零知识学习ACPI —

本文主要是介绍零知识学习ACPI —— 1. 初识，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、什么是ACPI

1. 概念

ACPI的英文全称为Advanced Configuration and Power Interface，中文译为高级配置电源管理接口。ACPI 是一种描述硬件接口的方法，用于操作系统与计算机硬件之间的通信。它提供了一种标准化的方法来管理电源管理、热管理和配置功能。

2. 功能

ACPI的主要功能包括：

电源管理

ACPI允许操作系统控制计算机的电源状态，例如休眠、待机和关闭。包括：系统电源管理（System Power Management）、设备电源管理（Device Power Management）和处理器电源管理（Processor Power Management）。它还提供了一种方法来管理电源供应和电池状态（Battery Management）。

温度管理

ACPI可以监测和控制计算机的温度，并根据需要调整风扇的转速。它还可以降低设备的性能以防止过热。

配置管理

ACPI提供了一种方法来配置计算机硬件和外部设备。它可以识别和管理各种设备，包括处理器、内存、硬盘驱动器和外部接口等。

ACPI的运行时模型用于管理在系统运行期间发生的所有ACPI事件。它处理中断事件，并评估处理这些事件所需的对象。当用户启动系统时，系统固件会完成ACPI的设置、初始化和自我测试。

ACPI可以实现的功能包括：

系统电源管理（System power management）
设备电源管理（Device power management）
处理器电源管理（Processor power management）
设备和处理器性能管理（Device and processor performance management）
配置/即插即用（Configuration/Plug and Play）
系统事件（System Event）
电池管理（Battery management）
温度管理（Thermal management）
嵌入式控制器（Embedded Controller）
SMBus 控制器（SMBus Controller）

二、ACPI历史

1997年由Intel、Microsoft、Toshiba所共同制定提供操作系统应用程序管理所有电源管理接口。2000年8月推出 ACPI 2.0规格。2004年9月推出ACPI 3.0规格。2009年6月16日则推出 ACPI 4.0规格。2011年12月推出ACPI5.0规格。

作为标准中最广为认可的部分，电源管理经历了较多的改进。早先，Advanced Power Management模型（APM）将电源管理几乎完全分配给BIOS控制，这大大地限制了操作系统

在控制电能消耗方面的功能。

当前，ACPI的电源管理特性从以前只适用便携式计算机（例如膝上型计算机）过渡到桌上型电脑、工作站和服务器。例如，系统可能会进入极低功率消耗状态。这些就是可利用在多数桌面型电脑上的“睡眠”和“休眠”设置。睡眠和休眠状态可以通过移动鼠标、按键盘按键、从另外一台电脑接收一条信息（如果连接到了一个局域网）或者重大系统错误来唤醒系统。

如果ACPI在BIOS和其它系统硬件中被实现，它就可以由操作系统所调用（触发）。

Windows 98是支持ACPI的第一个微软的操作系统。FreeBSD v5.0是支持ACPI的第一个UNIX操作系统。Linux、NetBSD和OpenBSD都至少有一些支持ACPI。

三、节电方式与六种状态

1. 节电方式

suspend

即挂起。显示屏自动断电；只是主机通电。这时敲任意键即可恢复原来状态。

save to ram或suspend to ram

即挂起到内存。系统把当前信息存储在内存中，只有内存等几个关键部件通电，这时计算机处在高度节电状态，按任意键后，计算机从内存中读取信息很快恢复到原来状态。

save to disk或suspend to disk

即挂起到硬盘。计算机自动关机，关机前将当前数据存储在硬盘上，用户下次按开关键开机时计算机将无需启动系统，直接从硬盘读取数据，恢复原来状态。

2. 六种状态

分别是S0到S5，它们代表的含义分别是：

就是平常的工作状态（正常工作状态），所有设备全开，功耗一般会超过80W。

也称为POS（Power on Suspend），除了通过CPU时钟控制器将CPU关闭之外，其它的部件仍然正常工作，这时的功耗一般在30W以下（其实有些CPU降温软件就是利用这种工作原理）。

除了CPU处于停止运作状态外，总线时钟也被关闭，但其余的设备仍然运转。

这就是我们熟悉的STR（Suspend to RAM），这时的功耗不超过10W。

这就是我们熟悉的STD（Suspend to Disk），这时系统主电源关闭，硬盘存储S4前数据信息，所以S4是比S3更省电状态。

这种状态是最干脆的，就是连电源在内的所有设备全部关闭，即关机（shutdown），功耗为0。

以上几种状态中，S0和S5是平时的开关机的状态。除了这两种状态外，最常用到的是S3状态，即Suspend to RAM（挂起到内存）状态，简称STR。顾名思义，STR就是把系统进入STR前的工作状态数据都存放到内存中去。在STR状态下，电源仍然继续为内存等最必要的设备供电，以确保数据不丢失，而其他设备均处于关闭状态，系统的耗电量极低。一旦我们按下Power按钮（主机电源开关），系统就被唤醒，马上从内存中读取数据并恢复到STR之前的工作状态。内存的读写速度极快，因此我们感到进入和离开STR状态所花费的时间不过是几秒钟而已；而S4状态，即STD（挂起到硬盘）与STR的原理是完全一样的，只不过数据是保存在硬盘中。由于硬盘的读写速度比内存要慢得多，因此用起来也就没有STR那么快了。STD的优点是只通过软件就能实现，比如Windows 2000就能在不支持STR的硬件上实现STD。

四、常见问题

1. 电脑长眠

这主要是硬件对ACPI支持得不好。这时首先应该翻阅主板和其它硬件的说明书，看看它们是不是完全支持ACPI。也有的时候在BIOS中设置使用显卡的USWC（Uncacheable Speculative Write Combining）模式会有这样的情况，改回到UC（Uncacheable）模式就可以解决问题。

2. 模式失效

STD是一种省电的高级应用，全称为“Suspend To Disk”（STD就是休眠至硬盘功能，将当前系统状态保存到硬盘后，硬盘随即停止转动，系统进入低功耗状态当再开机时系统会跳过自检，直接从硬盘恢复原来的系统状态，而不是正常系统的默认状态，从而缩短了开机时间），这种模式由于硬盘文件格式的兼容性可能会出现问题，刷新BIOS就可以解决问题。

五、相关术语

ACPI硬件（ACPI Hardware）

它是一种电脑硬件，具有支持OSPM所必备的特性，而且还具有特定的接口，这些接口的特性是由ACPI规范所指定的描述表（Description Tables）所描述的。

ACPI命名空间（ACPI Namespace）

一个树状层次机构，在受操作系统控制的内存里面，这段内存里面包含命名对象（named objects）等。这些对象（objects）可以是数据对象、控制方法对象、总线/设备包对象等。操作系统通过从驻留在ACPI BIOS 中的ACPI Tables加载/卸载（loading and/or unloading）定义块（definition blocks），以动态改变命名空间（namespace）的内容。在ACPI Namespace中的所有信息都来自Differentiated System Description Table（DSDT），DSDT里面包含了Differentiated Definition Block，还有一个或多个其它的定义块（definition blocks）。

ACPI机器语言（ACPI Machine Language，AML）

是一种由ACPI兼容的OS支持的虚拟机的伪代码（Pseudo-code），里面写有ACPI控制方法和控制对象。

高级可编程中断控制器（Advanced Programmable Interrupt Controller，APIC）

一种中断控制器架构，通常多见于Intel 32位架构（Intel Architecture-based 32-bit）的PC系统。APIC架构支持多处理器中断管理（中断均匀地分布在所有处理器），多I/O子系统支持，与8259A 兼容，并且支持处理器内部中断（Inter-Processor Interrupt，IPI）。这个架构由直属于处

理器的本地APICs（Local APICs）和在（南桥）芯片中的I/O APIC组成。

ACPI源语言（ACPI Source Language，ASL）

一种与AML等同的编程语言。ASL编译以后就是 AML镜像（AML images）。

控制方法（Control Method）

控制方法定义OS如何执行一个简单的硬件任务。例如，OS调用控制方法（Control Method）去读取一个高温区的温度。控制方法是用一种叫做AML的编码语言写的，AML可以被兼容ACPI的OS 所解释并执行。ACPI兼容的系统必须在ACPI table中提供一组最小的控制方法。OS提供一组

well-defined 的控制方法，以使ACPI table开发者能够在他们的控制方法中引用。OEM厂商可以通过（要么Including control methods in the BIOS that test configurations and respond as needed、要么为芯片组的不同修订版包含一组不同的控制方法），来使一个BIOS能够同时支持芯片组的不同修订版。