[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
   
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   1 G2 Y7 S9 F0 X0 U
5. ;----------------------------------------------
   $ V/ W6 m6 t- u/ M! P$ s1 d
6.     .386
   
7.     .model tiny
   0 u7 G2 I3 Y; P* C
8.     .code
   
9.     org     100h
   
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    7 l9 P3 @( n( N/ U8 ^
13. START:
    3 M( q2 c+ I; U* b0 [
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    : ~+ c+ A# ?# X6 |- R
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    % z% \- n, E8 c4 r  c- ]  c3 y  g; e
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    : C6 j. c* d1 T% m% p
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    2 I8 L( W: y$ N+ i: ?8 u; k& E6 Q
26. 
    ' P9 k1 g- W6 q
27. ;    调用    bl = 命令字节
    - x5 [! l. R( W+ Y. F" K
28. ;            ds = cs
    + s/ u% V+ b3 s* L
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    7 |: t  ^; d1 p
31. ;            如果 ah =1，则失败
    * }, d; R# y& t1 [1 b2 `8 |
32. ;----------------------------------------------
      Y! n5 C' a: N5 C
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
      h& g8 B& z9 g7 n
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    ( ^) Q( S* U$ s/ F
37. cmd_wait:
    1 M9 f8 C! X& A! {
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.
    - D6 W. e- N; H% T) c; c) n% d! P
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    + Q  E0 O) Z! l6 p4 e$ H5 u
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    
46. cmd_send:
    + J3 J5 O9 B/ p. |
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    % s" p, L) T+ L
49.     IODELAY
    $ g' s& ^' i  ?4 u" u: E
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    6 e5 d3 K! C( {5 i3 [
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
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    9 S0 J: L9 X. a7 ~+ M, Y* F
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    # R; U- [7 l% Q: o3 Z
62. 
    ) x. z0 ?: s/ s% J
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    7 x( s# E+ k4 R' J; @
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
. Z" f& c8 V5 [7 Y 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
   
2. IODELAY
   0 s8 d: l3 v2 N7 ^
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   
5. hlt
   - Z* k* E2 r8 d* z* n! f; l

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。
& L4 A; }% \) H" M$ N( d 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：
6 i+ C/ {$ x5 Q( S, V         
' `1 l6 _6 Z3 o( P# d- i
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。

: P5 Q9 }% U6 r+ Z8 v& T3 M8 ] 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   ; Z4 k2 Q2 m& A: Z7 C) Z
3. out dx, al
   $ ?6 D/ ]  n$ f4 ]
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 ~# V5 ?) X  ?( N4 J- I. @
2. mov dx, 0CF9h
     }" I; D1 n$ }: d/ [2 W9 k
3. out dx, al
   
4. jmp $
   

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
/ d' H) L; ]# R3 i3 ]    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。
( A. W$ y8 A1 p$ H( q还有人这样写：
mov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
" C! G6 v  Y* c1 S# E! ~& [out     dx, al         
in      al, 92h
$ W( D7 J/ }# [1 c! T7 Q' for      al, 1
out     92h, al
mov     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
; Z9 ^9 T, E) [; [" k/ b6 z- K3 X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:
& v# a1 O& W: ^" kIf(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) {
1 ~- a8 Z+ f  [4 A  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
} else {
  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
}
2 B0 g+ o! v! K5 }7 O
$ Y  {8 T" C" a5 K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
0 K! K" @# ?8 a7 G7 Q2 nIODELAY
* p% y8 n& F. Tor al, 1
: r( |0 z$ _$ V9 I' ?out 92h, al
# F- I# {; l" J7 v* thlt
8 V3 Z4 O0 I, _! c# @3 L1 s1 |
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
8 @' f  C& Q: T. Q) Q: E但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
* q' p$ S) s; c* j: C8 [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
4 W  l  ~5 V* }$ c5 tINIT# 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,
7 D" Z7 |: i. M+ ~      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）