[原创]BIOS知识点滴Follow Bini系列之---系统重启

bini

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.
6 l  }/ \2 i- a1 c" F3 v' E+ K
1、KBC Reset
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. ;----------------------------------------------
   
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   & i+ ^" [9 j5 I
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   5 p. G6 C! _( \5 ^0 d( K
7.     .model tiny
   
8.     .code
   5 p2 _+ Z2 r, {
9.     org     100h
   * \! W4 B% V& u
10.    
    ' J% f1 T" h/ a
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    
13. START:
    6 d9 F' B" l/ j. W- o, |' J
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    - U5 G. x5 f5 \) q4 g" V0 F
16.     hlt
    8 ?; }. f4 J! A1 l( j/ }9 o8 K
17. 
    ) R$ o9 ]% M7 Q7 h/ ~
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    
21. 
    8 z! U8 O" J6 a& m6 h2 m* q
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    ( g/ a/ U/ X, N! \! m' V
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    8 n4 Z( g; I& z& y1 g
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    3 `# e! C# U  _+ F2 a
36. 
    
37. cmd_wait:
    ; Y, J8 Z+ ?1 w8 w
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    ; `0 B, d3 C9 E
40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    5 }4 b; h$ X0 K# Y: L- ?! ]
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    , `% G+ g5 r2 a- p) ]# `: Q
43.    
    ( g  N: f$ [! u/ T2 ?) P) E9 c8 V. ]
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    1 F! `" n$ g+ H% [
45.    
    4 f7 T7 y+ y) S# W+ q" q
46. cmd_send:
    
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    $ v5 x3 d% Y0 h  a' d
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    " Z. C  j( M9 d! o- G1 ]
49.     IODELAY
    ; j+ T: |4 I' W) {
50. 
    + R) K! \5 j* y/ X8 p+ w
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    6 I. p0 X- V. b1 P: h4 }$ X
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    . r7 p3 ^6 m( x- {
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    " K$ y$ y$ e7 d# ]/ a* f. ]
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    
63. cmd_ok:
    7 I. m& H2 f) E6 X0 v" E2 d
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    * A" k. Z2 y7 C6 z( G
65.    
    5 t- P7 S1 t. |
66. cmd_exit:
    3 B- a9 Y1 J) D7 g4 t3 Z
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
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, 92h
   ' I; D: z: X8 n" T4 o; i
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   : ^" n4 z* N9 D% z7 l( A
4. out 92h, al
   
5. hlt
   

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
用此方法控制Reset，各Chip极有可能各芯片产商的做法会不同。
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：
         
2 _! C7 w* U: F2 D( w) ]
5 P1 U3 a! _) `* x3 ` 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。

9 ?1 H* z2 M. e0 Z% S0 K 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   * E5 a2 _3 ^6 r' V! J
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   * L( x! e& h3 H2 C* ~
4. jmp $
   . L: ~8 k7 B* O% @3 D/ p9 |

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, 0Eh
   
2. mov dx, 0CF9h
   / B0 Y$ \+ J+ }) S1 |3 u; f2 _1 W
3. out dx, al
   - ?' H/ s7 d$ v! l2 A
4. jmp $
   ' V$ M9 Z% \- L6 G, [

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
    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:FFF0
   1 L4 R- P; N4 g
2.    

复制代码

OK,你对系统重启是否又清楚了一些呢?

suchliang

不错啊

yangfan

不错，学习了。
8 z  g$ i/ n6 ^/ ~, u还有人这样写：
mov     dx, 64h  
. X! w/ E0 {+ o3 ~$ \7 A( imov     al, 0FEh
( e; O) G  y/ Iout     dx, al         
/ l# o* B4 S% H9 [) @# Ain      al, 92h
) `& W, ]/ u! b, P: _3 por      al, 1
out     92h, al
mov     dx, 0CF9h
0 P0 T$ [( m3 N2 Din      al, dx
; N$ G% j) [/ w  i$ Zor      al, 6
out     dx, al

China

不错，各种方法都说了，谢谢。

yuhensong

CPU reset 好像不如Rci Reset彻底，经常不能完全Reset

knight956

请教各位下
2 ~( S, O4 r9 [3 Y# g5 o. E3 Q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。

bini

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）

xtdumpling

谢谢分享，学习了，收藏了。

arren

好像对重启有些了解了

deci

学习了，挺全面的，收藏了

srcore

最近研究了一下Windows 2003 reboot flow:
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) {
- H  U6 q7 o! s- r! F- K2 U6 ]  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
1 h& q9 [0 I9 C$ S5 Y} else {
( v+ |; G1 d  ?1 Y: U/ X  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
5 W+ `6 E2 `# M. m: {  Y5 e/ d$ T}

如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
Reset Register还可以在Memory或者PCI configuration space

mtogz

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

zhaomy163

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..

axe1920

不错的文章，学习了！！！

xiong779

不錯的整理，学习了！！！

bicennan

in al, 92h
6 Z8 p3 A  Z! f( p4 m0 Z: h- |; KIODELAY
5 p4 B8 a8 l. r/ t3 M: k8 {" a8 dor al, 1
out 92h, al
hlt

; t5 P- O+ o  r, h4 B: H4 E* 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
但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
6 \* n0 _; r; K! k! d! {不解ing....
  Z% H: X4 s3 c3 R& G这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
% m, |2 r7 Y. x& v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...

xtdumpling

参照ICH spec中对92h的说明
INIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
INIT# active for 16 PCI clocks.

xtdumpling

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

蓝色永恒

Hi:
   srcore,
      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！
- E1 C8 O4 E5 L) A! e" b/ @" Y  melow 平台（SCH+AMI CORE8）