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[原创]BIOS知识点滴Follow Bini系列之---系统重启

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发表于 2007-12-11 15:23:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
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.
* h! a4 n/ s5 K# Y9 ]6 H+ Z
- p  p) i- S( b5 q- z1、KBC Reset
9 D/ P0 D2 u9 @/ G 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. ;----------------------------------------------  ]5 D( d# i- A; R% H/ O0 u0 H" i
  2. ; 文件名:KBCReset.asm
    ) A: o$ S1 F+ I3 |
  3. ;----------------------------------------------: g, Q" i% m3 i3 j. n7 e5 z
  4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching) r5 x( f" W, X, C, F
  5. ;----------------------------------------------
    * S( H+ c% |# e9 R( S
  6.     .386
    % V, G2 h  X0 t7 D: g
  7.     .model tiny3 W4 u3 w5 P- B4 i
  8.     .code; I, ~* Q9 n0 @: q
  9.     org     100h; V) `- b# k. K# a
  10.    
    - \4 F% c* o$ D3 |
  11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    5 |* r; a  Z  B
  12. # U, P. `3 K8 A( j
  13. START:
    . `: u( c. U+ p7 K
  14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令$ B4 H- E+ d" d" C+ a5 H5 W8 \$ ^
  15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回9 _0 |1 Y* S* m" a- }* E
  16.     hlt7 w1 s$ i/ W% |3 x1 r/ ?
  17. ) R, I9 w% i6 S7 L: N& ~: C
  18. IODELAY MACRO
    - J: n8 E9 Z1 ~7 x+ e
  19.     out    0EDh, al" k$ y; h+ `: z, a, d' {
  20. ENDM
    $ d% O5 }$ A) D6 R

  21. ) q/ k# N+ ]0 j' d* H0 ?: K4 u& r
  22. ;----------------------------------------------+ P4 L: d6 t+ m' t; n$ x9 a
  23. ;    keyboard_cmd()0 |1 T; `4 w5 I6 Q
  24. ;----------------------------------------------
    " ~" L! F1 Z- D1 V
  25. ;    如果由于缓冲区满超时,则 ah 返回非零8 n3 [3 |1 Z  |
  26. . w& m) k2 g  y0 w
  27. ;    调用    bl = 命令字节
    ' R, b7 O/ N* S1 H' Z" }
  28. ;            ds = cs) N1 Y# N3 u- K# V+ d# u$ V7 T9 ~
  29. ;
    $ z8 h, W5 b2 L7 |! z) c; Y
  30. ;    返回    如果 ah =0,则成功
    - a3 T) z8 h3 n
  31. ;            如果 ah =1,则失败
    ) p0 O$ p% N$ R6 w) [
  32. ;----------------------------------------------  S& z1 l# @$ R/ Z9 U, i

  33. ' J( @) g+ c/ ?
  34. keyboard_cmd    PROC    NEAR$ ^0 g! R/ s& I5 Y1 e
  35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)* M; ~0 C3 c/ y0 l; b4 j& z) F$ M

  36. % Y+ [) x4 j. @6 L5 W8 @, q
  37. cmd_wait:( a- s( f8 b( g7 C$ s- X5 `
  38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态6 y+ n0 Y" K7 D7 ^( R
  39.     IODELAY. L4 M* f5 a# t0 \8 A6 l$ l
  40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满?(控制器是否有数据没处理完)
    , A# t) \( \$ c/ e0 \0 w$ p* s
  41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空,准备接收命令.
    # C; j6 Q( d* S
  42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满,重试
    " c0 P. p1 F- c3 U3 M1 c  Y
  43.     3 n/ T. `0 u8 o' u5 ~
  44.     jmp     cmd_error               ; 超时,失败
    * W# s# z- G% d0 F. H7 v+ i
  45.    
    ! ^$ s; x$ o8 r% f  d  z# A" M
  46. cmd_send:* P2 P0 E  H4 D1 Z3 x2 q! P* N* F
  47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节/ q, W7 j; s6 t
  48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节. a9 Y! m( h# @5 z8 _
  49.     IODELAY0 x1 H2 I% \) }7 h1 u4 s; U6 R! t

  50. ) o/ n: {" w: U1 _( b
  51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)2 n/ ^% a9 j5 E5 T$ b
  52. cmd_accept:9 o, ^8 E0 r* n2 B5 @
  53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态1 p$ W4 [; I/ F  J0 t8 i( @( y
  54.     IODELAY
    ! ^# i! m; j, A8 O) U
  55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满?(控制器是否有数据没处理完)- C  a. b, r! ^! z$ f& B! o2 Y
  56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空,处理完
    , U  v; y- G5 K0 t4 O
  57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满,重试
    2 {1 i! Y9 C( m
  58.     # N1 L  s" a$ e3 [" L: y
  59. cmd_error:                          ; 超时失败; b  ?$ |1 w- z' N3 x+ U
  60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零- _, |) b' U, X, m$ O. D
  61.     jmp     cmd_exit1 L( Q- E  q, }# X2 \
  62. " G. O) K9 o$ b
  63. cmd_ok:0 _+ F$ j0 `% K( X% e
  64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零/ f& a( r. ~, Z1 L( r6 R
  65.    
    8 @+ P% j, _6 k+ h0 s
  66. cmd_exit:" Z( m. s7 Z0 A! ]7 @* ?9 }8 t
  67.     ret
    8 J/ P1 E: a; B5 A) [
  68. keyboard_cmd    ENDP8 b/ ?, t) x* `
  69. 1 k' x* @: {: I: r9 F
  70.     END    START
复制代码
2、PORT 92h9 e: e/ N& y- y9 X9 ^
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- s5 H8 d4 K5 B; ?  Y* D7 F
  2. IODELAY
    " X9 n% ^7 l; H' j
  3. or al, 1
    & T! U# r, L, W6 {
  4. out 92h, al
    8 N' \' q- j: m2 k+ k6 E
  5. hlt( N. v3 l3 m0 c' Z/ A
复制代码
3、Reset Control Register(Port CF9h)" f2 e/ k" _: p2 ]
用此方法控制Reset,各Chip极有可能各芯片产商的做法会不同。
3 A; W( d6 p$ J5 C* J 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:
0 G: T7 ?" D  q: |# g  t          1.GIF 9 t* w: a8 A- C" ^& O

; S  t+ w4 P$ g) K 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。
* M" E8 E; ?$ d7 p; [. m' J9 _
% n1 u4 F$ a$ K/ T3 k7 s 因此你可以用下如代码Hard Reset:
  1. mov al, 64 m' Q! J2 k% ]& F, v; l# }
  2. mov dx, 0CF9h! j5 o  }, D6 ]+ l. I& [$ _% n4 Z
  3. out dx, al% S( L$ u6 d0 b8 U7 c
  4. jmp $
    8 H; I3 _0 a1 Z% z( r
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
    " J4 U1 C& |6 p" q) F( W
  2. mov dx, 0CF9h6 M. u: \0 o( B! n: c3 `/ l
  3. out dx, al
    & O; v" R+ B% Q0 t
  4. jmp $( r7 F9 N! X+ s2 Q
复制代码
4、Ctrl+Alt+Del- Z" D6 U; `+ Q- y8 }; X, ^$ R1 f
    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
    ( |1 f7 J. c" `; ~% `
  2.    
复制代码
OK,你对系统重启是否又清楚了一些呢?
发表于 2007-12-12 09:19:53 | 显示全部楼层

不错啊
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发表于 2007-12-12 16:10:17 | 显示全部楼层
不错,学习了。; _  |4 n6 f1 D  E; s6 y" N
还有人这样写:9 _9 \# N) L) ~) }6 l
mov     dx, 64h  
# y2 W% V- T  G& N% u! ymov     al, 0FEh
) S6 C8 C& B! o) J5 @out     dx, al          - \5 m7 ]) V5 I: A
in      al, 92h
2 d0 q  }' b3 k% a. h& J  Z4 jor      al, 1' ]3 u) G2 S0 Q5 p
out     92h, al  V# [% o8 \- E+ @. s7 u, N
mov     dx, 0CF9h . {; k! ^% S; c$ `3 p
in      al, dx9 P  }: `! t6 C8 h" D
or      al, 6) {. E# G$ M6 K. [& \
out     dx, al
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发表于 2008-1-14 16:15:03 | 显示全部楼层
不错,各种方法都说了,谢谢。
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发表于 2008-2-19 16:12:50 | 显示全部楼层
CPU reset 好像不如Rci Reset彻底,经常不能完全Reset
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发表于 2008-4-17 10:11:09 | 显示全部楼层
请教各位下 2 B; X% ^1 J: g3 Q5 q- B
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。
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 楼主| 发表于 2008-4-17 10:39:08 | 显示全部楼层
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)
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发表于 2008-4-23 13:56:08 | 显示全部楼层
谢谢分享,学习了,收藏了。
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发表于 2008-7-28 16:36:54 | 显示全部楼层
好像对重启有些了解了
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发表于 2008-10-14 09:50:55 | 显示全部楼层
学习了,挺全面的,收藏了
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发表于 2008-10-31 10:39:18 | 显示全部楼层
最近研究了一下Windows 2003 reboot flow:
. R1 W6 J# {3 [4 F+ n  A* E5 P1 ^3 tIf(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) {
- P8 f& q: k* Z4 R  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;/ G; L+ C8 d4 Z" ~1 f! R* g% f9 R6 _
} else {
! A7 S5 b- F  T8 r8 N" s  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
6 I% g" C, N# n3 k. ?! f) D}
) ~1 w% O/ ~1 |2 ?  U) X$ k: R/ U! @" f
如果是UEFI的Windows,可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.
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发表于 2008-10-31 12:29:21 | 显示全部楼层
Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?; e: Z0 T& ^* @0 a5 [
Reset Register还可以在Memory或者PCI configuration space
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发表于 2008-11-12 16:57:04 | 显示全部楼层

out 0EDh, al

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
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发表于 2008-11-13 13:47:19 | 显示全部楼层
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..
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发表于 2008-11-27 06:58:18 | 显示全部楼层
不错的文章,学习了!!!
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发表于 2009-2-22 09:46:25 | 显示全部楼层
不錯的整理,学习了!!!
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发表于 2009-2-28 20:06:41 | 显示全部楼层
in al, 92h9 c4 f$ w( g8 p3 W# c. D* F
IODELAY
0 n3 m" O& W8 t) ~7 Q4 L" W& |or al, 1
8 @" _0 I: w/ @! ^+ Q8 H5 iout 92h, al
* B: L! m+ E7 ^( x3 y- {hlt
8 p* S1 K0 `( O# C1 J1 u$ k6 j, ~; I  j8 U+ y* @: `# E
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
  r( r& k" a( F但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...2 e8 q7 G( z+ H. h* q
不解ing....0 ~1 d9 r3 K: i1 t8 Q& F6 Q9 T
这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启?还是别的?, k! w8 ^6 ?! S; N3 I' [
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...
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发表于 2009-3-3 12:50:24 | 显示全部楼层
参照ICH spec中对92h的说明$ j' K. i8 C2 }/ M
INIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force, _& J9 y1 z& X$ N( k, D- q
INIT# active for 16 PCI clocks.
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发表于 2009-3-23 15:11:22 | 显示全部楼层

ACPI FADT中,KB8042和RESET_REG_SUP均不支持, ACPI OS 如何Reset?

ACPI FADT中,KB8042和RESET_REG_SUP均不支持, ACPI OS 如何Reset?
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发表于 2009-8-7 11:19:43 | 显示全部楼层

回复 11# 的帖子

Hi:
% ?. o6 N- E, u/ J; s( j" E( b   srcore,
$ J2 X5 r7 T( u9 V4 G9 n, N# D      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!
( P% }4 X# ?. u$ y1 l- z" z  melow 平台(SCH+AMI CORE8)
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