[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. ;----------------------------------------------
   
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   : T! F5 v6 @; X" d* Z3 f0 |' Q
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   1 u% @& Z( V6 s3 E% |! F
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   
7.     .model tiny
   # c2 \' w6 M6 A; z+ H( \& H; {
8.     .code
   
9.     org     100h
   
10.    
    9 |5 ~" X; E3 G8 m
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    6 z: [8 S* h& K
12. 
    
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    ! E' h0 c; ?% u
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    " b  Q( O) \/ C; L
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    & Y4 m2 c+ m3 `' ^
23. ;    keyboard_cmd()
    4 a- `# M# s2 k
24. ;----------------------------------------------
    $ c% x* X- [: X5 f! Y3 T
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    
26. 
    8 b& Y: J; u* o) m3 T
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    2 T5 x& v$ O$ [- G0 I/ j' h
29. ;
    : s0 I+ r$ [; t4 g/ j9 }$ V0 t
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    8 a- a& C% w+ w. a2 D
32. ;----------------------------------------------
    5 _5 o7 \0 v2 m& @/ L9 Z* f
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    ' A+ @, Z) h5 U1 j: f. r! ?0 s6 g
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    ( n$ t/ p; Q) x- {9 F6 [+ [
37. cmd_wait:
    * y2 ~* ^+ C: e0 G4 e
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    3 v2 H0 Q  x8 h2 ^, F% d  G3 e
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）
    9 x& f" C$ O! u$ P" }
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    * ]' W  ~, |: ~' `
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    9 p% T) L0 ]4 c& |# S# ?
43.    
    - |. z8 A: A4 T+ D* ?& \  z
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    8 \+ z  O+ ?6 ~) v0 U# I
46. cmd_send:
    
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    % {; s0 d9 f( P: O- B5 o0 _: m6 a
49.     IODELAY
    
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    3 |$ O! m  M" }  u. \* e
52. cmd_accept:
    4 g; L) X, }% K8 i
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    : o- w; n$ p! X& H, [5 }7 f! z
54.     IODELAY
    9 Q) [) Y* c: P  S) y" o& l  r( G
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    8 n: I" I* G0 \4 ~" j9 h1 t, P
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    " r0 `. f3 B. I
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    ! U" y1 y% _# N5 r* _* i. w3 _
61.     jmp     cmd_exit
    . b0 u+ {. f# [
62. 
    ) S( L* @" z# A; M- h& N
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    : ?6 |  a) t6 l6 [: k/ O, W  \3 P3 J, n
65.    
    
66. cmd_exit:
    1 n) J! \5 a6 U( o
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    2 V* A8 F6 D7 V  L
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
4 C: ?  @' W, Y0 | 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
   ! H& r/ C1 b9 T# Z: i$ d! Z
2. IODELAY
   2 `1 R. @: u: [; L; {3 K
3. or al, 1
   6 v) m! S8 Q! a' D: T, j0 t4 v  V9 Z, W
4. out 92h, al
   * W+ t9 z  w" j* Q* `; {/ G, Y, ?. \
5. hlt
   9 x2 }& y1 @- S: C& @* Q1 V

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。
- f, a1 _# D1 M8 { 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：
         

& }, c8 Y& c0 U  }! ]8 R9 a  v+ {$ f 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 R" f- P" T( p; a) J% _ 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   : W/ @  P0 X, }
4. jmp $
   

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
   : p7 i' @7 H2 c5 u( I
3. out dx, al
   
4. jmp $
   

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
   $ ]& o6 A/ o9 F! U- y
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。
% A7 k$ Y2 e0 {( a还有人这样写：
. W1 Q+ s5 n7 Zmov     dx, 64h  
4 n# Y0 m. t- Y) i- wmov     al, 0FEh
out     dx, al         
in      al, 92h
9 R2 R- O7 r+ cor      al, 1
& `7 Q+ `% {# ^  i( ^out     92h, al
2 ]  ?3 d1 T3 z" H+ Xmov     dx, 0CF9h
in      al, dx
! Y  V8 o: Z1 @. ~: c8 Hor      al, 6
9 C1 i. M3 [7 l5 ]7 Q: q. F. rout     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
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:
; n. `) K  R; O! z4 L9 \- \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) {
  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
: i" R! Y7 C" g/ A. w& {( G} else {
7 i& t2 Q* Z4 q  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
}
( _* A5 G- ^& S, I( d1 K; p
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
IODELAY
  V& }; p- V2 x  J4 X( aor al, 1
out 92h, al
/ h! O& K4 O! \2 ohlt

8 x2 g. Q( n1 w% F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...
不解ing....
) C! P+ {2 A/ g9 p+ N/ b) h这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
5 t% z5 Q* u$ X7 ?* J3 F+ y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
+ p  n* B! S/ S1 F8 w, E' U9 iINIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
' [9 P7 I' O) t; ]. `+ RINIT# 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！
  melow 平台（SCH+AMI CORE8）