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 \

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 \

设备树编译方法：

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：

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/;

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

使用如下命令启动QEMU:

qemu-system-aarch64 \

可以看到系统启动成功LOG:

[I/rtdm.ofw] Booting RT-Thread on physical CPU 0x0

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 {

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 {

使用下述命令将dts编译为dtb，交由rt-thread去解析处理

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

使用如下命令启动QEMU:

qemu-system-aarch64 \

可以看到系统启动成功LOG:

[I/rtdm.ofw] Booting RT-Thread on physical CPU 0x0

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