[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. ;----------------------------------------------
   ( ?, |$ W2 X& n3 R7 v" W5 o9 ?. [
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   - B  w/ w3 U: h/ i( K. I4 L5 E; u
9.     org     100h
   2 y7 o) D( U% {
10.    
    
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
    - c1 M7 t# Z# R
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
      Z* ^( L8 `  m& o; Q$ r6 I
21. 
    ( J( l1 \* g- r5 H/ P/ \. X
22. ;----------------------------------------------
      O2 P( X% c9 S  Z( g4 w2 m
23. ;    keyboard_cmd()
    ; L6 w3 V: J* T  Z0 Y- e
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    1 \4 U0 p0 C5 K3 I$ Z, d
26. 
    3 @: x8 s& Y( D( B1 q+ C
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    - a2 w2 N* U& M
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    ; o2 G# t6 P8 Q5 Z. Q9 e
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    & E  u. s9 Q& B' v- [, t+ ]
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    ) V( {. |. ~) h, W. f. [
36. 
    & ^% @, }2 Q/ ?  T" C! m* x: c9 I
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    " g: B; W8 G& h  ]3 ^# R
40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    % s4 ~6 U$ p# F$ K4 U; J. c1 Y$ ~
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    4 s2 M7 a9 \2 b, U
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    ; n! }) C- [5 }3 G
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    6 G' k5 N6 N( J9 r7 f# O" O
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
    * x* `) X6 P- w: s) [4 Z4 f! b
49.     IODELAY
    
50. 
      i6 R& V, [& y$ M( g4 j0 o
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    5 G) Q1 P( F- K7 o+ v. W6 y& A' e
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    & P( _  u, i4 g5 N8 X
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
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    ! @  U- j) m. N1 m0 G
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    / }+ k; W- G% a7 m$ m0 t
61.     jmp     cmd_exit
    9 j' D8 v' @/ w0 N8 G) D7 M) s3 \. V
62. 
    6 K  d/ r* l2 g" E" i
63. cmd_ok:
    0 E0 w* ]' C* }: X  u$ u
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    % S( e. O; n- F6 P' \! E) i
65.    
    6 q( N, D! g$ K, M
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    + l, v4 M# w' W. M, Y8 Q7 b4 J0 B
69. 
    ; Y- Z# p2 r0 R) L3 C
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
0 E. ?0 P  d' ]' l% ~& c* b  S1 F6 s 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
   - f( f" F2 ~: d% ^
3. or al, 1
   2 n7 \* O# ~9 A" [* h
4. out 92h, al
   ! X8 B/ P' O6 s$ a4 g3 k4 ^5 t
5. hlt
   # T& F9 G4 Q* Z) `4 W( S- E, L! K( u- @

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：
: n" o. x9 v6 g         
! X9 k, |& x! `" 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 s7 x7 b8 `9 p+ G
' i. I% y) ?0 |5 G# [1 t 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   * M. W* x* z4 s9 m
2. mov dx, 0CF9h
   5 y) k7 u1 b# F1 F2 `
3. out dx, al
   / p  ^  t# P& k. R! w5 Y& }8 T
4. jmp $
   . m8 o  l; Y( g+ _/ {

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
   - }7 R& ~, C4 Z0 ?& l9 e" P2 Y6 u
2. mov dx, 0CF9h
   6 E* V, M1 A/ q: |" F
3. out dx, al
   
4. jmp $
   

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
# N) `" ?& w! Y7 @, ]    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
   % G7 g: t, _# ~
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。
1 Z: {0 o8 H. f' j还有人这样写：
2 U; |4 E8 \5 w; o9 A& U$ bmov     dx, 64h  
# Y/ E0 c7 W2 Q5 W; T8 `3 ?mov     al, 0FEh
out     dx, al         
3 |' y% Z; d% N5 \5 \in      al, 92h
6 x% D3 K) U* S6 g, Sor      al, 1
; [$ x! z0 }3 P7 ^2 n  b! E( Gout     92h, al
mov     dx, 0CF9h
in      al, dx
1 v1 B1 I8 z. K2 X3 M* R9 Bor      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
* ~6 [8 @1 }. D* x; u) Q7 K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:
5 y, V; A1 L8 Q' `0 GIf(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) {
; }; w" ~5 O; a, I+ r' w# G  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
}

" D4 Z  {  B9 T% `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
) i* L* i% n, R, Y/ B- iIODELAY
or al, 1
out 92h, al
hlt
; A, h: k: i8 _" a6 F% F
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
% |% r8 Y% G! @/ {- n5 n但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
不解ing....
这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
( q  o- G" d$ O' R: j( n5 E8 V7 `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
" [0 M/ L# k! y6 C0 B. nINIT_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:
7 D7 }* A1 d- I# k   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）