[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. ;----------------------------------------------
   
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   2 i1 f9 J  f+ T2 \) O4 I6 [
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   ' C+ Y; L9 e( {. C, h: k- H2 A
7.     .model tiny
   
8.     .code
   
9.     org     100h
   ! h% O3 ^/ U0 h( v& S
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    ) p( x" F% x1 P( A) k# U1 w
12. 
    ! E" {0 v# C4 o
13. START:
    ( Q: y& F. j; @/ m0 Q+ G
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    : V0 v0 E- |# u: B
16.     hlt
    4 U. G" b7 t! d, p/ R% L
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    ( R$ j( T8 y, a6 o$ ^
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    % j2 J& c% w" c# J
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    : Y. X; }0 o- u) E; \
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    9 b1 c9 {3 E9 A5 s
26. 
    9 F) z/ ]; G5 E! S  [0 x" @# \7 u! ~
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    , L0 r$ R$ V# v/ P6 [* ?& {
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    4 p# ^' L4 M$ W0 U( W" j1 X
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    
37. cmd_wait:
    ' M+ j5 v5 N+ @5 J6 c
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    # c6 ?" p7 i' Y. D* n8 y; x
39.     IODELAY
    
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.
    $ X( e; ?2 ]! b& {
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    7 e, P" x4 Q5 m. b2 n# R4 A
43.    
    # u$ K% y) t% p( ~: b  t( @
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    ! Z5 F3 a- o0 ~6 [" {* }; U
45.    
    
46. cmd_send:
    # E' M$ T! }" i- w4 m, T
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    
49.     IODELAY
    , E: G: [5 q$ r6 n: C
50. 
    " _2 N+ ]9 Q# U; x
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
52. cmd_accept:
    & g" [; D+ A5 ^" _% b
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
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
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    & I4 m% C& p' l
61.     jmp     cmd_exit
    ( d  {- S) _# ?  d( b  `% ~
62. 
    1 z7 B. S% K% M
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    2 O5 y5 T% t# k
65.    
    3 [9 K% A: U. Q3 `
66. cmd_exit:
    ! z; U1 a8 G  [( O6 V+ A- O0 N( d& I( j
67.     ret
    " V7 r7 C' b4 `" R# H
68. keyboard_cmd    ENDP
    ! [: C3 a+ y! e! ^4 o. r  L
69. 
    / Y9 H" _! h) m, \% J  ]9 X1 m
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
   / M# j+ X% h. C2 a' z" o
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   9 ~# D% f1 G; i" s9 _: w
4. out 92h, al
     f# T% d+ @3 {3 L3 r
5. hlt
   8 g0 R- H& N) g" i* w

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。
1 Y; h$ A) p" f: \/ ? 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。

6 o5 f9 i+ P6 ] 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   0 I2 `8 a% o3 J  e  u6 Q
3. out dx, al
   
4. jmp $
   

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
   ) ^7 t9 ^, R3 ~$ K" F9 Z! [9 x
3. out dx, al
   / I, Z  p8 c5 h, K" G
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
   3 s8 l( h: D3 z
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：
! u7 o( f" S. S9 c) L1 Pmov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
, U/ z, }, u, h& G4 uout     dx, al         
in      al, 92h
or      al, 1
out     92h, al
$ Q) y+ C2 S: U$ R' h) ]mov     dx, 0CF9h
9 T: l, G  r& E% H: K* e* bin      al, dx
# d& j+ [) M- b# l0 H4 l' ior      al, 6
& f8 [5 h0 Z* u( m* I4 g# b% oout     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
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) {
9 O* u* }7 w' T; T  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
# r7 @+ u; j4 }% {5 g1 {; T$ D: S} 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
# c# F, m: l1 w- @) J' U/ c}
) U  k3 n1 J1 q$ {% ^8 c' }9 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 ?
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
IODELAY
0 N. W# p2 r/ o6 g' p  v- R6 Wor al, 1
7 J% F' n5 _1 o. u% `/ Fout 92h, al
hlt

- K; U$ V% c# f) |) N  [9 `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...
+ v& f, G" ^" J& n( Z! H5 A! i不解ing....
+ L! M! m0 M% B: J! d) B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
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:
   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）