3. RSDP与RSDT解析

RSDP（Root System Description Pointer）是 ACPI 子系统的入口点，操作系统通过它找到 RSDT（Root System Description Table）或 XSDT（Extended System Description Table），进而遍历所有 ACPI 表。本章将深入解析 RSDP 的签名校验、校验和计算，以及 RSDT/XSDT 的地址解析与表遍历方法。

3.1 RSDP 结构解析与签名校验

RSDP 位于系统内存的低 1MB 区域（通常由 BIOS/UEFI 在引导时填充），其结构在 ACPI 1.0 中定义，ACPI 2.0 后扩展为 36 字节。内核通过扫描特定内存区域并验证签名来定位 RSDP。

签名校验流程：内核在物理内存 0x000E0000 ~ 0x000FFFFF（EBDA 区域）以及 0x000F0000 ~ 0x000FFFFF（系统 BIOS 区域）中，以 16 字节对齐扫描 "RSD PTR " 签名。找到后，立即对前 20 字节进行校验和验证。

3.2 校验和计算与验证

ACPI 规范要求 RSDP 包含两个校验和字段：

• Checksum（偏移 8）：覆盖 RSDP 前 20 字节（Signature + Checksum + OEMID + Revision + RsdtAddress）。计算方式为：所有字节相加后取低 8 位，结果必须为 0。
• Extended Checksum（偏移 32）：覆盖整个 RSDP（Length 字段指示的实际长度，通常为 36 字节）。同样要求求和结果为 0。

校验和计算示例代码：

// RSDP 校验和验证函数
int acpi_verify_rsdp(struct acpi_table_rsdp *rsdp) {
    u8 *bytes = (u8 *)rsdp;
    u8 sum = 0;
    u32 length;

    // 验证前 20 字节的校验和
    for (int i = 0; i < 20; i++)
        sum += bytes[i];
    if (sum != 0) {
        pr_err("RSDP: 前 20 字节校验和无效\n");
        return -EINVAL;
    }

    // 如果 Revision >= 2，验证扩展校验和
    if (rsdp->revision >= 2) {
        length = rsdp->length;
        if (length < 36 || length > 4096) {
            pr_err("RSDP: 无效的长度字段 %u\n", length);
            return -EINVAL;
        }
        sum = 0;
        for (int i = 0; i < length; i++)
            sum += bytes[i];
        if (sum != 0) {
            pr_err("RSDP: 扩展校验和无效\n");
            return -EINVAL;
        }
    }
    return 0;
}

3.3 RSDT 与 XSDT 结构解析

RSDT 和 XSDT 是 ACPI 表的“目录”，它们包含指向其他 ACPI 表（如 DSDT、FACP、APIC 等）的物理地址数组。两者的区别在于地址宽度：

标准 ACPI 表头结构（36 字节）：

3.4 表遍历方法

内核通过 RSDP 获取 RSDT/XSDT 地址后，遍历其地址数组，对每个表地址进行签名匹配和校验和验证，然后注册到 ACPI 表链表中。

遍历步骤：

1. 获取根表：从 RSDP 的 RsdtAddress（32 位）或 XsdtAddress（64 位）读取 RSDT/XSDT 的物理地址。
2. 映射表头：将物理地址映射到内核虚拟地址空间，读取表头（前 36 字节）。
3. 验证签名：检查 Signature 是否为 "RSDT" 或 "XSDT"。
4. 计算表数量：根据 Length 和地址宽度计算表项数量。
5. 遍历地址数组：对每个表项，映射并验证其表头，然后注册到 ACPI 子系统。

3.5 内核实现要点

Linux 内核中，ACPI 表遍历的核心代码位于 drivers/acpi/tables.c。关键函数包括：

• acpi_find_root_pointer()：扫描内存定位 RSDP。
• acpi_tb_parse_root_table()：解析 RSDT/XSDT 并注册所有子表。
• acpi_tb_install_table()：将单个 ACPI 表安装到全局表列表中。

表遍历核心代码片段：

// 遍历 RSDT 并注册所有 ACPI 表
void acpi_tb_parse_root_table(acpi_physical_address address, u8 revision) {
    struct acpi_table_header *table;
    u32 table_count, i;
    acpi_physical_address *entry;

    // 映射 RSDT/XSDT 表头
    table = acpi_os_map_memory(address, sizeof(struct acpi_table_header));
    if (!table)
        return;

    // 计算表项数量
    if (revision < 2) {
        // RSDT: 32 位地址
        table_count = (table->length - sizeof(struct acpi_table_header)) / 4;
        entry = (acpi_physical_address *)(table + 1);
    } else {
        // XSDT: 64 位地址
        table_count = (table->length - sizeof(struct acpi_table_header)) / 8;
        entry = (acpi_physical_address *)(table + 1);
    }

    // 遍历并注册每个表
    for (i = 0; i < table_count; i++) {
        acpi_tb_install_table(entry[i]);
    }

    acpi_os_unmap_memory(table, sizeof(struct acpi_table_header));
}

3.6 常见问题与避坑指南