[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.
$ H8 G4 r5 H% J" k
1、KBC Reset
. L9 T+ h* X3 a: V! z 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. ;----------------------------------------------
   & r. U& W# p: A
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   4 }3 q1 ]3 h; z+ O9 g/ [( O4 s4 P
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   . C# S2 L$ u  W! W+ e9 _
9.     org     100h
     N5 t6 _" I* w' s- _3 I3 {" `+ m
10.    
    & N  @$ T- {( N% [+ `
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    
13. START:
    : b+ ^7 E% F% ^* F. q
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    % M" H/ ^5 z7 L$ E
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    9 z: @, f" o3 m, a4 ]( A( P
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    7 Z5 r6 {' `3 s  \  F- {/ Q
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    ) r% W& R: Z$ ?3 v- {
23. ;    keyboard_cmd()
    + U9 b, b% L& G5 }* X
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    
26. 
    : A. C- B9 `! |  x, X- t8 I
27. ;    调用    bl = 命令字节
    6 M2 \* H6 v2 _% \3 U3 {. ^
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    + R+ v4 Y9 d! B8 t9 N/ D, N
31. ;            如果 ah =1，则失败
    ! _9 \6 X# p3 ^4 T
32. ;----------------------------------------------
    " E# H1 D; m8 h& t; ]1 Z# N
33. 
      _" _4 m3 j; ^4 R
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    5 B$ z0 o- c$ k8 W# A* M) D/ p
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    ! |$ L& V- ]3 I* v. Z
37. cmd_wait:
    6 C& A( _' |1 F' u
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）
    8 y2 m1 m; q. M
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    ( m% p' K6 F9 M  ?
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    
46. cmd_send:
    8 t# |! M8 ?! z8 u
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    8 ^( j4 J, r+ y) m
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    # p7 }1 ~4 R$ q7 ?$ o
49.     IODELAY
    
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    " B' k# y6 h* F5 k
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    & n7 S2 |$ X- q
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    . {% {* W6 {/ I& N, S/ |: D
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    & o+ D# a' e& g; M9 N
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
    
61.     jmp     cmd_exit
    $ h3 ~4 ~7 y1 t, E& l
62. 
    " i5 C# @( z) E3 E6 K
63. cmd_ok:
    0 ]6 y5 d6 p* o
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    . N" X3 Q4 X  D0 i, |" v
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
   
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   
5. hlt
   

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
7 W5 |$ p% E! n9 M8 T 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：
# w1 A" [8 J  Q         

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 H1 z) b* q3 N2 f 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   ) U+ d5 c. r# G' f
2. mov dx, 0CF9h
   / t6 I3 k" T9 ?: ~+ ?" ]8 G
3. out dx, al
   / A) H: A1 z, |- v) W5 l, ^/ e% J) U4 q0 K
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
   , [' v# [* M$ {! f
3. out dx, al
   
4. jmp $
   ; R- M( o2 u% G9 R* [0 o

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
   
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  
mov     al, 0FEh
" ?, [6 ^* t2 j9 w0 ~out     dx, al         
in      al, 92h
) X# Z- s5 H6 m4 t/ O1 `; y  Ior      al, 1
9 h/ _' r% L& L' R/ ?- Zout     92h, al
, c2 q$ D* K! d2 K2 L7 |mov     dx, 0CF9h
  ^& u' q1 Q0 L( h( P# o; yin      al, dx
; }; s& z# {  \# Z" r* Nor      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 q4 _. j1 o2 w  f2 l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:
2 Z( z0 H/ C- r, CIf(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;
$ ~) Y5 t/ }. c# k, j1 B5 {6 P} 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
}
" j  L5 P9 d. M) E
8 q/ R# d) ]; G6 c如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
3 E5 k6 B3 j5 {+ I( ^: n1 K5 o7 L0 I1 ^# RReset 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
! r! p9 `0 {' p! n, ]2 t+ t9 v4 z) hIODELAY
$ c6 E3 d% ^+ x+ C( s- Oor al, 1
out 92h, al
hlt

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
; t- ]0 l' r7 o' N9 A5 E2 \3 a但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
, f3 ^3 n4 J3 |( a: L' J$ @不解ing....
; d2 j; F* {$ ?4 Z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
, ^4 c) _3 O/ X$ d2 q' UINIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
& g% Y3 P; U9 Z' A/ fINIT# 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,
6 R/ v, [* X, Z5 A% g& u7 U      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）