[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.

& H4 x: h& {6 D1、KBC Reset
* T4 {1 G/ p" R2 T 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
   0 E, L# m+ C* d. M: {
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   : J5 J) s+ P' }8 e
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   
9.     org     100h
   ; g0 A0 S8 k- [3 {
10.    
    % \  `7 O2 @/ \; `8 `" R
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    + t- X9 R6 N; {/ H: }' L9 B
12. 
    ' b3 O6 [, e$ u4 O
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    & y( x2 H7 c/ n1 P! J' C
16.     hlt
    " Z6 }; n5 C, S! m
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    6 C* t  L' E: W" \( A4 b0 m
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    4 j! {& Y/ m1 D
21. 
    # A0 z7 k7 S* e$ S. \; m
22. ;----------------------------------------------
    0 J1 s, _. |- L9 ~6 u
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    " F/ L* C- M  z( F* M# u
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    8 @, g8 p2 F) Q5 P
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    5 [, t  A0 b) `5 g8 O" f
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    0 f% w9 L- d8 l  u1 @
36. 
    
37. cmd_wait:
    / S- g7 s( ~6 Z, p( h% Y
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
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.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    & I/ X* V3 p2 K! @2 F. q( h% Y
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    1 E# g' D( [6 W& d4 l7 E5 I# A- q
45.    
    8 [& r( Q" O' g
46. cmd_send:
    ) @9 C( l5 K% [8 v4 y; o* ]  p
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    2 y; a# t! G* g5 E- L
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    
49.     IODELAY
    % h3 G% R- W' V
50. 
    % Y4 l( j: t  b7 R+ k9 C% Z
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    $ @$ ~# e; C3 t1 ?3 }. e. W
52. cmd_accept:
    
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
      E( T( m' ?4 K- n$ c" F5 ?& a
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    5 U. I% V7 X  ^9 p2 [- o
62. 
    7 f& l, Z: b* o$ K5 X2 R
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    ! Q" P( ^! _$ W( i" T4 T" }
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    * ~+ t" a3 m8 C& i0 M
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    
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
   $ X3 G5 L) N& z; {5 Z" q7 X
2. IODELAY
   6 }1 v! d4 \5 O+ _; a
3. or al, 1
   ( M% |' F8 @: u
4. out 92h, al
   - V: A- E7 [! K4 T/ C! n7 |- X
5. hlt
   ) A+ p& ~0 ^, ]4 N* c

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：
         
% X5 O3 L/ v- y# H* C; `# e
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：

1. mov al, 6
   # Q" e' Y6 D- g
2. mov dx, 0CF9h
   & I8 m5 u4 I" l4 R* e- P( }
3. out dx, al
   
4. jmp $
   8 j$ K. L- `: |3 O% g; ~7 ?

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
   $ @& j4 Y; B( B( P5 p/ P
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   ( g& s! g* M: n4 L6 N% M. P
4. jmp $
   

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
: N% I: G+ b$ R' J    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
   0 e8 y( ~9 E8 R5 n; j
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  
mov     al, 0FEh
out     dx, al         
in      al, 92h
1 V' W) f: w( a6 S' i! |' Ior      al, 1
, g8 o2 }5 b, g$ Eout     92h, al
mov     dx, 0CF9h
# W/ o0 F5 t6 p) rin      al, dx
or      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
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) {
8 P# i$ k) z6 f  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
; y/ E2 V, z' T$ G9 r} 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
0 ]1 x1 B1 R* R}

# j, ?7 P; ?8 H( _) r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
4 M1 i- d' K. O7 [  z) ]IODELAY
or al, 1
out 92h, al
hlt
; _2 P, t: W4 Y: m) E
9 O+ n7 V  \' f/ a) f/ k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？
: `; p- ?* 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...

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,
" L! u% K" |# l5 ^& E+ p      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）