在傳統(tǒng)的 RTOS 驅(qū)動開發(fā)中，硬件資源往往靠硬編碼、設(shè)備與驅(qū)動強(qiáng)耦合，導(dǎo)致移植難、復(fù)用低、維護(hù)成本高。

如今，RT-Thread 推出了新一代DM（Device Manager）驅(qū)動框架，引入設(shè)備樹（Device Tree）、自動匹配與動態(tài) probe 機(jī)制，讓驅(qū)動開發(fā)更加現(xiàn)代化、可擴(kuò)展。

本文以qemu-virt64-aarch64 平臺為例，帶你從零上手DM 框架：

設(shè)備樹的三種使用方式

最小系統(tǒng)與多核啟動實戰(zhàn)

與傳統(tǒng)驅(qū)動框架的對比

如果你是嵌入式開發(fā)者或RT-Thread 愛好者，這篇文章將幫你快速掌握下一代 RT-Thread 驅(qū)動開發(fā)范式。

目錄

簡介

核心特點

兩種驅(qū)動框架對比

DM使用方式（以qemu-virt64-aarch64為例）

1 簡介

RT-Thread 新一代 DM（Device Manager）驅(qū)動框架，是近年來引入的一套現(xiàn)代化設(shè)備驅(qū)動管理模型。

該框架主要面向高性能平臺（MPU / SoC），通過引入類似 Linux 驅(qū)動模型的設(shè)計理念，實現(xiàn)：

設(shè)備與驅(qū)動解耦

基于設(shè)備樹（Device Tree）的硬件描述

自動匹配與動態(tài)加載（probe 機(jī)制）

其目標(biāo)是逐步替代或并行于傳統(tǒng)靜態(tài)設(shè)備注冊方式，構(gòu)建更加統(tǒng)一、靈活、可擴(kuò)展的驅(qū)動體系。

2 核心特點

基于設(shè)備樹描述硬件資源

Driver / Device 解耦

自動匹配（compatible）

動態(tài) probe / remove 機(jī)制

更適合復(fù)雜 SoC 平臺

3 兩種驅(qū)動框架對比

4 DM使用方式（以qemu-virt64-aarch64為例）

4.1 準(zhǔn)備工作

獲取最新RT-Thread源碼 本文檔使用commit: 2b58dec87b584aa7ded6e8c736498716f8d29cd0

進(jìn)入BSP 目錄：bsp/qemu-virt64-aarch64

打開menuconfig，開啟 SMART 選項

下載 SMART 專用工具鏈，并設(shè)置RTT_EXEC_PATH與RTT_CC_PREFIX環(huán)境變量

4.2 設(shè)備樹使用方式

在 DM 框架中，設(shè)備樹（Device Tree）是核心輸入，用于描述硬件資源（UART、GIC、VirtIO 等）。

當(dāng)前支持三種方式：

方式一：使用 QEMU 自動生成 DTB

QEMU 的 virt 平臺可以自動生成設(shè)備樹，并通過寄存器傳遞給內(nèi)核。

啟動命令：

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

原理：

QEMU 在啟動時動態(tài)構(gòu)建 DTB

將 DTB 地址通過寄存器傳遞

RT-Thread 在 early boot 階段解析該 DTB

方式二：使用外部 DTB 文件

可以自定義 .dts 并編譯為 .dtb，然后傳給 QEMU：

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

設(shè)備樹編譯方法：

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

方式三：內(nèi)嵌設(shè)備樹（RT-Thread 內(nèi)置 DTB）

可以在 menuconfig 中配置：

RT_BUILTIN_FDT_PATH="path/to/your.dtb"

系統(tǒng)會通過 .incbin 將 DTB 嵌入到最終鏡像中。

實現(xiàn)原理：

編譯階段將 DTB 二進(jìn)制嵌入 .rodata

啟動時直接使用內(nèi)置 DTB，而不依賴 QEMU 傳參

4.3 自定義設(shè)備樹使用（最小系統(tǒng)示例）

本節(jié)基于一個最小可運行設(shè)備樹（DTS），講解如何在 RT-Thread DM 框架中使用自定義設(shè)備樹。

4.3.1 最小設(shè)備樹示例

/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"; };};

在上述設(shè)備樹中只包含以下內(nèi)容：

使用下述命令將dts編譯為dtb，交由rt-thread去解析處理

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

使用如下命令啟動QEMU:

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

可以看到系統(tǒng)啟動成功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 設(shè)備樹多核啟動示例

在之前menuconfig中可以看到，當(dāng)前系統(tǒng)是支持 SMP的，并且qemu-virt64-aarch64默認(rèn)配置#define RT_CPUS_NR 4，這里啟動兩個CPU作為演示

那么我們需要額外配置一下設(shè)備樹，首先配置CPUS節(jié)點

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"; };};

在這個CPU配置中，CPU多核啟動需要通過調(diào)用 PSCI來完成，所以設(shè)備樹中需要加入PSCI的節(jié)點，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";};

使用下述命令將dts編譯為dtb，交由rt-thread去解析處理

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

使用如下命令啟動QEMU:

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

可以看到系統(tǒng)啟動成功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，系統(tǒng)啟動時是根據(jù)設(shè)備樹來決定系統(tǒng)配置的，所以，即使我們定義了 #define RT_CPUS_NR 4 也還是啟動了2個CPU

如果將QEMU啟動時的參數(shù) -smp 修改的比設(shè)備樹中定義的多，或?qū)?RT_CPUS_NR 修改的比設(shè)備樹中定義的少，或?qū)⑾到y(tǒng)的SMP關(guān)掉會發(fā)生什么，這里建議上手驗證一下