[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.

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. ;----------------------------------------------
   % Y5 E* G# F4 _/ f
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   ) w4 X7 A& d6 M% t% i$ h
6.     .386
   8 w; h7 d" S5 D. t* m
7.     .model tiny
   
8.     .code
   
9.     org     100h
   2 t# `4 I1 U* P8 M* @5 n
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    / B) S2 l' W: H* n
12. 
    
13. START:
    * n! d+ [$ a' o( d7 Q
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    % _; z/ }" R. t
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    5 W8 a% A! L% o" z
21. 
    9 O7 Q. F" Z+ s
22. ;----------------------------------------------
    7 h/ [' X/ b3 Z# O
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    
26. 
    % R- `. ^. z3 }+ Z" m
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    , W7 _. N1 C+ F3 Q9 ^1 `2 I
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    
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
    ( F. f1 q4 Y1 ^% s; p5 [/ ?" _
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）
    
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    1 G* ~6 k, K  }4 m- @
43.    
    2 ^; L3 ^" }6 T' a0 T. o
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    
46. cmd_send:
    9 @/ j# ?, h& |( r( v  t: h: E5 |
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    4 T# A- V1 ~- C. H# ^7 R" l
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
      Z" @: a2 e1 ?, e9 ]' p7 ~9 F
49.     IODELAY
    
50. 
      }) n5 I; G# y& Q+ B0 m( E$ N, @
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
    
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    3 Q7 w2 i5 }) c! b
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    ; G; d9 [# \  C/ t8 }* q
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    : t/ U9 h) m% c1 g
61.     jmp     cmd_exit
    " t$ t$ \5 u$ q+ T
62. 
    - D' K2 j4 v1 ?$ e* p* Z3 p5 I* J
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    & m) w' @( U1 a$ z9 R9 ?
66. cmd_exit:
    ; ~! i# ~  A4 \7 O+ R' B* d
67.     ret
    , m2 L7 ]7 Y& |. b
68. keyboard_cmd    ENDP
    $ p2 ~! m( }' M( i$ H+ v
69. 
    7 ?4 [- c: Q0 G4 w2 z. l- D
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
( S. {! ^- u1 {4 Q 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
   , t& S$ I& v6 s! U5 f
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   - j/ b: V8 c7 ?
5. hlt
   / ]8 l2 P, u2 Y6 O  R6 ]2 L$ D

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。
- s0 j* l$ I; E! y) p 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：
/ u& w8 u5 [0 I! e         
2 q5 K) j" F7 M$ ^
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。
2 I: U4 N4 l  u
2 y4 P% i, X3 }- ~: e/ h3 j8 \0 O 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   ; K% v4 e6 r2 Y' q6 N- n
3. out dx, al
   % l* f8 n) o; F' g' }3 d( `
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
   
3. out dx, al
   
4. jmp $
   ' d- A. U* j% n+ O5 \: z4 N' D( T

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
# ]3 t) G9 [! R0 x7 N  i4 K! [    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
   : }/ n4 G# ^& U8 k8 H
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。
  R# {8 u/ y& e+ {, ^; `还有人这样写：
8 p1 L+ _1 h% zmov     dx, 64h  
! Z$ n3 u0 J7 Y5 s' t) R' wmov     al, 0FEh
out     dx, al         
in      al, 92h
+ A' O8 a3 w2 Uor      al, 1
out     92h, al
1 X2 E' c- t6 o3 b! pmov     dx, 0CF9h
2 d1 p1 }8 b! Bin      al, dx
# j2 M' d2 O/ v3 j8 aor      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
" e  f% W( \. P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) {
- O2 |- A4 _( E* k  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
8 P0 w) K: U! h} 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
}

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

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
: X0 q. g) f5 B2 ]9 ~7 O# T# NReset 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
. I1 _- K& z6 q# u, t0 _. TIODELAY
or al, 1
out 92h, al
1 `  J2 H' [$ y1 ~9 Bhlt

; p, Y. {3 l0 S% @4 p* G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
% W; Q& |$ c4 [但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
1 S+ U$ K8 c& C3 n1 U* H不解ing....
- x3 K% q7 h6 g4 [5 M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:
   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！
4 H4 w; x; K, L9 y1 X% I& i  melow 平台（SCH+AMI CORE8）