[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.

8 s9 J% e2 K- h* }6 [- Q! {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
   8 N# e3 ?3 I' X' |# u
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   
7.     .model tiny
   ) R9 L  O) p6 `- O
8.     .code
   
9.     org     100h
   3 a" Q! N8 K1 P+ t+ d
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    9 A; N5 T' d/ m# Q
13. START:
    2 R0 a' i( P$ S+ P$ R
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    + Y9 d  H$ ]# ~" V2 E4 M0 F) q
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    ! {2 R4 `: t$ d
16.     hlt
    " G5 K" S8 L: ~  O
17. 
    5 t7 H& }. I1 k+ Q) Z+ d
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    ! F$ `4 G5 g9 b9 G7 E$ a
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    - ^" n! ~0 O( ]4 V' T$ p
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    
26. 
    " y; N8 A0 `+ @! L5 `
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    : Y9 J' ?; s6 T- S* }- C# V
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    ! h% b# m$ ^, O# t, Y# J
31. ;            如果 ah =1，则失败
    0 M5 I  I% s; E; l# h
32. ;----------------------------------------------
    ) z# d/ d* h) f
33. 
    : z1 ]! u) j- {# p3 W
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    ! u# d" E$ U* |7 }( x
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    8 K- @/ `- Q8 }, o. y' a/ W2 q7 Q
37. cmd_wait:
    0 P, U+ @$ l* q4 ]! I1 k; G/ @, x2 H
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    * G  y* _0 N" b! F- S" c8 Q
39.     IODELAY
      C9 N% d8 C; \$ L4 s* q
40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    * ?( @# i" R2 w3 C% w7 l
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    ! P+ |" G( F) T2 o5 j
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    . ^* n1 F9 Q* i  f" F9 P) b3 z, Z
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    
46. cmd_send:
    
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    & n" A; K* [* }
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    
49.     IODELAY
    0 K# C# s' M0 ]- r/ V1 D) E" x
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    ( `! |$ W. T* U) o4 |+ Y/ b; Q' c1 N
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）
    4 H- n. ^8 T$ D2 o
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    8 o/ [- d( C0 A
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    . u& O1 B. u9 q2 a: @% w
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    9 c. b' t& z) ^7 ?& T! t$ A
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    . _. y; T" z3 D2 h) E4 t; c
65.    
    2 c+ F+ Y* P% M+ h+ v. i# I  V# J
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    . t4 v- {" _; e; t: X7 f1 C0 J6 @
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
6 }& [0 D7 ?) o7 d8 I# [ 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
   $ v) w1 u6 C' t7 a- V
2. IODELAY
   ! E; p  N* J6 d& a  `3 [
3. or al, 1
   ) |, q0 L7 `9 S% e
4. out 92h, al
   * j, Q. _! _, |% e, N6 z1 e( h
5. hlt
   - a/ D" Z( B+ D0 x+ T9 E

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。
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：
         

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。

因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   : |. C. [# d7 w3 m. U
4. jmp $
   ; ]$ b- `- J0 r: V1 `/ J6 B. j

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
   ! _" `+ V: Y& c
2. mov dx, 0CF9h
   * J/ i# P- ?6 ^! Q! R! \
3. out dx, al
   8 e' r  q0 P4 ?& R
4. jmp $
   " H7 O7 ^* j6 `( A* g- l

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
% u, O  l' `1 Fout     dx, al         
in      al, 92h
or      al, 1
out     92h, al
mov     dx, 0CF9h
in      al, dx
or      al, 6
! k* ^2 T# l7 |; K+ h! |6 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
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) {
  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
3 q0 l& e# ~9 i9 m9 ~} 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
}

! H$ ^# j. h9 k$ H: N! A% T0 w如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
* I# H: Z! I: W0 |% uReset 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
* {6 F  V/ u4 W6 R% L. cIODELAY
or al, 1
out 92h, al
* i" w  b+ W$ ahlt
) l% y5 l6 N7 I
7 H6 ], \+ v* `( i2 _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
% ~( h8 F% _6 G) E但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
( ^4 @9 o' u( v: W- i: z# ]  T不解ing....
3 f9 {# E8 W; d6 i这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
8 p$ b! m8 \7 w% N3 Y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
7 u$ i& {3 L9 J- h' H% VINIT_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:
   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！
3 x, F; a9 ^0 s9 `! u3 T+ g9 ?  melow 平台（SCH+AMI CORE8）