[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.
& z: x; u: x, L3 G
1、KBC Reset
5 ^% t% {0 `9 d: b# ~. I/ O 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. ;----------------------------------------------
   - G( p! S$ D  \* z  X
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   6 u4 N* L* i. L5 h! q$ N6 Z5 Y
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   6 B5 m6 V0 x4 N  g  ?1 x- t! K! r. x
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   
7.     .model tiny
   # V3 C( j" x6 w- a0 O: L! {! W4 R8 Z
8.     .code
   
9.     org     100h
   
10.    
    * O3 `! x) i( A1 W
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    
13. START:
    6 X. s2 `; }( L8 }2 S1 l' n: f
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    + u8 @4 @# j( r3 l9 b
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    1 x* P  {& g3 U5 F% U, V
16.     hlt
    4 o; S$ _, C" a# Q4 O8 }
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    6 W8 ], M$ b( U5 V; |. E
20. ENDM
    ; z7 R, Q6 g: q: E) x
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    ( F. @4 K7 f' y, B3 E
24. ;----------------------------------------------
    $ u1 t4 Z/ E* m9 ?- p: I
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
      Z8 g6 \+ R& R- D/ l9 i9 k
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    $ j: D6 U. P3 R. f3 G1 o
28. ;            ds = cs
    ' t; }4 o0 w, ]. \& ^5 p
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    9 |6 Z0 ?8 x9 M1 G# w, R
31. ;            如果 ah =1，则失败
    1 @+ b: f) k6 D/ S9 m/ Q1 Q/ \
32. ;----------------------------------------------
    0 N7 o+ r6 g) M' k% H
33. 
    + @8 r3 P" q9 W8 n/ t
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    % y% G9 t. O0 ~
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.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    ( [7 k& a/ R# M/ O. V
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    5 X( g# |1 m( ^4 E8 s( V* N% \
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
    1 T6 }  S6 A6 s5 r3 D
49.     IODELAY
    1 b# P% u9 w5 L( y  ^
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    4 ]- n, G6 p5 R7 N9 m
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    8 }5 |& C6 w7 b
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）
    & h! N+ A. V+ g0 d' a
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    ' s5 o0 E1 M0 j) |
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    % Q2 N0 ?; |) R: s# @+ ~
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    
63. cmd_ok:
    + N0 L( O) M3 e7 F1 C7 J1 P  Z
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    ; A' }/ Z# @! X' `6 u2 E0 J7 U
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
; p: I  z. Z+ L& ?& D5 w6 w% ^& o 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
   4 I# R' T; z: u* F* S
2. IODELAY
   & ?2 y0 a3 z/ j  T
3. or al, 1
   9 {6 L/ O. d( w- G& ]% P
4. out 92h, al
   
5. hlt
   

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
* @# n( S8 }5 `" h 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：
/ |7 |; O$ o. d  x/ ^% W6 h         
7 C5 w6 H9 T) @3 J- V0 J
9 g! |& K* @+ v4 F% A" y 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。
4 M+ E1 i& Z0 v$ n4 _* r- a
因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   + R2 U# O" v! g' I$ ^
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   6 n  V- P( \" o4 Z7 G0 H
4. jmp $
   ' ~  }" R% J5 S% b: u% }- p% N

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
   ) J( L* p0 l8 z" x5 c5 B5 o
3. out dx, al
   " |5 m  ]5 h+ ^  V7 ^
4. jmp $
   " j, \. e) J( y. z. ~/ h) q7 J* w

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
7 j% Y& c# X+ B4 ?5 b    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  
( i+ C, h3 d9 H4 g4 K7 E/ y3 U7 Z/ C/ Zmov     al, 0FEh
$ G; }# I6 X8 g* b& _6 Gout     dx, al         
in      al, 92h
or      al, 1
out     92h, al
9 ]! A6 [" S4 u1 j" ?% tmov     dx, 0CF9h
! J% i; U8 W/ Q! _! N4 n- Uin      al, dx
: a; m+ I! b& h/ Wor      al, 6
; }6 J' S3 [9 O. V) vout     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
+ }3 R# t( |9 u6 B# R; W0 a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) {
$ Y5 q* Z% ?4 U# x6 ?, y  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
( x& k% ]. C+ ^7 d8 `" w% k} 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
3 V: T1 I' ~4 U  e}

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

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
; y* G1 Z' v% P4 oReset 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
or al, 1
out 92h, al
hlt
& L! S! `, {2 N  K& v2 |" C7 |# Y1 t
1 _* w" S) E" f  K( y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....
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
( r! }( K: f/ x# |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:
3 M8 o6 N8 L; D7 L- H   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）