ACPI的定义
ACPI 全称是 Advanced Configuration Power Interface。它是由 Intel, Microsoft, Toshiba, HP, Phoenix 在90年代中期的时候一起合作开发和制定的标准。ACPI是为了解决APM的缺陷而问世的。在此过程中它定义了许多新的规范所以把现有的PNP BIOS Spec, MP Spec 也一并集合了进来形成了新的规范。 那么APM是什么呢，APM全称是 Advanced Power Management（高级电源管理）它是一种基于BIOS 的系统电源管理方案 (是由BIOS实现）提供CPU和外设的电源管理功能；当空闲的时候会被OS调用提供CPU的电源管理。这个做法有什么缺陷呢？
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由于基于APM 的每家的BIOS都有它自己的实现，使得它成为了一个黑盒子，而且不同的计算机的实现之间缺乏一致性，每个 BIOS 开发者必须精心维护自己的APM BIOS代码和功能。
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系统进入挂起的原因无法知晓。用户是否按了进入睡眠按钮，还是BIOS认为系统已进入了空闲状态，或者电池电压过低，这些信息APM都无法知道，但是Windows必须要知道挂起的原因，即使系统 没有进入空闲状态。
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BIOS 无法知道用户在干什么，只有通过监视中断和I/O端口来猜测用户的活动。有时，BIOS会使系统处于完全混乱的状态，当系统没有空闲时将系统挂起或者当系统处于空闲状态时，却不进入挂 起状态。
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早期APM（1.0和1.1）不提供任何系统性能信息，系统是否支持睡眠状态就只有尝试将系统转入睡眠模式才知道。如果BIOS不支持睡眠模式，那将导致死机。BIOS APM 1.2解决了这个缺陷。
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BIOS对USB设备、加插的电脑配件卡和IEEE1394设备全然不知，导致当以上设备没有进入空闲状态，而BIOS却认为系统已经进入空闲状态，从而发生冲突，使这些设备无法正常使用或系统死机。 微软为了推动发展笔记本电脑，提供更好的电源管理体验，所以提出来ACPI解决混乱的电源管理问题。
ACPI的工作原理
ACPI怎么解决APM存在的问题的呢？我觉得主要是通过定义Interface，硬件Interface，软件Interface，以及ACPI 数据结构，并把它们汇报给OS，由OS统一控制管理这些设备并实现电源管理的算法，减少BIOS和OS之间的冲突增加可靠性。ACPI spec定义的部分在整个系统中的cover的部分如下图红色部分所示， ACPI包含了软件和硬件的元素，通过定义软硬件接口实现OS对系统的配置和电源管理。
1. ACPI System Description Table是是整个实现的核心，它描述了硬件的接口，例如一些控制寄存器的定义通常实现在固定的模块或者表格中，被称为fixed ACPI description table （FADT）。另外一种table叫做Definition blocks,它是使用ACPI Source Langauge(ASL)定义object和control method，所有的object组成了ACPI namespace。
2. ACPI Register Interface也是通过System Description Table汇报出去的。
3. ACPI BIOS其实就是bootloader，它实现了少量的用于sleep, wake,restart的操作；这些操作很少会被调用。另外ACPI System Description Table也是由BIOS创建和提供的。ACPI
System Description Tabl本质上包含了两种类型的共享数据结构接口，并通过他们来架起OS和系统固件之间的桥梁，而且因为是接口，所以不同的平台可以按照自己的硬件定义来实现，从而可以做到架构独立，平台无关。这两种数据结构分别是Data Table 和 Definition Block. Data table里面是一些原始数据供OS和driver使用，Definition Block则包含了可以被解释器执行的字节码。
通常ACPI的开发过程是, 我们根据平台以及芯片的spec 把硬件寄存器或者电源管理逻辑用ASL描述成ACPI table,这些table会被iASL编译器 build成AML 字节码，AML字节码会和BIOS/Bootloader一并打包生成一个Firmware Package。
ACPI 软件编程模型
1. Fixed ACPI Description Table FADT就是一个典型的Data Table, FADT包含了ACPI HW register 比如PM1a_EVT_BLK以及一些具体的平台配置信息。这些信息是由OEM设置的，主要包含如
下的Register：
不同的平台因为使用不同的Chipset或者不同的方法，会提供不同的FADT的实现。比如ACPI enable在下面的平台是通过写A0=》B0 port实现的，这是一个SWSMI, BIOS SMI handler会收到后会将SCI_EN bit设起来用来指示OSPM现在是ACPI 模式了。 另外一个例子就重启，通常X86 平台的重启是写06=》CF9, 但是有些平台的南桥是通过写一个mmio的寄存器，所以就需要override FADT里面的RESET_REG 和 RESET_VALUE。
2. Definition Block 通常是指Differentiated System Description Table (DSDT)和Secondary System Description Table (SSDT)，这些Table 包含了各种各样的系统feature。 AML
build出来的table会被AML 解释器生成ACPI namespace 它是一个树状的结构，DSDT SSDT中定义的objects会被挂在这个树上。DSDT和SSDT都会被OSPM的在启动的时候加载，它们包含了电源管里，散热管理以及一些即插即用的设备的信息。SSDT 是DSDT的延续和扩充，SSDT依赖于DSDT，当OSPM将DSDT加载以createACPI Namespace时之后，后续的每个SSDT才会被加载。相当于DSDT提供了一个大部分的功能，SSDT作为一个比较小的辅助功能在BIOS启动过程中依据系统的配置决定是否创建以及包含哪些功能。其实我个人觉得SSDT的引入可以方便我们实现模块化，把不同部分的功能使用不同的SSDT实现。比如现在的BIOS通常会把CPU的Cstate，Pstate这些电源管理的功能通过SSDT实现。
下图是一个ACPI namespace的例子，SB是system bus的缩写，它是所有的ACPI devices的根。对于PCI, USB这种可以被自己的总线枚举的设备通常不会被ACPI 枚举，它们会被自己的总线driver枚举并加载驱动。对于声明了_HID(hardware identification)的object,通常会被ACPI枚举而且会被加载ACPI driver。但是对于声明了_ADR(Address) object通常不会被枚举，_ADR通常在PCI或者USB的device object中会被声明。
3. BIOS创建ACPI Table 并汇报给OSPM。BIOS在启动的过程根据平台的信息创建并更新ACPI table，比如FADT中的register的地址，以及某些电源管理的feature的实现方式等等。The
extended root system description table(XSDT)是第一被ACPI子系统使用的table，它包含了其它的table的地址。通过XSDT，我们可以找到FADT,SSDT以及其它的table。FADT中又包含了DSDT table的地址。
在OS开始启动以后，它的ACPI 子系统通过FADT找到DSDT 然后创建ACPI Namespace。接下来子系统会解析SSDT并把它的object也加载到ACPI Namespace。在ACPI namesapce创建好以后，OS可以通过内置的AML解释器分析namespace，解析出_HID并加载对应的ACPI driver。driver起来以后又可以通过AML解释器执行相应的control method。（AML是一个解释语言，与Java类似，它是跨平台的，可是ACPI是在BIOS中生成的，BIOS是平台密切相关的，每个平台都有自己的BIOS。不仅ARM和X86的 BIOS不能共用，就连X86平台下也都基本上不能共用。BIOS不能共用，AML作为解释执行的语言 跨平台实现的意义是什么呢？）
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