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計算機系統核心開發:高級配置與電源管理最佳實踐

( 簡體 字)
作者:子齊類別:1. -> 程式設計 -> 綜合
譯者:
出版社:清華大學出版社計算機系統核心開發:高級配置與電源管理最佳實踐 3dWoo書號: 43916
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缺書
NT售價: 395

出版日:4/1/2016
頁數:470
光碟數:0
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印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
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(請先登入會員)
ISBN:9787302424703
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

隨著用戶數及為了滿足用戶需求而開發的應用程序不斷增加,包含互聯網公司在內的
各行各業中的企業都在不斷加大對基礎設施的投入。這些基礎設施當中,就包含用于高速
計算的服務器系統和用于保存大量數據的存儲系統。如果在不影響性能的情況下能降低服
務器(包含存儲服務器)的整體電量消耗,一方面可以幫助企業降低運營成本,另一方面
企業和個人也可以為實施國家“節能減排”戰略盡一份力量。
服務器系統目前使用的UEFI BIOS和Linux內核都是非常復雜的系統軟件,這兩個系統
軟件中都包含了滿足不同功能需求的各種模塊。要掌握UEFI BIOS和Linux內核的工作原理
和開發方法,不可能一蹴而就,只能日積月累、各個擊破。當然,當企業響應國家“自主
創新”戰略而開發自有版權的BIOS和操作系統時,也可以參考現有的UEFI BIOS和Linux內
核中的優秀設計思想和實現方法, “站在巨人的肩膀上”,“青出于藍而勝于藍”。
正如本書所述,ACPI模塊在UEFI BIOS和Linux內核中是非常重要的一個模塊,并且為
BIOS和操作系統之間提供了交互接口。本書主要介紹5.1版本的ACPI規范,內容包括如何
使用ASL來描述系統的配置,如何通過系統描述表將系統的配置從BIOS傳遞給OS,如何使
用嵌入式控制器接口和系統管理總線接口來獲取所需的信息,如何將系統地址映射傳遞
給OS,以及全局系統狀態及睡眠狀態之間的轉換細節、ACPI事件模型、散熱區定義和管
理、平臺錯誤接口等,本書的最后一章介紹Linux內核中ACPI的實現細節。筆者希望本書能
幫助讀者更好、更快地掌握ACPI規范中的內容,并且將這些知識應用到所開發的各類軟件
產品中。
參與本書編寫的人員還有石爍、石麗穎、石鵬泊、劉露露、何東陽、張迪、張立威、
張麗麗、張勁松、蔡燕等。
在本書的編寫和出版過程中,得到了清華大學出版社的大力幫助和支持,特此致謝!
本書內容比較多,涉及了BIOS、Linux內核等軟件和處理器、嵌入式控制器、SMBus等
硬件。書中內容與編排難免有不妥之處,殷切希望閱讀本書的業界同道們能提出建設性意
見,以便糾正改進。
編者
內容簡介:

本書對 UEFI 中的 ACPI 規范進行了詳細介紹,是讀者熟練掌握計算機系統軟件 UEFI BIOS 和 Linux 內核工
作原理和開發方法的必讀圖書之一。
本書內容包括設備及系統配置、電源和性能管理、ACPI 嵌入式控制器接口規范、ACPI 系統管理總線接口規
范、處理器配置和控制、ASL 編程語言、系統描述表、ACPI 定義的設備和設備特定對象、電源和電表設備、散
熱管理、系統地址映射接口、睡眠和喚醒、NUMA 架構平臺、ACPI 平臺錯誤接口及 ACPI 功能實現等。
本書可作為計算機系統軟件開發培訓和輔導用書,也可作為大專院校師生、廣大 BIOS、Linux 內核, BMC
方面的 IT 從業人員以及軟、硬件開發人員的參考用書。
目錄:

第1章ACPI簡述

1.1首要目標1

1.2電源管理2

1.3遺留支持3

1.4OEM實現策略3

1.5電源和睡眠按鈕3

1.6ACPI規范與結構4

1.7OS、平臺兼容性5

1.7.1平臺實現ACPI定義的接口5

1.7.2OSPM實現5

1.7.3OS要求6

第2章ACPI基本術語及概念

2.1通用ACPI術語7

2.2各種狀態定義12

2.2.1全局系統狀態定義12

2.2.2設備電源狀態定義13

2.2.3睡眠狀態定義14

2.2.4處理器電源狀態定義15

2.2.5設備和處理器性能狀態定義15

2.3電源狀態16

2.3.1平臺電源管理特征17

2.4電源管理標準18

2.5跨設備依賴18

2.6硬件編程模型18

2.6.1固定硬件編程模型19

2.6.2通用硬件編程模型19

目錄

IV計算機系統核心開發:高級配置與電源管理最佳實踐

2.7ACPI硬件特征20

2.8ACPI寄存器模型21

2.9系統描述表頭部25

第3章ASL編程語言

3.1ASL語法28

3.1.1ASL語法表示法28

3.2ASL概念29

3.2.1ASL名字29

3.2.2ASL字面常量29

3.2.3ASL資源模板30

3.2.4ASL宏31

3.2.5ASL數據類型31

3.2.6ACPI名字空間39

3.2.7定義塊41

3.2.8控制方法執行43

3.2.9資源描述符類型46

3.3常用ASL操作符62

3.3.1ACPI表管理62

3.3.2ASL編譯控制64

3.3.3常量64

3.3.4混雜命名對象創建65

3.3.5操作區域和字段71

3.3.6字節數組字段77

3.3.7同步78

3.3.8對象參考79

3.3.9整數運算79

3.3.10邏輯操作符82

3.3.11方法執行控制83

3.3.12數據類型轉換和處理87

3.3.13資源描述符宏93

3.3.14控制方法對象108

3.4預定義的對象109

3.4.1\_GL(GlobalLockMutex)109

3.4.2_OSI(OperatingSystemInterface)109

3.4.3\_OS(OSNameObject)112

目錄V

3.4.4\_REV(RevisionDataObject)112

3.5轉化ASL到AML112

第4章系統描述表架構

4.1概要115

4.2ACPI系統描述表117

4.2.1保留位和字段117

4.2.2兼容性118

4.2.3地址格式118

4.2.4UUID(UniversalUniformIdentifiers)119

4.2.5RSDP119

4.2.6RSDT120

4.2.7XSDT121

4.2.8FADT121

4.2.9FACS140

4.2.10DSDT143

4.2.11SSDT143

4.2.12MADT144

4.2.13SBST151

4.2.14ECDT151

4.2.15SRAT153

4.2.16SLIT155

4.3其他ACPI表156

4.3.1MCFG156

4.3.2HPET157

4.3.3DMAR158

4.3.4微軟軟件授權表158

4.3.5SPMI159

4.3.6SPCR160

第5章ACPI事件編程模型

5.1ACPI事件編程模型組件165

5.2ACPI事件類型166

5.3固定事件處理166

5.4通用目的事件處理167

VI計算機系統核心開發:高級配置與電源管理最佳實踐

5.4.1針對GPE處理的_Exx、_Lxx和_Qxx方法170

5.4.2GPE喚醒事件171

5.5設備對象通知173

第_______6章設備及系統配置

6.1設備標識對象176

6.1.1_ADR(Address)177

6.1.2_CID(CompatibleID)178

6.1.3_CLS(ClassCode)179

6.1.4_DDN(DOSDeviceName)179

6.1.5_HID(HardwareID)179

6.1.6_HRV(HardwareRevision)180

6.1.7_MLS(MultipleLanguageString)180

6.1.8_SUB181

6.1.9_STR(String)181

6.1.10_UID(UniqueID)182

6.1.11_SUN(SlotUserNumber)182

6.2設備配置對象183

6.2.1_CDM(ClockDomain)184

6.2.2_CRS(CurrentResourceSettings)184

6.2.3_DIS(Disable)185

6.2.4_DMA(DirectMemoryAccess)185

6.2.5_DSD(DeviceSpecificData)187

6.2.6_FIX(FixedRegisterResourceProvider)187

6.2.7_GSB(GlobalSystemInterruptBase)189

6.2.8_HPP(HotPlugParameters)190

6.2.9_HPX(HotPlugParametersExtensions)192

6.2.10_MAT(MultipleAPICTableEntry)195

6.2.11_OSC(OperatingSystemCapabilities)196

6.2.12_PRS(PossibleResourceSetting)202

6.2.13_PRT(PCIRoutingTable)202

6.2.14_PXM(Proximity)205

6.2.15_SLI(SystemLocalityInformation)205

6.2.16_CCA(CacheCoherencyAttribute)207

6.2.17_SRS(SetResourceSettings)208

6.3設備插入、移走和狀態對象209

目錄VII

6.3.1_EDL(EjectDeviceList)210

6.3.2_EJD(EjectDependentDevice)211

6.3.3_EJx(Eject)212

6.3.4_LCK(Lock)212

6.3.5_OST(OSPMStatusIndication)212

6.3.6_RMV(Remove)216

6.3.7_STA(Status)216

6.4其他對象和控制方法217

6.4.1_INI(Init)218

6.4.2_REG(Region)218

6.4.3_BBN(BaseBusNumber)220

6.4.4_SEG(Segment)220

6.4.5_GLK(GlobalLock)222

6.5系統配置對象222

6.6ISA設備配置222

第7章電源和性能管理

7.1聲明電源資源對象228

7.2為電源資源定義的子對象228

7.2.1_OFF229

7.2.2_ON229

7.2.3_STA(Status)229

7.3設備電源管理對象229

7.3.1_DSW(DeviceSleepWake)231

7.3.2_PSx(PowerStatex)231

7.3.3_PSC(PowerStateCurrent)231

7.3.4_PR0(PowerResourceforD0)232

7.3.5_PR1(PowerResourceforD1)232

7.3.6_PR2(PowerResourceforD2)233

7.3.7_PR3(PowerResourceforD3hot)233

7.3.8_PRW(PowerResourceforWake)233

7.3.9_PSW(PowerStateWake)234

7.3.10_IRC(InRushCurrent)235

7.3.11_S1D(S1DeviceState)235

7.3.12_S2D(S2DeviceState)235

7.3.13_S3D(S3DeviceState)236

VIII計算機系統核心開發:高級配置與電源管理最佳實踐

7.3.14_S4D(S4DeviceState)236

7.3.15_S0W(S0DeviceWakeState)237

7.3.16_S1W(S1DeviceWakeState)237

7.3.17_S2W(S2DeviceWakeState)237

7.3.18_S3W(S3DeviceWakeState)238

7.3.19_S4W(S4DeviceWakeState)238

7.4OEM提供的系統級別控制方法238

7.4.1\_PTS239

7.4.2系統\_Sx狀態239

7.4.3\_SWS(SystemWakeSource)242

7.4.4\_TTS(TransitionToState)242

7.4.5\_WAK(SystemWake)243

7.5OSPM使用_PTS、_TTS和_WAK243

7.6控制設備電源244

7.6.1獲取設備電源能力244

7.6.2設置設備電源狀態244

7.6.3獲取設備電源狀態245

7.6.4喚醒計算機245

7.6.5調制解調器設備電源管理示例245

第8章ACPI嵌入式控制器接口規范

8.1嵌入式控制器接口描述250

8.2嵌入式控制器寄存器描述251

8.2.1嵌入式控制器狀態寄存器251

8.2.2嵌入式控制器命令寄存器252

8.2.3嵌入式控制器數據寄存器252

8.3嵌入式控制器命令集252

8.3.1讀嵌入式控制器252

8.3.2寫嵌入式控制器252

8.3.3突發使能嵌入式控制器253

8.3.4突發屏蔽嵌入式控制器253

8.3.5查詢嵌入式控制器253

8.4中斷模型254

8.4.1事件中斷模型254

8.4.2命令中斷模型254

8.5嵌入式控制器接口算法255

目錄IX

8.6嵌入式控制器描述信息255

8.7通過嵌入式控制器實現的SMBus主控制器接口255

8.7.1寄存器描述256

8.7.2協議描述259

8.8SMBus設備261

8.8.1SMBus設備訪問限制262

8.8.2SMBus設備命令訪問限制262

8.9在ACPI名字空間中定義一個嵌入式控制器設備262

8.10在ACPI名字空間中定義一個ECSMBus主控制器266

第9章ACPI系統管理總線接口規范

9.1SMBus概要268

9.1.1SMBus從地址268

9.1.2SMBus協議269

9.1.3SMBus狀態碼269

9.1.4SMBus命令值269

9.2ASL代碼訪問SMBus270

9.2.1聲明SMBus主控制器對象270

9.2.2聲明SMBus設備271

9.2.3聲明SMBus操作區域271

9.2.4聲明SMBus字段272

9.2.5聲明和使用SMBus數據緩沖區274

9.3使用SMBus協議275

9.3.1快速讀/寫(SMBQuick)275

9.3.2發送/接收字節(SMBSendReceive)276

9.3.3讀/寫字節(SMBByte)277

9.3.4讀/寫雙字節(SMBWord)278

9.3.5讀/寫塊(SMBBlock)278

9.3.6雙字節過程調用(SMBProcessCall)279

9.3.7塊過程調用(SMBBlockProcessCall)280

第10章處理器配置和控制

10.1處理器電源狀態282

10.1.1處理器電源狀態C0283

10.1.2處理器電源狀態C1285

X計算機系統核心開發:高級配置與電源管理最佳實踐

10.1.3處理器電源狀態C2285

10.1.4處理器電源狀態C3285

10.1.5額外處理器電源狀態286

10.2刷新緩存287

10.3聲明處理器287

10.3.1_PDC(ProcessorDriverCapabilities)288

10.3.2處理器電源狀態控制289

10.3.3處理器風門控制292

10.3.4處理器性能控制297

10.4處理器聚合設備302

10.4.1邏輯處理器空載302

10.4.2_PUR(ProcessorUtilizationRequest)302

第11章ACPI定義的設備和設備特定對象

11.1\_SI系統指示標記304

11.1.1_SST(SystemStatus)305

11.1.2_MSG(Message)305

11.1.3_BLT(BatteryLevelThreshold)305

11.1.4ASL代碼示例305

11.2電池設備306

11.3控制型外蓋設備306

11.3.1_LID307

11.3.2實現示例307

11.4控制型電源和睡眠按鈕設備310

11.5嵌入式控制器設備312

11.6通用容器設備313

11.7ATA控制器設備313

11.7.1_GTF(GetTaskFile)313

11.7.2IDE控制器設備314

11.7.3SATA控制器設備317

11.8GPE塊設備318

11.9模塊設備319

11.10內存設備322

11.10.1地址解碼323

11.10.2內存設備的_OSC定義323

11.11_UPC(USBPortCapabilities)324

目錄XI

11.12USB2.0主控制器和_UPC、_PLD326

11.13設備對象名沖突327

11.13.1_DSM(DeviceSpecificMethod)327

11.14PC/ATRTC/CMOS設備327

11.14.1PC/AT兼容RTC/CMOS設備(PNP0B00)327

11.14.2IntelPIIX4兼容RTC/CMOS設備(PNP0B01)328

11.14.3DallasSemiconductor兼容RTC/CMOS設備(PNP0B02)329

11.15I/OAPIC設備329

第12章電源和電表設備

12.1電池管理330

12.1.1電池通訊331

12.1.2電池容量331

12.1.3電池容量規格331

12.1.4低電量容量級別332

12.1.5電池校準333

12.2智能電池子系統334

12.2.1ACPI智能電池狀態改變通知要求335

12.2.2智能電池對象336

12.2.3_SBS(SmartBatterySubsystem)336

12.3控制型電池338

12.3.1電池事件339

12.3.2電池控制方法339

12.3.3ASL代碼示例347

12.4AC適配器和電源對象348

12.4.1_PSR(PowerSource)349

12.4.2_PCL(PowerConsumeList)349

12.4.3_PIF(PowerSourceInformation)350

12.4.4_PRL(PowerSourceRedundancyList)350

12.5電表350

12.5.1_PMC(PowerMeterCapabilities)351

12.5.2_PTP(PowerTripPoints)352

12.5.3_PMM(PowerMeterMeasurement)352

12.5.4_PAI(PowerAveragingInterval)352

12.5.5_GAI(GetAveragingInterval)353

12.5.6_SHL(SetHardwareLimit)353

XII計算機系統核心開發:高級配置與電源管理最佳實踐

12.5.7_GHL(GetHardwareLimit)353

12.5.8_PMD(PowerMeteredDevices)353

12.6電源和電表名字空間示例353

第13章散熱管理

13.1散熱控制355

13.1.1主動和被動冷卻模型356

13.1.2性能和節省電量356

13.1.3噪聲357

13.1.4多個散熱區357

13.1.5主動、被動和臨界策略357

13.1.6動態地改變冷卻溫度觸發點358

13.1.7識別溫度改變359

13.1.8主動冷卻360

13.1.9被動冷卻361

13.1.10臨界關機362

13.2冷卻首選項362

13.2.1評估散熱設備列表364

13.2.2評估設備散熱關系信息364

13.2.3風扇設備通知364

13.3風扇設備364

13.3.1_FIF(FanInformation)365

13.3.2_FPS(FanPerformanceStates)366

13.3.3_FSL(FanSetLevel)366

13.3.4_FST(FanStatus)366

13.4散熱對象367

13.4.1_ACx(ActiveCooling)367

13.4.2_ALx(ActiveList)368

13.4.3_ART(ActiveCoolingRelationshipTable)368

13.4.4_CRT(CriticalTemperature)370

13.4.5_DTI(DeviceTemperatureIndication)370

13.4.6_HOT(HotTemperature)370

13.4.7_NTT(NotificationTemperatureThreshold)370

13.4.8_PSL(PassiveList)370

13.4.9_PSV(Passive)371

13.4.10_RTV(RelativeTemperatureValues)371

目錄XIII

13.4.11_SCP(SetCoolingPolicy)371

13.4.12_TC1(ThermalConstant1)374

13.4.13_TC2(ThermalConstant2)374

13.4.14_TMP(Temperature)374

13.4.15_TPT(TripPointTemperature)375

13.4.16_TRT(ThermalRelationshipTable)375

13.4.17_TSP(ThermalSamplingPeriod)375

13.4.18_TST(TemperatureSensorThreshold)375

13.4.19_TZD(ThermalZoneDevices)376

13.4.20_TZM(ThermalZoneMember)376

13.4.21_TZP(ThermalZonePolling)376

13.5OS設備驅動散熱接口376

13.6散熱區接口要求377

13.7散熱區示例377

13.7.1基礎散熱區378

13.7.2多速率風扇379

13.7.3具有多個設備的散熱區381

第14章系統地址映射接口

14.1INT15h,E820h——查詢系統地址映射387

14.2E820假設和限制389

14.3UEFI啟動服務功能389

14.4UEFI假設和限制390

14.5地址映射示例390

14.6操作系統調用示例391

第15章喚醒和睡眠

15.1睡眠狀態393

15.1.1S1睡眠狀態395

15.1.2S2睡眠狀態396

15.1.3S3睡眠狀態396

15.1.4S4睡眠狀態397

15.1.5S5軟關機狀態398

15.1.6從工作狀態轉換到睡眠狀態398

15.1.7從工作狀態轉換到軟關機狀態399

XIV計算機系統核心開發:高級配置與電源管理最佳實踐

15.2刷新緩存399

15.3初始化400

15.3.1將系統置于ACPI模式401

15.3.2BIOS對內存進行初始化402

15.3.3加載OS404

15.3.4退出ACPI模式405

第16章NUMA架構平臺

16.1NUMA節點406

16.2系統位置407

16.2.1SRAT定義407

16.2.2系統資源關聯更新407

16.3系統位置距離信息407

16.3.1在線插拔408

16.3.2對已存在位置的影響408

第17章ACPI平臺錯誤接口(APEI)

17.1硬件錯誤和錯誤源409

17.2OSPM和系統固件之間的關系410

17.3錯誤源發現410

17.3.1啟動錯誤源410

17.3.2ACPI錯誤源411

17.4固件首先處理錯誤420

17.5錯誤序列化421

17.5.1序列化動作表421

17.5.2操作425

17.6錯誤注入429

17.6.1EINJ429

17.6.2注入指令項430

17.6.3注入指令431

17.6.4觸發動作表433

17.6.5錯誤注入操作433

第18章ACPI功能實現

18.1架構概要436

18.1.1ACPICA系統概要436

18.1.2ACPICA子系統架構438

18.1.3OS服務層架構440

18.2設計細節441

18.2.1ACPI名字空間基本原理441

18.2.2執行模型443

18.2.3原理和理論449

18.3實現細節450

18.3.1主機OS初始化順序要求450

18.3.2ACPICA初始化順序要求451

18.3.3多線程支持456

18.3.4通用目的事件支持461

18.3.5混雜ACPICA行為463

18.4ACPICA部署向導464

18.4.1使用ACPICA子系統接口464

18.4.2實現OS服務層469__

序: