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ACPI规范阅读笔记

1、ACPI主要包含以下⼏个部分：

系统电源管理

设备电源管理

处理器电源管理

即插即⽤

处理系统事件

电池管理

热量管理

2、ACPI规范不是仅仅针对某⼀项调节，⽽是要协调各个部分，综合管理，使其达到最佳状态。

3、ACPI是⼀种⼯业级的接⼝协议，它同时规范了硬件和软件的接⼝，使得OS可以直接配置和电源管理所有设备以及整个系统。操作系统可

以收集⽤户、应⽤、硬件等各⽅⾯信息做出综合判断以及执⾏。

4、⽀持传统BIOS电源管理的电脑从传统模式启动然后等到ACPIOS启动之后转换到⼯作状态。⽽不⽀持传统模式的电脑如（RISC：ARM）

直接冲G3直接到G0。

5、

ACPIACPI的⼏个状态的⼏个状态

ACPI规范定义了⼀台兼容ACPI的计算机系统可以有以下七个状态（所谓的全局状态）：

G0(S0)正常⼯作状态：计算机的正常⼯作状态-操作系统和应⽤程序都在运⾏。CPU(s)执⾏指令。在这个状态下(即没有进⼊G1睡眠)，CPU

和硬盘、DVD驱动器等等这些的设备可以⼀再的进⼊和从低能源状态回来，叫做C0-Cn和D0-D3。(例如膝上型计算机，当使⽤电池运⾏的

时候通常关掉所有当前未使⽤的设备，⼀些桌⾯型计算机也这么做来减少噪声。)

G1睡眠细分为从S1到S4这四种状态。系统从这⼏种状态被唤醒到G0运⾏（唤醒等待时间）所需的时间最短的是S1，较短的是S2和S3，

不太短的是S4。

S1：最耗电的睡眠模式。处理器的所有寄存器被刷新，并且CPU停⽌执⾏指令。CPU和内存的电源⼀直维持着，⼀些设备如果没有被使⽤那

么就会被停⽌供电。这种模式通常指上电待机或者简单叫做POS，特别在BIOS设置界⾯上。⼀些新式的计算机不再⽀持S1；⽼式的电脑对

S1⽀持可能要⽐S3好。

S2：⼀个⽐S1更深的睡眠状态，不过已经不给CPU供电了；然⽽，通常这种模式并不被采⽤。

S3：在BIOS中叫做"挂到内存"(SuspendtoRAM/STR)，在WindowsXP以后的Windows版本和⼀些Linux发⾏版中叫做"待机

(Standby)"，在WindowsVista和MacOSX则叫做"睡眠(Sleep)"，虽然ACPI规范仅仅提到术语"S3"和"睡眠(Sleep)"。在这个状态下，

主存储器(RAM)仍然有电源供给，尽管它也是⼏乎唯⼀的有电源供给的原件。因为操作系统、所有应⽤程序和被打开的⽂档等等的状态都

是保存在主存储器中，⽤户可以把⼯作恢复到正好上次他们保持的状态-计算机从S3状态回来时主存储器的内容和它进⼊S3状态时候的内

容是相同象的。(规范中提到了S3和S2是相当类似的，只有更多的组件在S3状态下会被关掉电源。)相⽐较S4来说S3有两个好处；计算机

恢复的过程⽐重启要快，第⼆，如果任何正在运⾏的应⽤程序(被打开的⽂档等等)有私有信息在⾥⾯，这些信息是不会被写到硬盘上的。然

⽽，在系统不能被唤醒⽐如遇到了电源故障的时候，⾼速缓冲存储器可能会被flushed来防⽌数据毁坏。

S4：在Windows中叫休眠，在MacOSX中叫作安全睡眠，也称为挂到硬盘，虽然ACPI规范中只提到了⼀个术语S4（mainarticle:

Hibernate(OSfeature))。在这个状态下，所有主存储器的内容被储存在⾮挥发性存储器，例如硬盘，保护操作系统当前的状态，包括所

有应⽤程序,打开的⽂档等.这意味着从S4恢复后，⽤户可以恢复到原本的⼯作状态，采⽤的⽅法和S3是⼀样的。S4和S3之间的差异是，

除了把主存储器中的内容移进移出所消耗的时间以外,在S3状态下的时候如果⼀旦停电了,所有主存储器上的数据就会丢失,包括所有的没有保

存的⽂档,⽽在S4状态下则没有影响.S4和其他的S状态有很⼤不同,事实上更类似G2SoftOff状态和G3MechanicalOff状态,⽽不是S1-

S3.在S4状态下的系统同样可进⼊G3(MechanicalOff)状态,并且保留S4时候的状态信息.所以它可以恢复到以前的运⾏状态在关掉电源之

后.

G2（S5）SoftOff--G2，S5，和SoftOff都是相同的叫法。G2和G3MechanicalOff⼏乎是相同的，但有些部件仍然带电，使计算机仍然

可以被键盘、时钟、modem（电话唤醒）、LAN（⽹络唤醒）还有USB设备所唤醒。在启动系统从G2恢复到G0正常⼯作模式的过程中，

⽆论是G3MechanicalOff还是G2都得运⾏启动程序来启动操作系统。

此外，当操作系统在不⽀持ACPI的情况下运⾏，这种状态被定义为Legacy。在这个状态下，硬件和电源不是通过ACPI来管理的，实际上

已经禁⽤了ACPI。

（参考资料：ACPI规范3.0b版的链接在下⾯Externallinks,查看chapter7.3.4)

设备电源状态(DevicePowerState)

设备状态对于⽤户来说往往是不可见的，⽐如当⼀个设备已经没有电源供应的时候，可能整个系统还是在⼯作状态，光驱应该是⼀个很好的

例⼦吧。设备状态是与设备相关的状态，他们的定义和以下四个因素有关：

设备消耗多少能源?

硬件保存多少设备的上下⽂信息?

设备要恢复⼯作，其驱动程序要作什么⼯作?

延迟是多少?

设备状态有⼀下⼏个：

D0Fully-On是（正常）⼯作状态，电源消耗量最多，设备是完全被相应的，并且设备保留了全部的设备状态/环境。

D1和D2是中间电源状态，它的定义根据设备的不同⽽有所不同。

D3Off是设备电源关闭所以对总线来说是没有相应的。设备状态/环境全部丢失，操作系统会重新初始化设备当重新给它加电的时候。这个状

态下的设备恢复到D0相⽐之下需要最长的时间。

处理器电源状态(ProcessorPowerState)

处理器电源状态（C0到C3状态，后⾯还有Cn）是指在G0状态下（只对G0状态有效，在其他状态下不予讨论）的处理器电能消耗和温度管

理的状态。只有C0状态下CPU才会执⾏指令，C1到Cn状态下CPU都处于各种不同程度的睡眠状态（SleepingStates），在这睡眠状态

下，CPU都有⼀个恢复到C0的唤醒时间（latency），它是和CPU的电能消耗有关的，通常，⽤电能量越⼩意味着得花更长的时间恢复到

C0状态，也就是唤醒时间越长。当在C0状态下时，ACPI允许通过定义节流阀（throttling）过程，和通过改变多性能状态（multiple

performancestates，P-states）来改变处理器的性能。

各个状态的定义如下所⽰：

C0是正常⼯作状态，当处理器处于这种状态下的时候，它能正常处理指令。

C1（通常称为Halt）拥有最短的唤醒时间，这个延时必须短到操作系统软件使⽤CPU的时候不会考虑到唤醒时间⽅⾯的因素。⼀些处理器，

⽐如说奔腾4（Pentium4），⽀持C1E（EnhancedC1state）这样的低电能消耗技术。这个状态是不被软件所见的。

C2(通常称为Stop-Clock)，这个状态下处理器维持着所有的软件所见的状态信息，但是需要更长的时间来恢复到C0。这个状态下情况最坏的

硬件唤醒时间是由ACPI固件提供，并且操作系统软件可以利⽤这些信息来决定是采⽤C1⽽不是C2状态，C2⽐C1更省电。

C3(通常称为Sleep)，相⽐C1和C2更省电了。这个状态下情况最坏的硬件唤醒时间是由ACPI固件提供，并且操作系统软件可以利⽤这些信

息来决定是采⽤C2⽽不是C3状态，当处于C3状态时，处理器缓存保留了

所有的状态信息，但是忽略所有的侦听。操作系统软件负责保证缓存数据的⼀致性。

c5-c0-c5

c0-c4-c0

下⾯简单的说⼀下，CPU信号解锁随后到来是STPCLK#之后CPU信号被锁定。南桥发出DPSLP#意思为：深度睡眠，DPSLP＃是由

CH9南桥发出。当信号低，处理器进⼊深度睡眠状态会关闭处理器的处理器核⼼时钟。接着来的是STP_CPU#，但是CPU的时钟信号还

是⼀直保持着的。随着唤醒的来了，信号逐⼀解锁，CPU开始接受信号正常⼯作。C0TOC5/C6不同的时候会关闭VCORE,多了⼀些信

号。

6、

注：D0和C0状态都可以分为P0-Pn，性能和耗电量逐渐递减。

7、ACPITable会被载⼊到内存中，BIOS和OS都可以去读取和修改它。

8、ACPI将硬件分为两类:FIXED，GENERIC。在FIXED范围内的硬件必须满⾜ACPI编程和⾏为标准.在GENERIC范围内的硬件在实现时有⼀

定程度的灵活性。FIXED编程模型要求在特定的地址位置定义寄存器，⽽GENERIC编程模型则允许寄存器被安排在更⼴泛的地址空间。

ACPI驱动器可以直接操作FIXED寄存器空间，⽽ACPI依赖0EM⼚商提供的“伪码”(ASL码)来操作GENERIC寄存器空间。

9、每⼀睡眠状态都指定:谁负责保持系统上下⽂，谁负责唤醒序列。

10、当OS既⽀持传统⼜⽀持ACPI时，启动⾸先进⼊传统模式然后再由操作系统转为ACPI模式。

11、R00TSYSTEMDESCRIPTIONPONITER结构位于系统的内存空间，由BIOS建⽴，这个结构中有ROOTSYSTEMDESCRIPTION

TABLE的地址，RSDT表中有指向其他表的指针，这些表向操作系统提供了基本系统实现和配置信息。RSDT中的指针指向内存中的其他

表。RSDT的地址由RSDP提供，⽽RSDP保存在ExtendedBIOSDataArea(EBDA),orintheBIOSread-onlymemory

space，OSPM只有通过搜索特定魔数即"RSDPTR"字符串来确定RSDP，RSDT总是第⼀个表，它指向FACP(FIXEDACPI

TABLE)，FACP表包括许多描述硬件FIXEDACPI特性的固定长度的⼊⼝。

12、

SCI_EN决定了中断是由SMI处理还是SCI来处理。

13、“^”代表⽗路径，“”代表根路径root，“.”路径分割符。

14、BNUM：0x7F2EBC46,最后⼀位决定电池是否存在，B1ST第三位决定。然⽽要刷新BNUM必须⾸先执⾏Method(_REG,2,

NotSerialized)或者Method(_Q33,0,NotSerialized)才可以。⽬前亟需要弄清楚这些⽅法是如何调⽤的，什么时候调⽤的。