ACPI Introduction

在寫下第一行 ASL 之前，你必須先知道這門語言存在的理由。本章從歷史與架構 切入，建立「韌體描述硬體、作業系統解讀並決策」這個 ACPI 的核心世界觀。

ACPI 解決什麼問題？

1990 年代中期以前，PC 的電源管理與硬體組態是韌體的私有領域： （Advanced Power Management）由 BIOS 全權決定何時降頻、 何時休眠，作業系統只能透過少數 BIOS call 被動配合；主機板上有哪些裝置、 用哪些資源，則由 PnP BIOS、MPS 表等各自為政的機制描述。這帶來三個問題：

• OS 是瞎子：BIOS 突然把機器休眠，OS 完全不知情， 檔案系統與網路連線說斷就斷。

• 各家行為不一致：每家 OEM 的 APM 實作不同， OS 無法寫出可攜的電源管理策略。

• 描述能力不足：越來越多裝置（Embedded Controller、 電池、感測器）不在 PCI 這類可自動列舉的匯流排上， 舊機制無法告訴 OS 它們的存在。

1996 年，Intel、Microsoft、Toshiba 共同制定了 （Advanced Configuration and Power Interface）， 後來由 UEFI Forum 接手維護，目前版本為 ACPI 6.5。 ACPI 的核心思想是（Operating System-directed configuration and Power Management）：

兩代機制的對比如下：

BIOS/UEFI 與 ACPI 的關係

很多初學者以為「ACPI 是 BIOS 的一部分功能」，這只對了一半。 正確的說法是：BIOS/UEFI 在開機時「生產」ACPI Tables， 之後便退居幕後；「消費」這些 Tables 的是作業系統。

開機流程如下：韌體完成硬體初始化（POST）後，把一系列 ACPI Tables 放進系統記憶體，並在交棒給 OS 時留下一個入口點—— （Root System Description Pointer）。 UEFI 系統透過 EFI Configuration Table 提供 RSDP； 傳統 BIOS 則讓 OS 在特定記憶體區段掃描簽章。 OS 從 RSDP 出發，就能找到所有其他表：

常見的表整理如下：

OS 如何取得 Hardware Information？

硬體分成兩類。第一類是（enumerable）的：PCI、USB 裝置插上去就能被匯流排協定自動發現，不太需要 ACPI 幫忙。 第二類是的：Embedded Controller、GPIO 控制器、 I2C 感測器、電池、電源鍵、筆電上蓋開關……這些裝置沒有自我介紹的能力， OS 完全依賴 ACPI 的描述才知道它們存在。

以「筆電上蓋開關」為例，DSDT 裡通常有這樣一段 ASL：

OS 開機時的處理流程是：

之後只要上蓋開閤，韌體發出事件，OS 呼叫 方法讀取狀態， 再決定要不要睡眠——描述來自韌體，決策屬於 OS，這正是 OSPM 的精神。

ACPI 與 Device Driver 的關係

ACPI 不取代 Driver，而是替 Driver 做三件事：

• 發現（Discovery）：透過 ／ 識別碼，OS 知道該載入哪個 Driver。

• 資源（Resources）：透過 ， Driver 知道裝置用哪段 MMIO、哪個 IRQ、哪條 I2C 匯流排。

• 控制（Control）：Driver 在執行期呼叫 ACPI Method （例如 上電、 斷電、 裝置特定功能），由 AML 代為敲硬體暫存器。

ACPI 在 Windows / Linux 中的位置

兩大作業系統都內建 ACPI Interpreter：

• Windows： 是 ACPI bus driver， 負責解譯 AML、建立裝置樹，再由 PnP Manager 載入各裝置驅動。

• Linux：核心的 子系統內嵌了 （ACPI Component Architecture，Intel 維護的 參考實作），與 iASL 編譯器系出同門。

在 Linux 上，你隨時可以觀察 ACPI 的存在：

整體軟體堆疊如下（由下而上）：

ACPI 與 Power Management 的關係

電源管理是 ACPI 最初誕生的理由，也是它最重要的應用。ACPI 定義了 多層次的電源狀態（詳細內容在 Module 7）：

按下睡眠鍵時，OS 會呼叫 DSDT 中的 （Prepare To Sleep）， 逐一將裝置降到低功耗 D-state，最後透過 FADT 描述的暫存器讓系統進入 S3——每一步都由 ASL 寫的 Method 參與。

完整資料流：從硬體規格到 Driver

把本章所有觀念串起來，就是這張你必須背下來的圖：

而站在開發者的角度，Intel 的 ASL Tutorial 描述的工作流程 則是這張圖的「生產端」：

本教材接下來的所有內容，都是在把這條生產線的每一站拆開來練習： Module 2 先搞懂 ASL 與 AML 的關係和 Namespace，Module 3 學語法， Module 4–7 學會描述裝置與電源，Module 8–10 進入 DSDT/SSDT 實戰與除錯，最後在 Module 11–12 把 ACPI 接上 Linux Kernel 與 Driver。