La interfaz de configuración y energía avanzada ( ACPI ) es un estándar abierto que los sistemas operativos pueden usar para descubrir y configurar componentes de hardware de computadora , para realizar administración de energía (por ejemplo, poner en suspensión los componentes de hardware no utilizados), configuración automática (por ejemplo, Plug and Play e intercambio en caliente ) . y monitoreo de estado. Fue lanzado por primera vez en diciembre de 1996. ACPI tiene como objetivo reemplazar la administración avanzada de energía (APM), la especificación multiprocesador y la especificación Plug and Play BIOS (PnP). [1] ACPI pone la administración de energía bajo el control del sistema operativo, a diferencia del sistema anterior centrado en BIOS que dependía del firmware específico de la plataforma para determinar las políticas de configuración y administración de energía. [2] La especificación es fundamental para la configuración dirigida por el sistema operativo y el sistema de administración de energía ( OSPM ). ACPI define interfaces de abstracción de hardware entre el firmware del dispositivo (por ejemplo, BIOS , UEFI ), los componentes de hardware de la computadora y los sistemas operativos . [3] [4]
Internamente, ACPI anuncia los componentes disponibles y sus funciones al kernel del sistema operativo mediante listas de instrucciones (" métodos ") proporcionadas a través del firmware del sistema ( UEFI o BIOS ), que el kernel analiza. Luego, ACPI ejecuta las operaciones deseadas escritas en lenguaje de máquina ACPI (como la inicialización de componentes de hardware) utilizando una máquina virtual mínima incorporada .
Intel , Microsoft y Toshiba desarrollaron originalmente el estándar, mientras que HP , Huawei y Phoenix también participaron más tarde. En octubre de 2013, el Grupo de Interés Especial ACPI (ACPI SIG), los desarrolladores originales del estándar ACPI, acordaron transferir todos los activos al Foro UEFI , en el que se llevará a cabo todo el desarrollo futuro. [5] La última versión [actualizar]del estándar 6.5 se lanzó en agosto de 2022. [6]
El ACPI a nivel de firmware tiene tres componentes principales: las tablas ACPI, el BIOS ACPI y los registros ACPI. El BIOS ACPI genera tablas ACPI y las carga en la memoria principal . Gran parte de la funcionalidad ACPI del firmware se proporciona en código de bytes de ACPI Machine Language (AML), un lenguaje de bajo nivel específico de dominio , completo de Turing , almacenado en las tablas ACPI. [7] Para hacer uso de las tablas ACPI, el sistema operativo debe tener un intérprete para el código de bytes AML. La arquitectura de componentes ACPI (ACPICA) proporciona una implementación de intérprete AML de referencia. En el momento del desarrollo del BIOS, el código de bytes AML se compila a partir del código ASL (lenguaje fuente ACPI). [8] [9]
La decisión de diseño general no estuvo exenta de críticas. En noviembre de 2003, Linus Torvalds , autor del kernel de Linux , describió ACPI como "un completo desastre de diseño en todos los sentidos". [10] [11]
La arquitectura de componentes ACPI ( ACPICA ), escrita principalmente por ingenieros de Intel, proporciona una implementación de referencia independiente de la plataforma de código abierto del código ACPI relacionado con el sistema operativo. [12] El código ACPICA es utilizado por Linux, Haiku , ArcaOS [13] y FreeBSD , [8] que lo complementan con su código específico del sistema operativo.
La primera revisión de la especificación ACPI se publicó en diciembre de 1996 y admite espacios de direccionamiento de 16, 24 y 32 bits . No fue hasta agosto de 2000 que ACPI recibió soporte para direcciones de 64 bits , así como soporte para estaciones de trabajo y servidores multiprocesador con la revisión 2.0.
En 1999, el entonces director ejecutivo de Microsoft, Bill Gates, declaró en un correo electrónico que Linux se beneficiaría de ACPI sin que ellos tuvieran que trabajar y sugirió que fuera sólo para Windows. [14] [15] [16]
En septiembre de 2004, se lanzó la revisión 3.0, que incorpora a la especificación ACPI soporte para interfaces SATA , bus PCI Express , soporte multiprocesador para más de 256 procesadores, sensores de luz ambiental y dispositivos de presencia del usuario, además de extender el modelo térmico más allá del anterior. soporte centrado en el procesador.
Lanzada en junio de 2009, la revisión 4.0 de la especificación ACPI agregó varias características nuevas al diseño; los más notables son la compatibilidad con USB 3.0 , la compatibilidad con el procesador lógico inactivo y la compatibilidad con x2APIC .
La revisión 5.0 de la especificación ACPI se lanzó en diciembre de 2011, [17] y agregó soporte para la arquitectura ARM . La revisión 5.1 se publicó en julio de 2014. [18]
La última revisión de la especificación es la 6.5, que se publicó en agosto de 2022. [6]
Windows 98 de Microsoft fue el primer sistema operativo en implementar ACPI, [19] [20] pero su implementación tuvo algunos errores o estuvo incompleta, [21] [22] aunque algunos de los problemas asociados con él fueron causados por el hardware ACPI de primera generación. . [23] Otros sistemas operativos, incluidas versiones posteriores de Windows , macOS , eComStation , ArcaOS , [24] FreeBSD (desde FreeBSD 5.0 [25] ), NetBSD (desde NetBSD 1.6 [26] ), OpenBSD (desde OpenBSD 3.8 [27] ), HP-UX , OpenVMS , Linux , GNU Hurd y las versiones para PC de Solaris tienen al menos algo de soporte para ACPI. [28] Algunos sistemas operativos más nuevos, como Windows Vista , requieren que la computadora tenga un BIOS compatible con ACPI y, desde Windows 8 , se implementó el estado S0ix/Modern Standby . [29]
Los sistemas operativos Windows utilizan acpi.sys [30] para acceder a eventos ACPI.
La serie 2.4 del kernel de Linux tenía solo un soporte mínimo para ACPI, con un mejor soporte implementado (y habilitado de forma predeterminada) desde la versión del kernel 2.6.0 en adelante. [31] Las implementaciones antiguas de ACPI BIOS tienden a tener bastantes errores y, en consecuencia, no son compatibles con sistemas operativos posteriores. Por ejemplo, Windows 2000 , Windows XP y Windows Server 2003 sólo usan ACPI si la fecha del BIOS es posterior al 1 de enero de 1999. [32] De manera similar, el kernel 2.6 de Linux no puede usar ACPI si la fecha del BIOS es anterior al 1 de enero de 2001. [31]
Los sistemas operativos basados en Linux pueden proporcionar manejo de eventos ACPI a través de acpid. [33]
Una vez que un sistema operativo compatible con OSPM activa ACPI, toma el control exclusivo de todos los aspectos de la administración de energía y la configuración del dispositivo. La implementación de OSPM debe exponer un entorno compatible con ACPI a los controladores de dispositivos, lo que expone ciertos estados del sistema, del dispositivo y del procesador.
La especificación ACPI define los siguientes cuatro estados globales "Gx" y seis estados de suspensión "Sx" para un sistema informático compatible con ACPI: [34] [35]
La especificación también define un estado heredado : el estado de un sistema operativo que no admite ACPI. En este estado, el hardware y la energía no se administran a través de ACPI, lo que de hecho desactiva ACPI.
Los estados del dispositivo D0 – D3 dependen del dispositivo:
Los estados de energía de la CPU C0 – C3 se definen de la siguiente manera:
Mientras un dispositivo o procesador está en funcionamiento (D0 y C0, respectivamente), puede encontrarse en uno de varios estados de energía-rendimiento . Estos estados dependen de la implementación. P0 es siempre el estado de mayor rendimiento, siendo P1 a Pn sucesivamente estados de menor rendimiento, hasta un límite específico de la implementación de n no mayor que 16. [43]
Los estados P se conocen como SpeedStep en los procesadores Intel , como PowerNow! o Cool'n'Quiet en procesadores AMD , y como PowerSaver en procesadores VIA .
Los sistemas compatibles con ACPI interactúan con el hardware a través de una "interfaz de hardware de función fija (FFH)" o un modelo de programación de hardware independiente de la plataforma que se basa en el lenguaje de máquina ACPI (AML) específico de la plataforma proporcionado por el fabricante del equipo original (OEM).
Las interfaces de hardware fijo de funciones son características específicas de la plataforma, proporcionadas por los fabricantes de plataformas con fines de rendimiento y recuperación de fallas. Las PC estándar basadas en Intel tienen una interfaz de función fija definida por Intel, [45] que proporciona un conjunto de funcionalidades principales que reducen la necesidad de un sistema compatible con ACPI de pilas completas de controladores para proporcionar funcionalidad básica durante el tiempo de arranque o en el caso de un sistema importante. falla.
La interfaz de error de plataforma ACPI (APEI) es una especificación para informar errores de hardware, por ejemplo, chipset o RAM al sistema operativo.
ACPI define muchas tablas que proporcionan la interfaz entre un sistema operativo compatible con ACPI y el firmware del sistema ( BIOS o UEFI ). Esto incluye RSDP, RSDT, XSDT, FADT, FACS, DSDT, SSDT, MADT y MCFG, por ejemplo. [46] [47]
Las tablas permiten la descripción del hardware del sistema de manera independiente de la plataforma y se presentan como estructuras de datos con formato fijo o en AML. La tabla AML principal es la DSDT (tabla de descripción de sistemas diferenciados). El AML se puede descompilar mediante herramientas como iASL de Intel (código abierto, parte de ACPICA) con fines como parchear las tablas para ampliar la compatibilidad del sistema operativo. [48] [49]
El puntero de descripción del sistema raíz (RSDP) se ubica según la plataforma y describe el resto de las tablas.
Microsoft utiliza una tabla ACPI personalizada llamada tabla binaria de plataforma Windows (WPBT) para permitir a los proveedores agregar software al sistema operativo Windows automáticamente. Se ha descubierto que algunos proveedores, como Lenovo , utilizan esta función para instalar software dañino como Superfish . [50] Samsung envió PC con Windows Update deshabilitado. [50] Las versiones de Windows anteriores a Windows 7 no admiten esta función, pero se pueden utilizar técnicas alternativas. Este comportamiento se ha comparado con los rootkits . [51] [52]
El fundador de Ubuntu, Mark Shuttleworth, dice que ACPI es un riesgo para la seguridad. [53] Dice que "defender ACPI en su dispositivo de próxima generación es defender la instalación de un caballo de Troya de proporciones monumentales en su sala de estar y en su centro de datos" y "el firmware de su dispositivo es el mejor amigo de la NSA" . ". Continúa diciendo: "Su mayor error es asumir que la NSA es la única institución que abusa de esta posición de confianza; de hecho, es razonable suponer que todo el firmware es un pozo negro de inseguridad, cortesía de la incompetencia del más alto grado por parte de fabricantes y competencia del más alto nivel por parte de una amplia gama de tales agencias." Sugiere firmware declarativo de código abierto (ACPI o no ACPI) como solución . [10]
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: otros ( enlace )