[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.
- F  U# J: |4 E- D" {8 L) H
1、KBC Reset
. a: L5 b% }& A# C5 @6 A 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. ;----------------------------------------------
   0 ^- Z2 w, v% {. `& E: m
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   % `  }0 c- X: F7 ?& u, _+ s" _
5. ;----------------------------------------------
   1 e: I4 R, n9 y5 R1 y; n9 v
6.     .386
   4 Y# G' Z& x& I9 G% S5 l) V( e
7.     .model tiny
   
8.     .code
   6 Y( r* Q, D4 @5 |+ G# \4 D& y+ d
9.     org     100h
   # W4 z% e  k8 x4 [  A8 _' N
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    
13. START:
    2 U3 ?, `& i1 o0 C9 g# ^# t, V! G
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    0 _) \8 ]# m$ ?
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    . Y# z3 t& s, R
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    " l: f, h  e6 F9 }9 L5 u+ N, Y
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
    ) ^( _0 g( c0 m' r' R) Q* C6 l/ |
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    9 ~% a$ x- A- b/ [) C
32. ;----------------------------------------------
      l# q; Z. ^$ S- ]3 `& J
33. 
    % s; @5 x' F& X3 ~) d
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
      T, {* r4 u0 U  E8 A# m: T
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    ' l8 c3 A4 U& P. B6 V- @
37. cmd_wait:
    
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）
    " |- ~: w9 M' q5 K
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
    ; l5 i- W/ K" f4 G
45.    
    ; o4 L1 |. j3 i0 U6 U
46. cmd_send:
    % H2 z# ?* Y/ p. Z: q2 E: b
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    
49.     IODELAY
    
50. 
    , u& r# w( z" t) c
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
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）
    : W8 A0 p  J$ Q
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    % u# [0 `9 U) w* c: T" b# _) k
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    9 P+ \, F( y& c9 k. F) a0 a
62. 
    
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    , P% D6 B: o' p# ?/ o2 {6 g" e% p
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    0 X5 G/ A+ C9 i4 {
68. keyboard_cmd    ENDP
    ' _* [2 E/ r# D# R) l
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
! d, ~" {+ u$ p- U5 F7 m0 r& d 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
   ; q. W! e1 m* y1 O% ^
2. IODELAY
   : T- O9 u0 \) v+ r) o) t6 c  @
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   
5. hlt
   

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。
% t- \$ j' e% q 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：
         
! A) z0 J! W  w  {% f; i
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。
$ @0 E" F+ B5 a- ^
4 |" g# \9 ?) H9 [% @ 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   5 k' ?1 b5 i. t
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   + h1 P# y- d8 t: n
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
   
3. out dx, al
   , H2 A2 H: j; W! d
4. jmp $
   # \! p( {' d3 {/ j1 W

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
( @4 h& g( j) P6 S/ y9 o2 C0 o  ?    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
   ) W+ U% S$ t: |  d
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。
; z+ ^4 ?+ T/ u  G  _2 w还有人这样写：
mov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
out     dx, al         
% e  M* d8 A9 f/ Uin      al, 92h
! y4 B7 u3 q" Z4 \or      al, 1
4 m) o) f+ I7 U3 ^' wout     92h, al
3 K6 t" m: l2 Y0 R" Fmov     dx, 0CF9h
' L' F- @  ^; |5 q" H: q: G0 Pin      al, dx
8 n9 w; R$ t- l8 q" V$ e1 kor      al, 6
- G, t4 i) {7 s- e2 yout     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:
" J7 A5 x4 T4 h: aIf(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) {
: B$ k& U; E% E; C  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
" s+ S* w4 j7 e( G* l}

* t! S& P" Y7 i2 G1 r3 ^/ c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
# z# y) }! V) n, O6 K; |1 w8 dIODELAY
/ |5 W2 Y( o  Dor al, 1
out 92h, al
hlt

# Q5 X- u: H6 f3 }0 Z/ s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
# n5 d  K, o2 d$ i* f; _3 }3 A但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
' v$ M9 l0 J5 b& b. f. D! i: p不解ing....
& r, f+ q4 x1 N( w2 W这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
$ v- Q( O0 ]4 |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
0 d4 f& b% A5 m- s$ nINIT# 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）