起因

远程运维的机床，晚上加工完要能自己关机省电；风扇卡了转速掉零，报警得比冒烟早；客户报修，第一句先问"机器里是什么内存条"。这三件事落到系统上就是三个问题：电源怎么控制（软关机/重启到底写了什么寄存器）、风扇转速怎么读怎么控、内存容量和条目信息从哪来。教材不讲、教程跳过，这篇把账一次算清。

这三样东西在 PC 产业里都有年头：ACPI 是 1996 年 Intel、微软、东芝联手定的，接的是 BIOS 时代的烂摊子——那会儿节能靠 APM 黑盒、特性靠主板跳线；SMBIOS 早一年由 Intel 起草、现归 DMTF 维护，厂商把内存板卡信息写死在表里，省得每台机器都得拆开看；4 线 PWM 风扇规范最晚，2000 年代 Intel 才定下来，在那之前只有 3 线测速加电压调速的粗办法。

一、内存容量：三个信息源，各管一层

可用容量：遍历 UEFI 内存映射，把 type == 7（EFI_CONVENTIONAL_MEMORY）区间的页数 ×4KB 累加——这是物理页分配器能看到的全部家底。

SMBIOS 操控：UEFI 系统表 Configuration Table 里按 GUID eb9d2d31-2d88-11d3-9a16-0090273fc14d 拿到入口（32 位入口签名 _SM_，64 位是 _SM3_，现代主板给哪个都能用）。入口结构里最要紧的是 Table Address 和 Structure Max Size——从 Table Address 开始就是一条结构链，遍历算法固定三步：

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loop {
    let hdr = read::<SmbiosHdr>(p);        // type:u8, length:u8, handle:u16
    if hdr.type_ == END_OF_TABLE { break; }
    // 定长部分结束后是字符串区（\0 分隔），字符串区以连续两个 \0 收尾
    let strings_end = walk_strings(p + hdr.length as usize);
    handle(hdr);                           // 按 type 分发处理
    p = strings_end;                       // 下一个结构
}

跟内存相关的是 Type 16（物理内存阵列）和 Type 17（内存器件，每根条一条记录）。Type 17 常用字段的偏移（SMBIOS 3.x，定长部分）：

工控自检页打印"2×16GB DDR4-3200 Samsung"就靠它；序列号记进资产台账，换件对账——二级经销商的机器档案从这条记录开始建。

二、电源控制：ACPI 的最小可用集

工控系统对电源的真实需求就三个动作：软关机（S5）、重启、以及"自己挂了能被拉起来"（看门狗）。前两个走 ACPI，最后一个走芯片组。

ACPI 的入口还是那套老路：移交的 RSDP → XSDT → FADT（签名 “FACP”）。FADT 里跟电源相关的字段（偏移按 ACPI 2.0+）：

RESET_REG 那个"GAS 格式"值得展开一句，后面到处遇到：Generic Address Structure，12 字节 = 1B 地址空间（0=系统 IO、1=系统内存）+ 1B 位宽 + 1B 位偏移 + 1B 保留 + 8B 64 位地址。解析函数写一次，ACPI 里所有 GAS 字段（RESET_REG、PM1 寄存器的长度信息配合 PM1*_LEN 字段）都复用。

软关机：往 PM1a_CNT 写 SLP_TYP | SLP_EN——SLP_EN 是 bit13，SLP_TYP 是 bits10-12，最终写值 (s5_typ << 10) | (1 << 13)。S5 对应的 SLP_TYP 编码存在 DSDT 的 \_S5_ 对象里。完整解析 DSDT 得做 AML 虚拟机，没有这个必要，经典捷径是：DSDT 的 AML 字节流里直接搜 _S5_ 签名，后面跟的 Package 数据里取 SLP_TYP——几十行代码的事，早期的 Linux/开源引导都这么干。写完这个寄存器，主板电源时序切到 S5，整机下电。注意写完要Delay几毫秒再halt，让电源时序走完，别在时序中途去摸外设。

重启优先走 FADT 的 RESET_REG/RESET_VALUE（现代主板它就是 0xCF9 端口）；兜底直接操作 0xCF9：先写 0x02（温复位）或 0x06→0x0E（完整冷复位序列），写完 CPU 当场重置。最后一道保险是故意触发三重故障让 CPU 复位——不优雅但永远有效。

硬件看门狗：Intel 芯片组内置 TCO 看门狗，入口链路：LPC/eSPI 桥（bus0:dev31:fn0）PCI 配置空间偏移 0x40 是 PMBASE，TCO 寄存器块就挂在 PMBASE+0x60 起的那片 I/O 区——喂狗就是往重载寄存器写一下，超时不喂由芯片组硬复位整机，CPU 软件死透了也拦不住它。工控价值在这：控制软件万一死循环，看门狗拉起机器回到安全态。基础篇先在 coop_scheduler 的主循环里喂狗（主循环卡死 = 不喂 = 复位），ISR 侧不喂——刻意让"协作层挂了就重启"成为系统行为。TCO 块内各子寄存器的位定义按芯片组 EDS 对，做成选配模块。

三、风扇与温度：Super I/O 加 CPU 数字传感器

风扇和主板温度的真相：它们不在 CPU 里、不在 ACPI 的简单寄存器里，而在主板的 Super I/O 芯片（Nuvoton NCT6775 系列、ITE IT87xx 系列是工控板两大常客）里。这类芯片管风扇转速计、PWM 输出、板载温度传感器，通过 ISA 风格的"索引/数据"端口对访问（如 0x2E/0x2F）。

以 NCT6775 为例的操控套路（寄存器细节照 Nuvoton 数据手册和 Linux nct6775 驱动对）：

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// 1. 进入扩展功能模式：向 0x2E 连写两次 0x87
// 2. 选逻辑设备：写索引 0x07（LDN）= 0x0B（硬件监控单元），
//    激活它的基址（LDN 0x60/0x61 可重映射，默认 0x290 一带）
// 3. 之后走芯片自己的"基址+索引/数据"对访问监控寄存器，
//    先写 0x4E 选 bank，再读写 0x4F——风扇计数、温度、PWM 都按 bank 分页
// 4. 转速读数：读风扇计数寄存器 → RPM = 1_350_000 / (count × divisor)，
//    count 为 0xFF/0x00 都当"停转"处理，divisor 典型 2
// 5. PWM 控制：写占空比寄存器 0x00–0xFF（0=停转，255=全速）
// 6. 用完退出扩展模式（向 0x2E 写 0xAA），防误写

CPU 自身温度不用 Super I/O，走数字温度传感器（DTS）：rdmsr(0x19C)（IA32_THERM_STATUS）的 bits16-22 是"距 TjMax 的温差"，TjMax 从 rdmsr(0x1A2) 读——两者相减得真实核心温度。比任何主板探针都准。

控温策略（协作层一个 step 任务）：温度-转速曲线用带迟滞的分段表（60℃ 以下低速、60-75℃ 中速、75℃ 以上全速，回落要低 5℃ 才降档，防振荡）；过温联动安全：CPU 或功率器件超阈值 → 事件进状态回传队列 → 界面报警；超危急阈值 → 走安全联锁路径减速/停止加工——风扇策略在这里第一次和安全体系挂上钩。日志（exFAT）记录温度曲线，售后排障的硬证据。

四、汇总

总结

平台管理这块的"难"其实是"散"：内存三个信息源各答一层（映射管可用、SMBIOS 管明细、SPD 兜底）；电源是 ACPI 的最小集（FADT 三个字段 + _S5_ 提取捷径 + 0xCF9 复位序列）加 TCO 看门狗兜命；风扇温度在 Super I/O（NCT6775 的扩展模式/LDN/转速换算）和 CPU 的 DTS（两个 MSR 相减）。每一样单独都不大，攒起来就是一张工控整机的"硬件管理面"。跑通标志：自检页打印内存条明细和 CPU 温度，风扇随温升变速，远程指令能让整机软关机和重启。

参考链接

• ACPI Specification——FADT 字段、电源寄存器、S 状态定义
• SMBIOS Specification——Type 16/17 结构定义
• Linux hwmon nct6775 驱动——Super I/O 风扇操控的现成参考实现
• Intel SDM Vol.3A §16（数字温度传感器）
• 本系列 UEFI 篇（内存映射来源）：UEFI固件层实战；安全联动见调度篇
• 本系列第一篇：自制工业控制系统：从UEFI到内核