00000000443ef000, 0x00000000443f5000][I/mm.memblock] physical memory region [0x0000000040000000-0x0000000040080000] installed to system page[I/mm.memblock] physical memory region [0x00000000443f5000-0x0000000048000000] installed to system page[I/mm.memblock] 63 MB memory installed to system page[I/osi.psci] Using PSCI v1.1 Function IDs[I/rtdm.ofw] Console: uart0()\ | /- RT - Thread Smart Operating System/ | \ 5.3.0 build Mar 19 2026 08102006 - 2024 Copyright by RT-Thread team[I/drivers.serial] Using /dev/ttyS0 as default console[E/DFS.fs] mount point(/proc) already mounted![I/rtdm.mnt] File system initializationdonehello rt-threadmsh />msh />msh /

4.3.2 设备树多核启动示例

在之前menuconfig中可以看到，当前系统是支持 SMP的，并且qemu-virt64-aarch64默认配置#define RT_CPUS_NR 4，这里启动两个CPU作为演示

那么我们需要额外配置一下设备树，首先配置CPUS节点

cpus { #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; cpu@0{ reg = <0>; enable-method= "psci"; compatible ="arm,cortex-a53"; device_type ="cpu"; }; cpu@1{ reg = <1>; enable-method= "psci"; compatible ="arm,cortex-a53"; device_type ="cpu"; };};

在这个CPU配置中，CPU多核启动需要通过调用 PSCI来完成，所以设备树中需要加入PSCI的节点，如下：

psci { migrate = <0xc4000005>; cpu_on = <0xc4000003>; cpu_off = <0x84000002>; cpu_suspend = <0xc4000001>; method= "hvc"; compatible ="arm,psci-1.0\0arm,psci-0.2\0arm,psci";};

使用下述命令将dts编译为dtb，交由rt-thread去解析处理

dtc -Idts -O dtb -o qemu-virt.dtb qemu-virt.dts

使用如下命令启动QEMU:

qemu-system-aarch64\ -machine virt,gic-version=2\ -cpu cortex-a53\ -smp1\ -m128M\ -kernel rtthread.elf\ -dtb qemu-virt.dtb\ -nographic

可以看到系统启动成功LOG:

[I/rtdm.ofw] Booting RT-Thread on physical CPU 0x0[I/rtdm.ofw] Machine model: linux,dummy-virt[I/rtdm.ofw] Memory node(0) ranges: 0x0000000040000000 - 0x0000000048000000[I/mm.memblock] System memory:[I/mm.memblock] [0x0000000040000000, 0x0000000048000000][I/mm.memblock] Reserved memory:[I/mm.memblock] [0x0000000040080000, 0x00000000401ef000][I/mm.memblock] [0x00000000401ef000, 0x00000000441ef000][I/mm.memblock] [0x00000000441ef000, 0x00000000443ef000][I/mm.memblock] [0x00000000443ef000, 0x00000000443f5000][I/mm.memblock] physical memory region [0x0000000040000000-0x0000000040080000] installed to system page[I/mm.memblock] physical memory region [0x00000000443f5000-0x0000000048000000] installed to system page[I/mm.memblock] 63 MB memory installed to system page[I/osi.psci] Using PSCI v1.1 Function IDs[I/rtdm.ofw] Console: uart0()\ | /- RT - Thread Smart Operating System/ | \ 5.3.0 build Mar 20 2026 03142006 - 2024 Copyright by RT-Thread team[I/drivers.serial] Using /dev/ttyS0 as default console[E/DFS.fs] mount point(/proc) already mounted![I/rtdm.mnt] File system initializationdonehello rt-threadmsh />[I/cpu.aa64] Call cpu 1 on successmsh />msh />msh />

注：在之前所提到的，系统启动时是根据设备树来决定系统配置的，所以，即使我们定义了 #define RT_CPUS_NR 4 也还是启动了2个CPU

如果将QEMU启动时的参数 -smp 修改的比设备树中定义的多，或将 RT_CPUS_NR 修改的比设备树中定义的少，或将系统的SMP关掉会发生什么，这里建议上手验证一下