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[原创]BIOS知识点滴Follow Bini系列之---系统重启

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发表于 2007-12-11 15:23:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
在和朋友聊天时,你是否碰到突然弹出一个重启?哈哈,也许你是中毒了,也许是系统更新.但重启,大家是否了解呢?本文将介绍几种重启行为,希望对大家有所帮助.
( @8 P% N+ Z, l/ X5 A* x- Z' h* O0 f* |+ c$ r
1、KBC Reset, X8 o3 j* A! N; _
这是软件实现的一种重启方法,是AT系统的遗产。此种重启工作顺序为:软件发送0xFE至KBC,KBC收到后发送信息给南桥,南桥下拉CPU INIT# 大约16个PCI Clock让系统重启。代码如下:
  1. ;----------------------------------------------5 @- k1 I+ c( n7 A8 z+ u% u" G
  2. ; 文件名:KBCReset.asm0 y1 F3 R3 n& Z0 b( A% h. g
  3. ;----------------------------------------------. ?4 r- U% G  x* r9 _: O
  4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching; i6 O- b1 D# e6 P/ S8 f; u0 ^
  5. ;----------------------------------------------8 |6 }9 e8 I8 R8 e; k. r/ N
  6.     .386
    2 l8 b5 @2 i' o( g3 o# r
  7.     .model tiny: B+ ^3 E5 Q/ r( {
  8.     .code
    / N6 W* K6 J) w6 a6 p8 L3 t
  9.     org     100h
    2 E8 i) p! |, i7 b; z. l) b
  10.    
    6 a3 j  r7 g& |. e
  11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统( m( P6 \9 o1 {2 g. X; {; \
  12. # I! w' q5 e, w5 Y+ c9 a
  13. START:
    * N) O* l( d2 K
  14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    6 `+ g, ^! R7 [1 a. L: c4 k; Z1 J
  15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回' @) o$ H3 o) Z2 s% M0 T
  16.     hlt
    ; D! \! L1 p" u8 z  \5 F. s- K) `

  17. 9 e/ D: \1 p& U7 D( [  g' h2 N% Q0 `
  18. IODELAY MACRO
    . e, k- r2 ?  Q3 f1 ?1 A8 D6 S
  19.     out    0EDh, al
    % Y  z7 }5 e) K7 J, m
  20. ENDM) P1 ]" Q( e% o- U
  21. 0 a, Z$ v( D9 f5 a; B4 O( S! Y" x% R
  22. ;----------------------------------------------' g1 _. k4 y& \' `' R, r; u
  23. ;    keyboard_cmd()* o* M6 ^$ E3 A
  24. ;----------------------------------------------( |! }3 o+ l$ [* g: s+ W* _! l$ T0 Y
  25. ;    如果由于缓冲区满超时,则 ah 返回非零- X$ G& j+ s% ?+ z8 }7 S3 o

  26. : D0 x+ v+ W( i( g
  27. ;    调用    bl = 命令字节- g1 e- o  b, z: |7 U! f7 F! V; Y
  28. ;            ds = cs  _$ C: A" b4 L, p$ m" n6 E
  29. ;
    7 a8 i. E: k  D0 @1 f! _3 r
  30. ;    返回    如果 ah =0,则成功- ^" i6 W$ X  [- @
  31. ;            如果 ah =1,则失败
    9 g1 a! U. Y3 N6 x" R
  32. ;----------------------------------------------" O) f( Z$ m, C% f( v2 Z3 y
  33. + E; I2 P  x7 V: T' \
  34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    4 H* a7 h  {, X* p9 Q
  35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    8 f) M, C0 H+ v2 E; K/ H
  36. 0 k; h# O$ E0 J  ?* S
  37. cmd_wait:
    " s# h; w+ G  l  I) n- B" p" o
  38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    7 b$ H$ f# a$ }3 h+ f0 M8 k1 {
  39.     IODELAY1 I. q4 e) g/ j  k
  40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满?(控制器是否有数据没处理完)" P/ ^4 m5 E# {. B
  41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空,准备接收命令.) E3 H, B  y; a/ v' d
  42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满,重试
    7 b/ E& X* t/ y- s5 W
  43.     . @+ J6 K( E& K0 u. ]  N
  44.     jmp     cmd_error               ; 超时,失败- o; g2 B7 H7 S+ c
  45.    
    0 Z) V- b- d7 Q9 Z, y+ s: j) b- z
  46. cmd_send:
    ; ]- ]& h5 @) D" e) u$ R2 w; `
  47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    ! w$ k4 F; N4 y" F4 W3 X9 g) O# x9 m& r
  48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    : L. `5 v  `4 m; b8 P' u1 A2 p' O
  49.     IODELAY
    ! `5 R! J2 _0 h: j1 z7 K, v

  50. , M. W5 d2 h) T9 F/ D! b
  51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)8 Q9 w( N' q$ i$ b
  52. cmd_accept:
    & I8 n; m8 l& C$ T. s- j- ^
  53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态. X& E7 Q9 r7 c
  54.     IODELAY' O7 j- S/ l1 h& z
  55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满?(控制器是否有数据没处理完)
    $ a& N5 r9 B+ V+ d. r% s4 @
  56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空,处理完
    9 e% A  q1 x* R. T6 ]) o5 Y. I: N
  57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满,重试3 E& }- [$ C. y0 A3 o& z
  58.    
      m3 R, d+ `1 x  _" h# H
  59. cmd_error:                          ; 超时失败
    ' X1 R2 r- \$ k9 k5 B; L: P
  60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    & p9 U0 U# T- R! x5 i: X% v
  61.     jmp     cmd_exit
      U1 L) i3 q+ i9 L

  62. - o& }. ]3 A  O+ W4 ?+ X
  63. cmd_ok:
    1 t( x5 T+ s9 a- s% \+ x; L7 l
  64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    & U- n5 W1 u1 G; F1 D; y$ l+ i
  65.     " `8 A+ j7 B' ?3 I# t& j1 R, H1 T
  66. cmd_exit:! M2 M' I5 f; d% A' y% f
  67.     ret4 O: o& w; K& s& T$ I
  68. keyboard_cmd    ENDP; u  [' R2 s  g1 y0 _* C0 e- u- i5 W

  69. ! ]) {7 q) O$ V" r8 @- d
  70.     END    START
复制代码
2、PORT 92h
9 A0 I" f, `4 `8 b8 k 从EISA系统之后,系统控制端口定义了一位用来快速重启的寄存器,就是在PORT 92h的Bit0,这种方式最终结果是和KBC一样的,HOST会拉CPU的INIT#以让系统重启。但这种方式不通过KBC,所以速度更快一点,代码如下:
  1. in al, 92h2 B) }+ Z6 E4 L3 g2 F
  2. IODELAY9 V, s8 f5 L6 L" ~7 |" M  Z
  3. or al, 11 C. h# V6 _9 o, p! G
  4. out 92h, al
    ' i9 n6 U8 Q! Q. f! L
  5. hlt
    + G/ W( a- N: k$ ?
复制代码
3、Reset Control Register(Port CF9h)# @/ ]+ Q8 b0 ~6 k. Y& [
用此方法控制Reset,各Chip极有可能各芯片产商的做法会不同。: e0 U' ?$ e) S6 M" t- r3 r- K
这里大家可以认识几种Reset的名词: Platform Reset, PCI Reset, System Reset, Reset CPU.我们来看Intel的文档,如下图:3 t, U) H1 w3 D4 `# G2 [
          1.GIF
& f. W$ K6 P/ Y# X3 _ * O4 a; |5 X1 d6 P& A+ R; ]) c
大家注意看,如果System Reset bit位为1,那么如果Reset CPU bit从0变为1时,系统就会产生Platform Reset(包括产生PCI、FWH、SIO、LPC、MCH Reset),即称为Hard Reset;如System Reset bit位为0,那么系统就会产生Soft Reset,即:和KBC/PORT 92h Bit0一样,下拉CPU INIT# 16个PCI Clock。
7 [, m2 {! `& w( V
8 @; ?( c' u0 W8 ^4 l  A1 e( R 因此你可以用下如代码Hard Reset:
  1. mov al, 6
    6 d/ O9 Q) @* d4 g4 h
  2. mov dx, 0CF9h
    ; K  Q& N& J, w" m* n& ~! A+ }0 [, d
  3. out dx, al* g/ I" F$ G& G7 f! Z  W: t6 e
  4. jmp $
    % \/ R4 m$ m/ q2 v& i
复制代码
也可以用如下代码“关机”(看你的机器的做法,也就是对SLP_S3#,SLP_S4#,SLP_S5#的处理):
  1. mov al, 0Eh9 a* ~0 Y% s/ F/ k9 n2 }2 X3 i+ @8 ^
  2. mov dx, 0CF9h3 D- T+ ]  v3 w6 N$ U% J/ S1 Q) e
  3. out dx, al" }: [7 D5 l) ]+ h% B
  4. jmp $, j8 [  \+ D$ P! {+ ^" g! {; ]8 |
复制代码
4、Ctrl+Alt+Del% U2 J, ?) s& ~/ q. Q* j, y$ w1 l
    这种方法“基本”是在“DOS”下有效,教课书上常称为"热启"。键盘中断会hook住你的按键,Hook就是BIOS的INT 09h软中断,当你按下这三个键时,就相当于Far jmp到 F000:FFF0处。用如下代码在DOS可实现热启动。
  1.     jmp     F000:FFF01 \& h. V6 Q1 |7 p/ S
  2.    
复制代码
OK,你对系统重启是否又清楚了一些呢?
发表于 2007-12-12 09:19:53 | 显示全部楼层

不错啊
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发表于 2007-12-12 16:10:17 | 显示全部楼层
不错,学习了。
3 X& F0 J" M% v0 }还有人这样写:
0 _! p# w7 Z1 ?- [mov     dx, 64h  
+ O* V, ~  i% B/ a3 W. Nmov     al, 0FEh
4 L3 \- ]: {2 k7 {( aout     dx, al          7 {6 }8 N; F- }  V) H% \; H
in      al, 92h
# F. `) u" s1 [- Xor      al, 1  Y2 j) K. f" g* h4 [
out     92h, al
+ }) v9 H, }2 P9 d2 Mmov     dx, 0CF9h 4 e  a2 l4 c  W! @" I
in      al, dx
! p3 w+ Z% `. `- Hor      al, 6+ v! g. B) d' c7 k8 l
out     dx, al
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发表于 2008-1-14 16:15:03 | 显示全部楼层
不错,各种方法都说了,谢谢。
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发表于 2008-2-19 16:12:50 | 显示全部楼层
CPU reset 好像不如Rci Reset彻底,经常不能完全Reset
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发表于 2008-4-17 10:11:09 | 显示全部楼层
请教各位下 + E* q# T! G" l# s& y
经常看到 “reset with power cycle”。当powercycle时,看到板子跑了一段又再重启。在代码中powercycle具体是做了什么呢?是否跑完了Bootblock?powercycle的作用又是什么呢?请各位大虾指点。
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 楼主| 发表于 2008-4-17 10:39:08 | 显示全部楼层
可能是特定平台的BIOS与KBC的system flag的问题,启动时,KBC标识System flag为warm reset时,可能BIOS还会发一次System reset。(也许是为了解决一些BUG而设的重启吧)
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发表于 2008-4-23 13:56:08 | 显示全部楼层
谢谢分享,学习了,收藏了。
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发表于 2008-7-28 16:36:54 | 显示全部楼层
好像对重启有些了解了
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发表于 2008-10-14 09:50:55 | 显示全部楼层
学习了,挺全面的,收藏了
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发表于 2008-10-31 10:39:18 | 显示全部楼层
最近研究了一下Windows 2003 reboot flow:5 o3 Y* d2 V5 T: F' t  g( j
If(BIOS报告的ACPI Tabler版本>=2.0 && FADT中RESET_REG_SUP标志设置 && 系统中没有8042键盘控制器) {/ a4 T5 i# C1 C& }; P
  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
5 \( Q4 ~  X8 C$ j5 v: t} else {% x! ]& h8 d+ N% i! l# C+ D
  port(64h)=0feh // 这种reset不是整个系统范围的reset,BIOS一般会检测到这种reset,并转换为RESET REG reset' d; B  [* b1 w" E8 a
}0 A! L+ t" T% B+ T
$ T, }' d- Q5 g+ {* T, X0 w9 G/ t
如果是UEFI的Windows,可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.
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发表于 2008-10-31 12:29:21 | 显示全部楼层
Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?: G. t& T, b2 g% e7 J
Reset Register还可以在Memory或者PCI configuration space
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发表于 2008-11-12 16:57:04 | 显示全部楼层

out 0EDh, al

今天在查寻 out    0EDh, al这个句子的时候再次回到了这个帖子 ,以前在看程序的时候居然没留意
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发表于 2008-11-13 13:47:19 | 显示全部楼层
完全Reset是會斷一次電的,這個可以在這你發Hardware Reset的時候根據要求調節參數達到..
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发表于 2008-11-27 06:58:18 | 显示全部楼层
不错的文章,学习了!!!
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发表于 2009-2-22 09:46:25 | 显示全部楼层
不錯的整理,学习了!!!
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发表于 2009-2-28 20:06:41 | 显示全部楼层
in al, 92h
( c$ W; B( V% i% \IODELAY8 s1 ~  T+ y5 b* ?) s
or al, 1
4 \' X/ q" h3 M# S& I  ?2 Wout 92h, al
" u) N4 {1 k) B3 N5 K, S, Khlt
+ S3 z/ v4 |% q* |
6 B" n' D$ M: X  Y# A这个 有个问题 在 PC技术内幕 中第13章 提到这个92h端口时,说了在MCA中bit0确实是做重启/ }& y  B0 P0 s( w
但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况.../ C% d+ M+ B8 d2 x' Z& T/ \  t* I
不解ing....
8 x, i+ z: P" ]) ^% d! {" Y) G2 U这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启?还是别的?% v3 |9 @6 ^$ F4 n6 i
而且我目前的水平还不知道该怎么验证?  也许我对MCA和EISA没吃透...
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发表于 2009-3-3 12:50:24 | 显示全部楼层
参照ICH spec中对92h的说明) T# a5 Q. ]6 I+ t
INIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force3 O  x  q; P& W; _; x; d  |
INIT# active for 16 PCI clocks.
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发表于 2009-3-23 15:11:22 | 显示全部楼层

ACPI FADT中,KB8042和RESET_REG_SUP均不支持, ACPI OS 如何Reset?

ACPI FADT中,KB8042和RESET_REG_SUP均不支持, ACPI OS 如何Reset?
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发表于 2009-8-7 11:19:43 | 显示全部楼层

回复 11# 的帖子

Hi:7 {+ Q4 E0 F7 u
   srcore,
, N" N- B" k& u! [+ T7 C* J0 `      按照你所述,windows 下的重启,如果有KBC(EC),就是发0XFE吗?而我去追了一下,在EC收到0xFE 的地方 下了个断点,然后做windows 下重启, 以及CTRL+ALT+DEL,发现均没走这个流程,而是直接跑到了 EC check   warm reset 的位置去了(EC在不停的check  RSTRDY# 是否低,低则 warm reset )   ,难道是我们做的有问题?期待回复,谢谢!
9 Z' e. ?3 n% c; s! e) H7 i  melow 平台(SCH+AMI CORE8)
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