[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.
* a* |0 v+ d2 _: Z
4 b5 p. f- H! Y" f% q8 ]+ K7 v, s# }1、KBC Reset
3 k  C# n  }; B" X7 A* T$ Z2 _  J 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. ;----------------------------------------------
   1 y7 B- ]+ Q1 q' c
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   8 g! \5 J# Y& j5 X7 P8 F
3. ;----------------------------------------------
   + u0 H2 ^" ^5 r. F5 M% |
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   6 G5 \$ l& z; r4 s9 V
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   
9.     org     100h
   9 v2 _$ r! M+ A
10.    
    . D& v4 s$ d  X" E# l0 K2 U9 d
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    3 E, x6 ^7 F4 h' J" m7 W
12. 
    
13. START:
    - f% y9 j! w5 E( N
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    $ \& C  E9 Y, C3 J; [2 t
16.     hlt
    - v0 g! r& ^2 w" b  M8 F5 K
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    : \" l  }( x) v0 [. y, |8 S! i
19.     out    0EDh, al
    . G4 _2 @6 S( Y) q% Z
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    " r+ ], P  M* d6 t" \( S! Y4 J+ X6 {
23. ;    keyboard_cmd()
    ' x: ^% {& {4 h  ~) J! s8 k- M: |
24. ;----------------------------------------------
    ; G2 d% i6 P' d* B( d" H
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    $ e' f$ `' G' _2 l3 [. n
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    ( Y$ s4 ?2 f( ?3 A
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    3 `" f5 H3 ?! h! f* ~9 z) f: G
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    8 U: W1 u/ G/ N) s
36. 
    
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    ; p1 }) O% E" S" r8 y
39.     IODELAY
    , c. V. a0 y* W) @# p
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
    
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    + h5 ~* H8 r, e- ?
45.    
    
46. cmd_send:
    
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
      \1 G- A' X/ A8 y9 T/ f
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    ( R, {8 J% O; p! G( u( s
49.     IODELAY
      A2 F8 g0 \" g: N
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
52. cmd_accept:
    . p: h1 D# L& o' T4 g  ?0 I7 V
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    ' w8 B. O8 \# r8 t
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    ( v6 y  z. A, i7 P8 R, L! K+ s
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    ( _! p  i( ^+ l! m
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    ; T; J+ I7 E" V# R* a
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    2 {: j; E3 n# R8 _7 ^! R
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    ( i1 @3 K! B- ~8 f* f1 Q: G8 `) G
63. cmd_ok:
    2 b4 M' X; D( H& @" @( u
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    2 S2 Z; c: @/ [9 U& K) f* H
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    1 X) J# H. S& |5 X- x3 Z
68. keyboard_cmd    ENDP
    % B) E' Y* ^4 \6 b/ P- w' @
69. 
    6 O( ]1 F, N8 `, I! Y2 }
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
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
   7 G2 x8 r' d6 D. x
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   
5. hlt
   

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
6 h9 x* T5 M: Q 用此方法控制Reset，各Chip极有可能各芯片产商的做法会不同。
" x2 C3 k' e9 F1 \, s/ y 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：
; D9 X& \7 k& r$ Z$ h         
. o+ U6 n6 X9 c' d
+ ^7 m8 e0 v$ m; S' D 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。
, E9 ~6 E- d% ]
! u; `9 {$ ^0 O! ^5 i* {4 r" R9 T& r( W 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   / g# h( c0 X" R7 K& ~! T
3. out dx, al
   
4. jmp $
   ' k( a2 D2 |! B! T8 B2 q! d9 d* r) D

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
   # h, Q, W6 x0 m7 E  g8 u' U; G
3. out dx, al
   / p3 S( K) G; a" a
4. jmp $
   ' I) r7 T# w& ]. h5 a2 y3 V/ m

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
% s# g) q. ?0 `# L1 V    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
   " L6 Y6 c- N- l9 f6 U0 B2 \$ _
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  
1 Y1 ]7 U0 U2 Y) _6 {mov     al, 0FEh
out     dx, al         
8 Y2 W3 d1 [3 o% R' A' q; q3 Rin      al, 92h
; c0 L. c. O8 c, d8 Ror      al, 1
out     92h, al
mov     dx, 0CF9h
in      al, dx
or      al, 6
; Q: n  P1 s4 P4 m! h2 uout     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
. z5 f, A: `2 A4 I4 b6 V4 t7 d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;
} else {
3 e' I$ J# W6 F  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" L! y4 C$ p" W( @}
8 P9 e" ?3 i" }2 M' g- Y
7 @' ^  b! x* i/ W8 b) 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 ?
" N4 z8 G1 D3 x2 @# b4 p4 }7 bReset 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
IODELAY
or al, 1
$ ~5 G1 `4 i9 g* E9 G9 ?; @out 92h, al
" X7 q. ~& \( q! }: x1 A! Dhlt

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....
这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
4 L" }- y: X0 l6 @0 M% 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
9 X  k+ @5 g5 @: O$ ]8 M+ GINIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
; B  K* d1 c# X$ EINIT# 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！
& S7 G9 \5 ?6 ~1 K% q5 G  melow 平台（SCH+AMI CORE8）