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[原创]BIOS知识点滴Follow Bini系列之---系统重启

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bini
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.
9 ]5 H8 A# b4 ~4 P! \/ H4 r
( M6 C. i4 w+ X" U3 ^1、KBC Reset" z2 x. C5 G- k4 \
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. ;----------------------------------------------/ }. _) E( t) N1 I
  2. ; 文件名：KBCReset.asm
    4 [( o" {. h- L" C5 p9 \
  3. ;----------------------------------------------3 _8 ^: a- i( A8 f
  4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
    6 Q0 N5 x- r; I1 S  U% x$ p
  5. ;----------------------------------------------5 ~$ s6 Q( d% W4 B3 R
  6.     .386- j$ t/ @- j  P6 T, J1 ~5 q
  7.     .model tiny
    ! j& G, P9 ?2 T% n
  8.     .code
    8 D9 t& d- s0 X( V+ m% |7 f) V+ C) G* A- e
  9.     org     100h5 f4 ~9 B- ]2 n) m
  10.     ! G0 ?- H0 o2 ^5 Z
  11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统+ [- v% G6 |2 A0 L

  12. ; }+ R" i0 M9 n9 R8 I
  13. START:. T/ q+ _' a3 k8 i  I
  14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    " C" j( F. x# s  |5 C6 i
  15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回. {1 ^4 X9 a" U5 O! g
  16.     hlt
    # \* v9 V+ c6 }1 ~
  17. * p% Y' D8 h5 {0 T
  18. IODELAY MACRO
    5 D. H$ F# T! N' y: X
  19.     out    0EDh, al9 u4 ?2 [% J7 P3 P# H+ m
  20. ENDM9 S+ j: Z; B1 p* M) @8 }

  21. 8 D( v8 y0 _  l/ @
  22. ;----------------------------------------------
    8 @% F7 o. W3 J0 D
  23. ;    keyboard_cmd()
    8 j# N0 f$ C& u
  24. ;----------------------------------------------4 Z7 L9 r; b* D: u2 t3 L- U
  25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    ; L( Z9 ?! U5 k8 G
  26. 7 Z) a5 @! J- L
  27. ;    调用    bl = 命令字节5 P9 E$ [( U( p+ L  o
  28. ;            ds = cs
    $ J& k  N8 k( m6 P* e
  29. ;/ s9 b- s6 i* y) B' J
  30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    - e% J1 y( P( Y" Q* z  |" R
  31. ;            如果 ah =1，则失败5 d7 \% o7 E- ], ^
  32. ;----------------------------------------------
    2 N# d" w( ]0 p1 E: Q9 y
  33. : b( u9 L% {7 g) y5 V' w
  34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    " K# ]( [; {; u( s4 l% N
  35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K): X4 a# v( D  k  {0 I

  36. . M, e. ~# Y  [3 m0 ~/ [) q
  37. cmd_wait:
    3 H: r/ v0 ~+ J; R+ P" I/ v  Z* b
  38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态! p# Y5 O: U! {
  39.     IODELAY
    ; L6 E6 f% K. f$ Y
  40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）& y# h5 S% K: O1 ~0 G2 X
  41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令." H, \2 B3 Y: M7 X2 t  U
  42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试% k( X$ J/ ]* N( I+ S
  43.     * A4 g: m3 l4 W2 b
  44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    ! d- A0 S7 u% y0 k, |# `- R: }
  45.     ( t0 F- b- Z$ A; F
  46. cmd_send:2 V0 [5 ~/ f" D" ~: e4 n
  47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    ( h+ d( h4 y' f
  48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节& n8 e  q& C: D
  49.     IODELAY* A+ K7 [- V# A7 {0 z
  50. 6 H/ E! {0 [+ Q2 I
  51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    ! Y" ~% P2 j9 z" L6 s- U" W
  52. cmd_accept:4 d* O5 Z) }% m9 g7 x
  53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态0 m  g. n4 g# L( R6 @( b
  54.     IODELAY
    2 y' b* U5 e4 y' W: ?
  55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）" Q  w4 ~- R  r
  56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    6 [  ]" ?1 C& H
  57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试+ b; T8 U! [# d4 q  c& y2 @3 u
  58.    
    # c, P) |, X! N! l
  59. cmd_error:                          ; 超时失败
    7 J8 u9 k* w* v/ _7 P: L+ n* W
  60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    8 i! @3 w0 L5 Z" H5 _; p6 c
  61.     jmp     cmd_exit0 ]( p! q8 v! K" b, Y2 K% a

  62. 5 Y) F2 N$ W4 ^$ U1 Y! h) H
  63. cmd_ok:( a# W3 x) y8 E8 S1 {* P
  64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    3 B) {9 d4 B0 C
  65.    
    6 u  J! n4 a" z5 S4 a& h
  66. cmd_exit:7 f$ \6 m. O: |; s3 }1 I& _# G9 ^
  67.     ret5 A, `; |( v* @: ]) W
  68. keyboard_cmd    ENDP3 [2 |. C! u6 s& }0 x5 D. W% a# Q+ h

  69. 9 s5 @0 ~3 k) f; l
  70.     END    START
复制代码
2、PORT 92h
" b% q/ K+ m0 U% 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, K1 E+ d  |7 V* w3 {# t# d
  2. IODELAY
    ; \$ r+ t& D- u6 d
  3. or al, 1
    & o$ C/ b! U9 h/ R. h: M, [
  4. out 92h, al8 D7 [4 Y8 m! K, d* m
  5. hlt  X# W, Q  f! ~9 ~
复制代码
3、Reset Control Register(Port CF9h)
1 y7 H* X4 j6 h- X4 V 用此方法控制Reset，各Chip极有可能各芯片产商的做法会不同。9 C5 r; B* C- a6 K( F+ k( {
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：
  w% e; J. m1 v9 ?! M6 H          1.GIF
- [1 t1 B3 E; I% G 3 w' ?7 g- i. R* k6 W- {8 }+ C8 {
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。
) h/ B7 Q( r3 C  w& {
; c* u% F, M8 R' V: X9 ?  q 因此你可以用下如代码Hard Reset：
  1. mov al, 60 ?: o! y: ~) Q4 o, M. [; W5 \
  2. mov dx, 0CF9h" s: }. Z& J1 E4 x8 r4 I& z
  3. out dx, al6 v6 \, z+ b2 K
  4. jmp $) R! B  r  s8 C8 m) U; p5 m" _! ?9 G4 b
复制代码
也可以用如下代码“关机”（看你的机器的做法，也就是对SLP_S3#,SLP_S4#,SLP_S5#的处理）：
  1. mov al, 0Eh5 B+ I  g4 u$ _) p+ |  U9 q% \4 k/ Y1 j" |
  2. mov dx, 0CF9h3 ^6 ~( r" m# p1 W1 h3 v) ^
  3. out dx, al2 i, R! J7 b* y' G
  4. jmp $
    2 ~5 U$ t! I* T
复制代码
4、Ctrl+Alt+Del
, a3 X6 N: j3 N9 Q- w( m    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
    7 `5 ^' d9 T( r5 e0 B' l8 @
  2.    
复制代码
OK,你对系统重启是否又清楚了一些呢?
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发表于 2007-12-12 09:19:53 | 显示全部楼层

好

不错啊
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yangfan
发表于 2007-12-12 16:10:17 | 显示全部楼层
不错，学习了。) {3 i/ d+ ^4 s" S1 j& _
还有人这样写：
- Q$ p) C9 b" x- j; nmov     dx, 64h  ! b' W  a  X: k8 p" u  v9 r7 n8 S
mov     al, 0FEh 0 f! ?5 y2 m% h- v: ^5 J  Q9 T8 e
out     dx, al          , T7 s8 W7 G. ]2 x- @
in      al, 92h  Q( q5 r9 p) F4 z0 H; ~+ t8 L
or      al, 1) i5 D, x3 f3 C/ Q* \3 ~
out     92h, al
8 z2 a' ]8 n+ lmov     dx, 0CF9h * \& ?" T! |) J" t+ l) G6 {
in      al, dx/ s2 Y& q3 C- ]: |5 N1 C
or      al, 6
  z1 a# R' d4 yout     dx, al
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China
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 7 {! e# E0 U' `- k+ I9 v7 V* Z
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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bini
 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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arren
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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deci
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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srcore
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:7 r, A) P, R( p" ^; C* I5 ?* o
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) {- I, D) ?+ Y. h7 p/ b2 W
  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
$ `8 ^. \" |; m: g* o. o} else {( Q6 h8 `3 I' |' J3 F9 C, K
  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$ l; q' m( h% E5 e) `
}
" |% j. `: ~3 p6 B9 Y# ~+ t# e6 @' L9 Z$ U
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 ?
8 V3 c; `2 [& `6 R0 y4 nReset Register还可以在Memory或者PCI configuration space
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mtogz
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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axe1920
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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xiong779
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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bicennan
发表于 2009-2-28 20:06:41 | 显示全部楼层
in al, 92h
8 \  b6 Y3 |6 bIODELAY; [4 \; w& F+ ?
or al, 1
9 q' M, m. Z' [6 i' a$ Tout 92h, al
2 ^* e$ ]* Y* x8 ?' hhlt
: W! t( u0 C; K4 f$ I0 Q, ^
2 c) [2 A, ~! b% Y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
" j: t1 t' F& X) ~& b但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...+ b1 N/ u% b- X  f5 e
不解ing....+ ]; ^/ a9 k6 {9 o4 o3 L- L" G; N
这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
: V2 x+ z/ A4 Q: I" g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
" W' @4 K  _' I. Q3 B# jINIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force! Q$ h. z0 Z* O( a
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:
7 J) R( P# h: N! A7 j   srcore,
* N6 a3 k  @* v5 O+ O- ^      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！
2 m$ E3 S! M& L! k) v$ j8 _  melow 平台（SCH+AMI CORE8）
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