[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.

9 \6 S8 ]  p6 W5 Y1、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. ;----------------------------------------------
   ; i: ?# t6 J0 W# M& Y/ f
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   # M' R0 C+ C1 a( |* y
3. ;----------------------------------------------
   3 m$ C, k1 D& B. a- A! [7 @
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   6 T8 g: a6 Q8 b* R5 v" N* G* _
6.     .386
   & r* _0 S8 e  h5 q, \% V! A+ N& j+ O
7.     .model tiny
   ) V4 u; R6 z6 p0 A% R& y+ G9 H
8.     .code
   3 a! `2 b- _* D7 E( g
9.     org     100h
   
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    ) Z9 @: S$ \5 C9 ~0 ]
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    4 g: n9 `, h0 S" @2 A, m
17. 
    ' O" f" R9 F) |
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    0 G! S* a7 a; S/ K$ q$ a# ^
21. 
    : M3 C  @6 P, V5 |3 |, `; o: D
22. ;----------------------------------------------
    8 b6 c  b! u* m! Q4 E
23. ;    keyboard_cmd()
    + V7 |& U1 g& D: h# Q4 K& ^. [/ P
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    + t- l% n, {* S; K
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    0 q* }4 l: C$ K4 e
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    , {. f/ `* ~; c
33. 
    # n2 f* ?7 _1 L6 T( K% [+ _$ |" B0 e
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    4 L! \. N' p2 h$ h. r9 M
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    3 ?9 }. O9 z7 K% x  A8 l: T
36. 
    ) U+ W$ i# T$ n. H: _
37. cmd_wait:
    / i: C- w) C  ?$ h3 @' g* W
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    ! T( O' i- c% A
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.
    3 b' U( s* b# q
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    6 y/ W. H5 Z  [" [7 J
43.    
    2 C$ O$ ]+ s+ L$ u1 z  m
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
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
    . H' S2 a- W$ }
49.     IODELAY
    
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
    & S& i9 O$ r1 R% W1 l% N. d
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）
    
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    6 a8 ?# X. J- R, j  P  L/ V
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    + ~2 H. l0 Y$ G7 D) X# B' g6 S
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    0 E. D; X% _0 e. F8 |4 n/ A4 I1 ~  z% P
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    3 f& M& c) J' {% E$ v5 H
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    " f5 Q; f. v( L/ f& v3 s5 ~
69. 
    5 `" u) o- Q( S6 S) G% o
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
3 S, M* F4 d7 G, n' V. R: @1 x 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
   / x! K# ^! _- w; x
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   2 N; ]% H' w; ^  G9 _. m
5. hlt
   ) K$ g. p* }- r& y/ g

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
6 ^; U) y/ N) B 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：
         
& a8 s; ~* b! l) H; {: [& _
/ J& e$ y; L* g 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。
! W2 r. P; l' m- e4 w5 |# L6 Y
  }5 j. ~8 c0 ^( C  u) u* } 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   3 D- Y) E: ~0 _
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   . S7 V5 u( \1 _, x7 w# A8 Q
4. jmp $
   : d8 E  J0 }- J0 x3 H( X

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
   , d$ V+ P5 Y0 @  O' `3 H0 S
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   ( F5 m5 c/ B& D# v4 H
4. jmp $
   

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
     R3 W) H: N7 F6 z3 n
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：
+ @- p5 h( n) ^7 g5 \1 I% ~, w$ Nmov     dx, 64h  
+ U9 a# r# a# Q$ L. D' Nmov     al, 0FEh
out     dx, al         
  f! c# `0 ?& P3 h- `  Hin      al, 92h
or      al, 1
$ j* Z. I$ W; p  }/ Eout     92h, al
mov     dx, 0CF9h
in      al, dx
# q2 P1 B0 V8 |" \9 b, Z' A  sor      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
8 n" E' n5 b+ u7 E; c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) {
0 C/ q+ \) b2 a  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
. }  T% P; x' m+ l* A} 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
9 X1 `% n$ Z( N3 X}

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

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
2 L; y0 {+ q# n% `( pReset 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
& T4 B% M1 o* W, {2 qIODELAY
or al, 1
$ @7 ^7 g/ d6 s: Yout 92h, al
+ j" \  U8 Z1 r6 `hlt

4 s! I' s$ j! Y" F! N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....
  I  y# R1 T5 ~6 E8 I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
# O) D6 u( i0 P7 ^& N' U( R- PINIT# 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:
# j& e8 N+ I3 W/ H" C3 l   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）