2008年10月22日 星期三

在霧裡欣賞 BIOS 裡的 ACPI Description Table

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ACPI(Advanced Configuration & Power Interface) 是近年來廣泛被使用的電源和硬體狀態控制標準在 PC 產業中已經被用來取代 APM(Advanced Power Management),並做為一個電源控制的首選規範。截至本文為止 ACPI 的最新版本號是 3.0a,詳細說明資料可參閱官方網站(http://www.acpi.info/

常聽一些人解釋說:
因為休眠、暫停功能在 WindowsXP 系統上沒問題所以 BIOS 在 ACPI 的處理上應該正確無誤。要是在 Linux 等其他系統上出現問題,那一定是其它作業系統的錯。』

乍聽之下,這樣的解釋真的很合理,完美的證明了 BIOS 沒有問題但實際上,這樣的說法就好像賣藥郎中說:這藥強健筋骨、治百病,男人可壯陽,女人可改善體質絕對百利而無一害,要是服用後病沒好,仍然一厥不振,且頭暈目炫口吐白沫,那肯定是你身體有問題,虛不受補。藥,肯定是沒問題的。』

要窺探並破解 ACPI 的迷思我們可以直接檢查存在於 BIOS 裡的 ACPI Source 了解到底發生了什麼事,會讓 ACPI 功能在不同系統上有不同的表現,雖然會有如霧裡看花但沒關係,反正世上最美的事物就是最矇矓的恐龍呀:P。如果是在 Linux 系統下,我們可以很輕易的將 ACPI 的 DSDT(Differentiated System Description Table) 給 Dump 下來:
sudo cat /sys/firmware/acpi/tables/DSDT > dsdt.aml


『dsdt.aml』是一個 Binary 的 ACPI Machine Language 檔,我們可以使用 isal (Intel ACPI Source Language compiler/decompiler)將它 disassemble,若是在 Debian/Ubuntu 之下,可直接用 apt-get 安裝該工具
apt-get install iasl


然後使用 iasl 直接 disassemble dsdt.aml:
iasl -d dsdt.aml


完成後會產生一個人類看得懂的『dsdt.dsl』,該檔是用 ACPI Source Language 寫成,我們可以用 vim 等文字編輯器開啟瀏覽。你可以搜尋關鍵字『Linux』,會發現有用來判斷作業系統的相關描述
If (MCTH (_OS, "Linux"))
{
Store (0x03, OSVR)
}


你也許會看到更多有關於 Microsoft Windows 的描述:
If (_OSI ("Windows 2001.1 SP1"))
{
Store (Zero, OSVR)
}


這意味著ACPI 會依照不同作業系統而有不同的行為,可能有些功能在 Linux 下就會被關掉,亦或是因為會對記憶體位址做特殊存取,雖不會造成 Windows 任何影響,但卻可能剛好破壞掉 Linux Kernel 的運作,導致 boot/reboot 或 S3/S4 時會 hangs 或 crash。有時候缺少正確的 Return 值,也會造成 S3/S4 resume 的失敗。以下就是一個實際缺少 Return 導致 resume 不正常的例子,但我自行修正並補上正確的回傳值
Method (_WAK, 1, NotSerialized)
{
...
...
Return(Package(0x02){0x00, 0x00})
}


如此遺漏而產生出來的 ACPI bugs 有非常多
,在此也不便一一列舉,日後有時間再慢慢彙出來不過,既然我們已經得到 DSDT,意味著只要有心,都可在此改寫並修正一些 ACPI 的問題。雖然我們並不能將修正過後的 DSDT 寫回 BIOS,但 Linux Kernel 編譯時若有開啟CONFIG_ACPI_CUSTOM_DSDT,就可以使用自定的 DSDT 取代原本機器上的 table,只要將檔案放到 /boot 下即可(在 Debian Lenny/Sid 上的 Kernel 似乎沒有開啟這項功能)。

將改好的 dsdt.dsl 重新 compile:
iasl -tc dsdt.dsl


此外若你是在 Ubuntu 下,請直接將編譯好的 dsdt.aml 放到 /etc/initramfs-tools 之下,再 update initrd
sudo update-initramfs -c -k all


然後重開機後,便可使用自訂的 DSDT 來控制 ACPI 的行為。

至於更多的 ACPI Spec 細節,可直接下載 spec 文件:

http://www.acpi.info/spec.htm

亦或是可參考 isal 工具的官方資料


http://developer.intel.com/technology/iapc/acpi/