ACPI表定制开发实战 - 第2节

2.1 ACPI 表结构：系统固件与 OS 的契约书

ACPI 表是系统固件（BIOS/UEFI）传递给操作系统的一组结构化数据块，它们描述了硬件拓扑、电源管理能力、设备配置和运行时接口。OS 在引导早期通过 RSDP（Root System Description Pointer） 找到这些表，然后按需解析。

2.1.1 核心表分类

2.1.2 表头通用结构

每个 ACPI 表（除 RSDP 外）都以相同的 36 字节表头开始：

typedef struct {
    char     Signature[4];    // 表签名，如 "DSDT"
    uint32_t Length;          // 表总长度（含表头）
    uint8_t  Revision;        // 表版本
    uint8_t  Checksum;        // 校验和，使整个表所有字节和为 0
    char     OEMID[6];        // OEM ID
    char     OEMTableID[8];   // OEM 表 ID
    uint32_t OEMRevision;     // OEM 版本
    uint32_t CreatorID;       // 创建者工具 ID
    uint32_t CreatorRevision; // 创建者工具版本
} __attribute__((packed)) ACPI_TABLE_HEADER;

2.2 命名空间：设备与对象的层次树

ACPI 命名空间（Namespace）是一棵以 \（根）为起点的树形结构，所有设备、对象、控制方法都挂载在这棵树上。DSDT 和 SSDT 的内容共同构成完整的命名空间。

2.2.1 命名规则

• 根节点：\（反斜杠），命名空间的起点。
• 分隔符：.（点号），用于分隔路径层级。
• 名称长度：每个名称段固定为 4 个字符（如 _SB_、PCI0）。
• 绝对路径：从根开始，如 \_SB_.PCI0.I2C0。
• 相对路径：从当前作用域开始，如 PCI0.I2C0。

2.2.2 标准命名空间分支

2.3 设备对象：硬件在 ACPI 中的化身

设备对象（Device Object）是命名空间中代表物理或逻辑硬件单元的节点。每个设备对象可以包含 _ADR（地址）、_HID（硬件 ID）、_CID（兼容 ID）、_STA（状态） 等控制方法，以及子设备。

2.3.1 设备对象声明示例

Device (\_SB_.PCI0.I2C0)
{
    Name (_HID, "ACPI0011")      // I2C 控制器硬件 ID
    Name (_CID, "PNP0C02")       // 兼容 ID
    Name (_ADR, 0x001F0001)      // PCI 地址
    Method (_STA, 0, NotSerialized)
    {
        Return (0x0F)            // 设备存在且启用
    }

    Device (TPAD)                // 子设备：触摸板
    {
        Name (_HID, "ELAN0100")
        Name (_CRS, ResourceTemplate()
        {
            I2cSerialBus (0x15, ControllerInitiated, 400000, AddressingMode7Bit, "\\_SB_.PCI0.I2C0", 0, ResourceConsumer)
        })
    }
}

2.3.2 常用设备对象属性

2.4 控制方法：ACPI 的“可执行代码”

控制方法（Control Method）是用 ACPI 源语言（ASL）编写的函数，由 OS 调用以执行硬件操作。方法名以 下划线开头 的是 ACPI 规范定义的标准方法（如 _STA、_ON、_OFF），以字母开头的为 OEM 自定义方法。

2.4.1 方法定义语法

Method (方法名, 参数个数, 序列化标志)
{
    // 局部变量：Local0 ~ Local7
    // 参数：Arg0 ~ Arg7
    // 操作：Store、Add、Subtract、Notify 等
    Return (结果)
}

2.4.2 标准控制方法速查

2.5 全局锁：多处理器环境下的同步机制

全局锁（Global Lock）是 ACPI 提供的一种硬件级互斥机制，用于在多个处理器（或 OS 与固件）之间同步对共享资源的访问。它通过 FADT 表中的 Global Lock 寄存器 实现。

2.5.1 全局锁的工作原理

1. 请求锁：OS 或固件向 Global Lock 寄存器写入请求位。
2. 仲裁：硬件仲裁器决定哪个请求者获得锁。
3. 持有锁：获得锁的实体可以安全访问共享资源（如 ACPI 控制方法中的全局变量）。
4. 释放锁：操作完成后，写入释放位，仲裁器将锁交给下一个等待者。

2.5.2 全局锁在 ASL 中的使用

// 在控制方法中获取全局锁
Method (LOCK_ACQ, 0, Serialized)
{
    Acquire (\_GL, 0xFFFF)   // 等待超时 0xFFFF 毫秒
    // 访问共享资源
    Store (0x01, Local0)
    Release (\_GL)           // 释放全局锁
    Return (Local0)
}

2.5.3 全局锁 vs 序列化方法

2.6 本章知识结构总结