[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.

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. ;----------------------------------------------
   1 n2 n$ `7 t4 P2 ^6 s" P. _
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   ' u  c! M# \# c* f$ @2 }0 N
3. ;----------------------------------------------
   - G8 l6 E0 X# u- d
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   . s& e" R9 H% @9 n( a: V* j
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   / t% t  F% w5 T2 D1 `( }
7.     .model tiny
   # _& s' j- j- Q3 C' m7 r
8.     .code
     A; s% b  i2 W. v3 o
9.     org     100h
   $ v" v+ f2 M/ r
10.    
    * S4 l% P0 V8 m' b
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    * _) K* i( Z$ L/ M2 B
12. 
    * q# y, p) b; e
13. START:
    ' R+ }# s1 e, }. ?, s- K+ M$ l" j) k0 P* x
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    " J- f4 e, ]! @( U# k
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    ! d2 F$ H; ]- e' L6 S
17. 
    - ?* T+ O7 ^; p0 Y3 \2 j. O
18. IODELAY MACRO
    * D* C+ B; a/ N  M
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    & N6 I7 O- J" {7 r1 k5 Q% k
21. 
    ( }) E; G' x  ~: t- g; e; v
22. ;----------------------------------------------
    ; T: s0 c2 h: ]7 t- c# U$ M
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    ) [) o# k2 w+ q  ]. X5 s
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    9 K3 D: X" P3 Z  |+ r; a; o  K
26. 
    - O7 X- Y! v! b
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. ;----------------------------------------------
    $ v& }8 M1 ]4 q# k$ N
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    / I- i% E( G3 p" K4 x3 T& \; l
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    2 h8 }; K, J1 i. D7 C1 A. n
36. 
    
37. cmd_wait:
    " {( ]" L; \2 O
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    
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.
    : M# ?- E: X' `# }/ ?
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    8 u4 H% I1 |/ _( |, G1 A; c7 Z
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    5 E- e( g7 E# P/ L
45.    
      f$ u8 `3 i& h0 F/ s
46. cmd_send:
    / d3 L- ^9 X8 _' q& B
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    0 e( X9 A/ e# l$ Q& O, P: `5 ?( K
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    4 G" N0 u+ |7 Q
49.     IODELAY
    
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    ) K+ ?/ k. W  H' ]7 ~: W
52. cmd_accept:
    1 T' Y1 W; D, W. A: M
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）
    ) s. ^# M' Z, _* u
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    + i" [" s9 R8 D
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    + E: H$ S. M! i) @/ p
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    1 \- ~1 F3 _% R5 s. ~
62. 
    3 T1 K6 L8 R, E0 l5 k$ c  K4 E
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    8 i; j! s7 F  S9 N' X! f0 {
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
9 B. m% b( }/ K" a2 F# w$ y  P 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
   , ?: ^* \: r8 R2 c& F
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   . r! k, V7 e5 [
4. out 92h, al
   
5. hlt
   1 g9 _0 a% G* j4 {# L, p: @

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。
5 R& ~/ G4 Q% x. I 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：
' h% q; F9 h$ G, I# U. O; W         
# }/ R: |3 y9 J* P
# W  ]6 t& Z2 z$ U/ _0 ^6 k 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。

8 F( y! K, C$ Q) O1 ]; T: ? 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   6 ^9 N- S  a" ]/ S$ t1 r
2. mov dx, 0CF9h
   * X  s" |3 u' H
3. out dx, al
   ) L! K& t, l0 D9 P3 O# y6 Y2 r) ?$ q
4. jmp $
   / u: Y( C1 N1 `, f/ t6 ^+ A8 m/ Z

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
   
3. out dx, al
   + l8 e' P- ], g( m' h& g
4. jmp $
   

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
# A4 m# |. s# B( A1 A2 ]  Z6 X% {    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
   
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。
还有人这样写：
mov     dx, 64h  
- R" O* P9 F& M/ K: Qmov     al, 0FEh
8 F; [$ [6 X1 y- f2 W3 m# ?* b7 Rout     dx, al         
in      al, 92h
" S' w& c: e. [5 t+ e6 Uor      al, 1
$ ?9 U' V& m) r0 Zout     92h, al
" U; l" Y( L) @, W+ @0 _& Rmov     dx, 0CF9h
in      al, dx
or      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
" S- a4 L9 a) W9 f' j# O1 X9 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。

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) {
( W7 S8 U. h3 r3 ]( t  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
} else {
" e, N) l# o; s6 ?7 X8 G5 b5 i  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
}
: r# P. o$ p2 Q5 r/ N3 g
如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
" p1 }$ F. S/ `. ~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
7 K' N6 h9 V$ t7 o: |IODELAY
or al, 1
1 \8 R1 w$ A- g& e6 w% i/ z3 Gout 92h, al
hlt
" `% T+ b9 f! x: M3 V/ ?
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
1 f  @- W( x4 n0 p但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
5 i' Y8 N3 b7 a# k' O1 ]8 C2 D不解ing....
这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
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
- Z* _: M" G2 y" I9 IINIT# 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,
! U: \, S( G/ g      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！
$ f$ y% h  I* X; m, l* N  melow 平台（SCH+AMI CORE8）