3. ACPI 表类型详解：核心表的功能与结构

ACPI 规范定义了一系列系统描述表，它们共同构成了操作系统与固件之间的标准化接口。本章将逐一剖析 RSDP、RSDT/XSDT、FADT、FACS、DSDT、SSDT、MADT、SRAT、SLIT 等主要表的结构、功能及在系统启动过程中的作用。

3.1 表类型概览

ACPI 表分为两类：根系统描述指针（RSDP） 和 系统描述表。RSDP 是操作系统定位所有其他 ACPI 表的入口点，而系统描述表则包含具体的硬件配置、电源管理、设备拓扑等信息。

3.2 RSDP — 根系统描述指针

RSDP 是操作系统查找 ACPI 表的第一个数据结构。它位于以下两个位置之一（按优先级顺序）：

1. 扩展 BIOS 数据区（EBDA）的前 1KB 内
2. 系统 BIOS 从 0x000E0000 到 0x000FFFFF 的物理内存区域

操作系统通过扫描上述区域中连续的 "RSD PTR " 签名来定位 RSDP。RSDP 结构分为两个版本：

3.3 RSDT 与 XSDT — 描述表指针数组

RSDT（Root System Description Table）和 XSDT（Extended System Description Table）本质上是 指向其他 ACPI 表的指针数组。操作系统通过 RSDP 找到 RSDT 或 XSDT，然后遍历其中的指针来定位所有其他表。

RSDT 和 XSDT 的表头结构相同，区别仅在于指针数组的元素宽度：

• RSDT：每个表项为 4 字节（32 位物理地址），适用于 ACPI 1.0
• XSDT：每个表项为 8 字节（64 位物理地址），适用于 ACPI 2.0+

// RSDT/XSDT 通用表头结构
typedef struct {
    char     Signature[4];      // "RSDT" 或 "XSDT"
    uint32_t Length;            // 表总长度（含表头）
    uint8_t  Revision;          // 版本号
    uint8_t  Checksum;          // 整个表的校验和
    char     OEMID[6];          // OEM ID
    char     OEMTableID[8];     // OEM 表 ID
    uint32_t OEMRevision;       // OEM 版本
    uint32_t CreatorID;         // 创建者 ID
    uint32_t CreatorRevision;   // 创建者版本
    // 紧接着是表项数组：
    // RSDT: uint32_t EntryPoint[];  // 32位地址数组
    // XSDT: uint64_t EntryPoint[];  // 64位地址数组
} ACPI_TABLE_HEADER;

3.4 FADT — 固定 ACPI 描述表

FADT（Fixed ACPI Description Table）是 ACPI 硬件接口的核心，它定义了操作系统与 ACPI 硬件寄存器块的交互方式。FADT 包含以下关键信息：

• 硬件寄存器块地址：PM1a_EVT_BLK、PM1b_EVT_BLK、PM1a_CNT_BLK、PM1b_CNT_BLK、PM2_CNT_BLK、PM_TMR_BLK、GPE0_BLK、GPE1_BLK 等
• 唤醒向量：FIRMWARE_CTRL（指向 FACS）、DSDT 地址
• 电源管理配置：SCI_EN、S4BIOS_REQ、PROC_CNT 等标志位
• 睡眠状态支持：S0、S1、S2、S3、S4、S5 状态定义

3.5 FACS — 固件 ACPI 控制结构

FACS（Firmware ACPI Control Structure）是一个 由固件和操作系统共享 的内存结构，主要用于休眠/唤醒（S3/S4）状态切换。它位于系统内存中，由 FADT 的 FIRMWARE_CTRL 字段指向。

// FACS 结构定义
typedef struct {
    char     Signature[4];      // "FACS"
    uint32_t Length;            // 结构总长度（至少 64 字节）
    uint32_t HardwareSignature; // 硬件签名，用于检测硬件变化
    uint32_t FirmwareWakingVector;   // 32位唤醒向量地址
    uint32_t GlobalLock;        // 全局锁，用于多处理器同步
    uint32_t Flags;             // 标志位
    uint64_t XFirmwareWakingVector;  // 64位唤醒向量地址（ACPI 2.0+）
    uint8_t  Version;           // 版本号
    uint8_t  Reserved[3];       // 保留
    uint32_t OspmFlags;         // OSPM 标志位
    uint8_t  Reserved2[24];     // 保留
} FACS;

FACS 的关键字段：

• FirmwareWakingVector / XFirmwareWakingVector：系统从 S3 休眠状态唤醒时，CPU 会跳转到这个地址执行。固件必须在此地址放置唤醒代码。
• GlobalLock：用于多处理器系统中同步对 ACPI 寄存器的访问，防止竞态条件。
• HardwareSignature：操作系统在每次休眠前记录此值，唤醒后比较是否变化，以检测硬件配置是否改变。

3.6 DSDT 与 SSDT — 命名空间定义表

DSDT（Differentiated System Description Table）和 SSDT（Secondary System Description Table）是 ACPI 命名空间的主要载体。它们包含用 ACPI 源语言（ASL）编写的设备定义、控制方法和配置数据。

DSDT 与 SSDT 的区别：

3.7 MADT — 多 APIC 描述表

MADT（Multiple APIC Description Table）描述了系统中的中断控制器拓扑结构，包括 I/O APIC、本地 APIC、x2APIC 等。操作系统使用 MADT 来初始化中断子系统和处理器拓扑。

MADT 的表头之后紧跟着一系列 中断控制器结构条目（Interrupt Controller Structure Entries），每个条目由类型（Type）和长度（Length）标识：

// MADT 表头结构
typedef struct {
    ACPI_TABLE_HEADER Header;   // 标准表头，Signature = "APIC"
    uint32_t          LocalApicAddress;  // 本地 APIC 基地址（默认 0xFEE00000）
    uint32_t          Flags;             // 标志位（bit0: PC-AT 兼容模式）
    // 紧接着是中断控制器结构条目数组
} MADT;

3.8 SRAT 与 SLIT — NUMA 拓扑描述表

SRAT（System Resource Affinity Table）和 SLIT（System Locality Information Table）共同描述了 NUMA（非统一内存访问）系统的拓扑结构。

SRAT 定义了处理器和内存区域所属的 NUMA 域（Proximity Domain）。操作系统使用 SRAT 来优化内存分配策略，将进程调度到离其内存最近的处理器上。

SLIT 定义了不同 NUMA 节点之间的相对距离（Latency）。距离值越小，表示两个节点之间的通信延迟越低。操作系统使用 SLIT 来做出更精细的调度和内存分配决策。

// SRAT 中的处理器亲和性条目示例
typedef struct {
    uint8_t  Type;              // 0: Processor Local APIC Affinity
    uint8_t  Length;            // 条目长度
    uint8_t  ProximityDomainLow; // 低8位 NUMA 域编号
    uint8_t  ApicId;            // 本地 APIC ID
    uint32_t Flags;             // 标志位（bit0: Enabled）
    uint8_t  LocalSapicEid;     // SAPIC EID
    uint8_t  ProximityDomainHigh[3]; // 高24位 NUMA 域编号
    uint32_t ClockDomain;       // 时钟域
} SRAT_PROCESSOR_AFFINITY;

3.9 表间依赖关系总结

ACPI 表之间存在严格的依赖关系，操作系统按照以下顺序解析它们：

1. RSDP：通过扫描内存找到入口
2. RSDT/XSDT：从 RSDP 获取地址，遍历指针数组
3. FADT：从 RSDT/XSDT 中找到，获取 FACS 和 DSDT 地址
4. FACS：从 FADT 的 FIRMWARE_CTRL 字段定位
5. DSDT：从 FADT 的 DSDT 字段定位，加载根命名空间
6. SSDT：从 RSDT/XSDT 中按顺序加载，补充命名空间
7. MADT/SRAT/SLIT：从 RSDT/XSDT 中加载，用于中断和内存拓扑初始化

任何一张表的缺失或格式错误都可能导致后续表无法正确加载，进而影响系统启动或 ACPI 功能。在定制开发中，建议使用 ACPICA 工具集（如 iasl、acpidump、acpiextract）来验证表的完整性和正确性。