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：

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qemu-system-aarch64 \    -M virt,gic-version=2 \    -cpu cortex-a53 \    -m 128M \    -smp 4 \    -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：

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qemu-system-aarch64 \    -M virt \    -cpu cortex-a53 \    -m 128M \    -kernel rtthread.bin \    -dtb virt.dtb \    -nographic

设备树编译方法：

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dtc -I dts -O dtb -o virt.dtb virt.dts

方式三：内嵌设备树（RT-Thread 内置 DTB）

可以在 menuconfig 中配置：

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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

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/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

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

使用如下命令启动QEMU:

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qemu-system-aarch64 \  -machine virt,gic-version=2 \  -cpu cortex-a53 \  -smp 1 \  -m 128M \  -kernel rtthread.elf \  -dtb qemu-virt.dtb \  -nographic

可以看到系统启动成功LOG:

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[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 0810 2006 - 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 initialization donehello 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

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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：

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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

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

使用如下命令启动QEMU:

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qemu-system-aarch64 \  -machine virt,gic-version=2 \  -cpu cortex-a53 \  -smp 1 \  -m 128M \  -kernel rtthread.elf \  -dtb qemu-virt.dtb \  -nographic

可以看到系统启动成功LOG:

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[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 0314 2006 - 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 initialization donehello 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