[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.
7 t- [. w9 |; U' C
5 |) Z* }/ ?. i. e# Z1、KBC Reset
, J. J" a2 q( O9 g/ K 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. ;----------------------------------------------
   * U4 w6 K3 b# B2 ~- p
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   $ B, B& j: c$ Q" B8 m% w
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   ; R: V7 u8 v* E; C/ s
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   
9.     org     100h
   
10.    
    - ?* Q% b; R( V* b3 s
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    % Y# Q4 O+ z0 b2 T! p
16.     hlt
    $ q9 V0 ?1 A  j
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    ; m, `7 G# ~' V% d. q" E4 ]: n
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    
21. 
    % R# d$ ^) K6 ]6 v) A' `9 I
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    % s7 Y) a0 [: A9 n
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    ; G( m. h) U& h8 r5 a
28. ;            ds = cs
    7 N3 X, r6 j! \  K8 {) @
29. ;
    6 h8 U0 ]3 f& b
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    5 v- o8 U: w- Q( g4 B
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    + u, N3 k- b+ e" ]9 b4 Z" b
37. cmd_wait:
    # g/ ^3 R" D0 A! m/ y
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    % D) C% ~; j1 O) H
40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    7 h% c2 ~0 ]. n
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    5 g( T9 |) r: A  u
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    8 h" b( J% h. k  L2 [
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    " `& Y# y7 A6 P4 @
45.    
    
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
    
49.     IODELAY
    ( d8 W$ I: s5 N4 Z5 n
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    1 f2 }8 O7 Z4 }- k1 \4 a0 X
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    5 f  B% E. p$ W: e% q& u% S4 D2 P" o
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    8 `- @: L+ X8 m1 h% \
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    ) `2 l# T# f8 C* N8 {3 ?. v9 F# T) q
58.    
    : j8 }* d2 t2 i, _% H# t  c
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    8 k: C3 [) O( ~  H1 Z# l& x
62. 
      K1 m. |( C: N" T* [& E1 p& \% q
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    . u& G4 D  |( D% V7 l9 V9 }
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
   4 O5 \& x. ?( B

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
7 I9 o3 `1 c! p 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：
         
5 Y, N, g0 b2 r7 _
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 C6 F: B( D9 b! j+ \! t8 w+ P- Y
  Z5 i' c, ?' q& S6 r  x 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   * Q$ c3 K6 \/ ^4 H1 y# t8 ^
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
   * R9 F) ~( b' R& y
2. mov dx, 0CF9h
   / B8 d8 j, x6 V! y/ Y& r  e
3. out dx, al
   6 Y! U; E7 y3 x6 Y7 B4 k
4. jmp $
   

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
: ]3 z/ R3 W- O5 k/ N6 b  c    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
   - ]* s; C* J- ?
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。
/ v1 Y8 a# }. i4 e还有人这样写：
. D; h3 w. x* M+ f( Z7 z: T2 Umov     dx, 64h  
) T# ?. E- j) smov     al, 0FEh
7 c( a4 k" i* zout     dx, al         
in      al, 92h
. D1 S. R7 a5 Ior      al, 1
out     92h, al
" D7 `& H8 ^6 s! imov     dx, 0CF9h
* t5 r3 {* G9 r+ b% Hin      al, dx
( g3 \8 ?' k1 Q& Y- U& _or      al, 6
  D4 h- u6 y' D2 a% ~7 j: E9 q5 Eout     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
: W$ o+ b$ a. h5 g/ J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) {
' b' R+ j' _: X( Y+ u! {  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
- G/ a/ t7 P7 G5 Y}

% p& L. K; W; ^' s7 j7 C7 y1 S8 A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
1 U% |1 F6 t1 `  S" @IODELAY
* O+ s" l) r2 Jor al, 1
. w* e" w; e" |( x3 N6 Pout 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
. [0 O  r) Q: o3 [& o- d8 Z但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
, A7 j0 o' R+ f' Z$ Z& R不解ing....
( `& a$ _% x( ?: C1 b) i5 U6 g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
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:
$ y. U9 S  d: u% i. W   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！
) h  _- C& z% c8 g; M  melow 平台（SCH+AMI CORE8）