[原创]BIOS知识点滴Follow Bini系列之---系统重启

bini · 发表于 2007-12-11 15:23:54

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：

;---------------------------------------------- R; `( Z( J( p% w
; 文件名：KBCReset.asm0 Z2 z/ l, B6 F& C- Q
;----------------------------------------------% p7 t9 a9 Y0 I4 Q
; 2007-12-11 bini.Yi/易祝兵 For teaching: n& r; F/ ?2 x1 o% J
;---------------------------------------------- d, N q, N. {! \9 U5 o
.3869 u. Y3 B; M5 t- O/ n
.model tiny- r: ? k. _* [6 G0 V
.code1 o; L' F% t" L+ H, y
org 100h
% c9 y' U7 x$ z. D1 X
7 r" D0 f/ j& N1 a. q0 Y, j5 C) i' k
;; 如下代码参照《PC技术内幕》第8章键盘系统( b, Z P# ?) X0 I7 m
- [. y8 I# s0 L1 H' w
START:# b b; i+ P' B1 M2 Z
mov bl, 0FEh ; KBC Reset命令" g2 ^9 W' x! V
call keyboard_cmd ; 不应该有返回, B$ i9 ?1 A" w; I; ~/ W9 o
hlt0 c% U8 Z4 H" c+ l
7 a+ [4 c- F- @( l$ Y/ e- z/ t
IODELAY MACRO
. c h' F/ a0 x: n( L. X2 w* X2 _
out 0EDh, al
# ^" z6 A" t, ?, q
ENDM. c: h! I# r; z N( V
, G; L7 x9 B0 ]+ I: S. S2 f& j
;----------------------------------------------
K4 j# y3 d k6 z4 V
; keyboard_cmd()
3 {& W1 f9 e; f+ K1 T
;----------------------------------------------
) f( b1 O, W4 s
; 如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零: {1 e" u3 l4 ~
9 A: t; `2 N8 f5 G, c+ z! z& b8 C
; 调用 bl = 命令字节5 I+ b6 J4 K2 H+ F+ m. X5 t
; ds = cs4 \" s6 E9 N( T& s) {
;
. X! O4 @1 @0 S: x
; 返回如果 ah =0，则成功- _$ F- ~6 n' z6 h
; 如果 ah =1，则失败
! c% {1 s2 H5 S% }5 `9 d
;----------------------------------------------# A5 j# x \# J- n0 `, x0 l4 W
3 V. y; L1 { I* G- J
keyboard_cmd PROC NEAR# c2 J% N, Z) o
xor cx, cx ; 超时计数器(64K)
7 a% |' Q9 }8 y7 `3 f; t0 Z
& b8 ]* u/ Z! b) h
cmd_wait:3 K H' D) }7 t
in al, 64h ; 获取控制器状态
% [7 K* ?1 s) c: r. s+ g
IODELAY
$ W- m* P! i! s- i9 M. ?- V
test al, 2 ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）) r, `# K3 A$ o! i/ J* N. u4 C
jz cmd_send ; 缓冲区空，准备接收命令.
4 G7 z( E/ d U6 ]1 J
loop cmd_wait ; 缓冲区满，重试
8 q6 a M' w: |, Q2 f3 e
% d5 M" \; z0 b" x
jmp cmd_error ; 超时，失败3 v% A1 c# a& ^' j+ H e, `
+ x7 n3 H4 ~% `/ h& ] O; X1 t
cmd_send:
8 }. |! |# K6 h6 Y8 A
mov al, bl ; 取 bl 中的命令字节
2 S6 w- B. J/ ~/ s3 `
out 64h, al ; 发送命令字节" A5 V5 c/ S: [8 Z, y$ O
IODELAY
/ e% Q. Y8 O6 ?8 i! C7 R% U7 l
5 t& S" ]) R$ U6 T' e( o
xor cx, cx ; 超时计数器(64K), {" e8 W' N& x' k5 ?: e7 c6 X
cmd_accept:
, h; I5 E) u0 G) x" ~( `6 g5 A
in al, 64h ; 获取控制器状态
# q& p/ z/ j+ f0 m
IODELAY
8 T4 K% }! q! g# P' J
test al, 2 ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
1 ^7 P) z. b) U; T
jz cmd_ok ; 缓冲区空，处理完# P; f# v& q3 }8 N! p) i
loop cmd_accept ; 缓冲区满，重试. d4 q2 _. v7 h& d
. D! I" x# i) f0 B
cmd_error: ; 超时失败
6 S& P S! V6 ~
mov ah, 1 ; 失败返回状态非零% r' i! z- Q$ c, r3 [ T m' _) }8 U
jmp cmd_exit% Q8 D( }0 Q) N2 I
7 ]# W& ?; f1 m6 c Y4 }; K
cmd_ok:
2 H! J; T* b8 _# H" q5 g- l0 I
xor ah, ah ; 成功返回零
: p. D" I! u9 S* ]# g# q
4 ^) s$ O2 E: \* J7 y0 K! x% e- P
cmd_exit:
. h! O) r! b/ n( R
ret2 h9 E1 t1 r" q# Q h7 o
keyboard_cmd ENDP
" ? }- O+ m& g
- `: i6 }( @2 X( \8 i( b
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：

in al, 92h
) A& y6 B7 O4 z
IODELAY
/ Y% V: F4 `. |! J' F% C4 u% n
or al, 1
2 _; s6 n9 K5 t1 u# k" j
out 92h, al5 R. Q1 }8 S `5 g7 P
hlt
1 M6 ` _7 P) `- [& X

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：

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。

因此你可以用下如代码Hard Reset：

mov al, 6
$ ~$ s- ], y9 A5 ^5 r: V. v% Q
mov dx, 0CF9h
* k2 M& t! b2 M! ~( H' ?$ y: S% y
out dx, al
5 n1 Q+ [7 P, @: y) c3 i
jmp $8 a# M) h+ O, I1 H `

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）：

mov al, 0Eh! S& u1 X, @% R. P
mov dx, 0CF9h6 S! J+ a7 N* `7 U
out dx, al
2 {9 x: O. M% m/ o- S" F& ^
jmp $6 f; ~: ~5 @& [2 T& \

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。

jmp F000:FFF0, @2 w1 r2 w/ ?7 q

复制代码

OK,你对系统重启是否又清楚了一些呢?

suchliang · 发表于 2007-12-12 09:19:53

不错啊

yangfan · 发表于 2007-12-12 16:10:17

不错，学习了。
还有人这样写：
mov    dx, 64h
mov    al, 0FEh
out    dx, al
in    al, 92h
or    al, 1
out    92h, al
mov    dx, 0CF9h
in    al, dx
or    al, 6
out    dx, al

China · 发表于 2008-1-14 16:15:03

不错，各种方法都说了，谢谢。

yuhensong · 发表于 2008-2-19 16:12:50

CPU reset 好像不如Rci Reset彻底，经常不能完全Reset

knight956 · 发表于 2008-4-17 10:11:09

请教各位下
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 · 发表于 2008-4-17 10:39:08

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 · 发表于 2008-4-23 13:56:08

谢谢分享，学习了，收藏了。

arren · 发表于 2008-7-28 16:36:54

好像对重启有些了解了

deci · 发表于 2008-10-14 09:50:55

学习了，挺全面的，收藏了

srcore · 发表于 2008-10-31 10:39:18

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 {
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 · 发表于 2008-10-31 12:29:21

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
Reset Register还可以在Memory或者PCI configuration space

mtogz · 发表于 2008-11-12 16:57:04

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 · 发表于 2008-11-13 13:47:19

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 · 发表于 2008-11-27 06:58:18

不错的文章，学习了！！！

xiong779 · 发表于 2009-2-22 09:46:25

不錯的整理，学习了！！！

bicennan · 发表于 2009-2-28 20:06:41

in al, 92h
IODELAY
or al, 1
out 92h, al
hlt

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？
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 · 发表于 2009-3-3 12:50:24

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 · 发表于 2009-3-23 15:11:22

ACPI FADT中,KB8042和RESET_REG_SUP均不支持, ACPI OS 如何Reset?

蓝色永恒 · 发表于 2009-8-7 11:19:43

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！
melow 平台（SCH+AMI CORE8）

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好

out 0EDh, al

ACPI FADT中,KB8042和RESET_REG_SUP均不支持, ACPI OS 如何Reset?

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