[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. ;----------------------------------------------
   ) u; Y& h( i! X- d
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   ! ~% J8 W  h9 k! w" D
7.     .model tiny
   6 n, Q# V) d7 S( D5 x& m
8.     .code
   
9.     org     100h
   7 p' j, U8 `# c! p5 u; X
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    
13. START:
    2 R1 U5 s. Q1 [8 }* v1 _2 S
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    & H: ~. z! k5 b0 _+ k3 r: J& @. T
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    . _% g8 M0 a% P
16.     hlt
    / P' K9 h1 O$ b. [$ z* A
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    / x* G$ H; j6 S" g
19.     out    0EDh, al
    5 n' S2 m9 ~$ K4 Y+ r. h- p! l
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    - M; E) d' r  i  ~, A
24. ;----------------------------------------------
    5 O/ f: Q- E8 [- _: ?) w$ B. \, W
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    . |( X! w9 k5 _3 k
26. 
    % s' p# s% S- x. U
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    - i- m6 ]! ~5 o4 f& _3 V; }
29. ;
    : H+ z, c6 d/ R$ U* r
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    9 i1 J+ y9 m. T9 ^  i( h8 `# z
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    + y; p3 U" y  l0 l' C, P3 ~
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）
    
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    & z1 c  V2 ?% N9 y3 h8 k
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    3 D6 |& f* f! r$ I3 w) M7 v
45.    
    0 b$ N8 e5 z+ Y: h7 J/ p7 L
46. cmd_send:
    
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    
49.     IODELAY
    ! `4 B' A+ C% X' t' ?* l& P2 K
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    3 l3 Q0 c; S: a' ^
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    . I1 V& @0 W' a! n$ ^( M9 S4 e6 S
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）
    " w1 X& G4 t) p
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    - c+ B# H% L3 i
58.    
    , x. H( A) G* a' A) `0 ~8 |9 D
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    " D8 F& u- d, k) Q% T$ N
62. 
    
63. cmd_ok:
    " ]8 Z) Y, E6 b4 W8 Z5 F, e  H
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    1 g  P/ ^1 h/ \! a( u7 `9 F
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    ' ^. M" p: }) G8 Z  e6 v+ H
68. keyboard_cmd    ENDP
    ! y1 x' h- u" y6 @4 ^/ U, s" i
69. 
    - {' _6 B9 `( D' l# C8 }
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
) h& D+ o* U) l$ W 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
   & N4 [) g9 |( [) M- v
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   1 @( x! R, v& X4 o
4. out 92h, al
   
5. hlt
   6 c2 e. K; ^- w% n9 ]1 a7 X

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
8 G$ Q* R) N8 t5 q9 Z( t6 |5 ~$ v; o 用此方法控制Reset，各Chip极有可能各芯片产商的做法会不同。
6 O! T) M0 h% a! S2 K6 Z# H 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：
. `! O" V4 V! K- ]         

0 E. h; m1 ^- d! W3 @ 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。
/ C  s7 d. I/ T* r2 k0 T
因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   
4. jmp $
   ' [+ \* @6 Z$ L. ?& @5 J

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
   4 s+ k; Q. v) N( X- ?: U
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
   
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。
0 k& }$ c3 ~) B) u! c1 y  j还有人这样写：
mov     dx, 64h  
  A5 V& k- B  j1 i" K: D* cmov     al, 0FEh
out     dx, al         
  t1 B% }9 d' x; ?( }in      al, 92h
or      al, 1
  V* i/ K* j4 \out     92h, al
mov     dx, 0CF9h
+ g3 u! U+ x6 e- ]in      al, dx
9 A8 |3 B3 G5 {0 Oor      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
* X" K' n2 ]7 O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:
1 A# k& A0 Q5 J7 E7 c6 fIf(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) {
: _* V. `- k/ b: [; u  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

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
- q* ]' d# D& A  `" W# iReset 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
7 u2 U; C3 t5 s. X9 [) M6 DIODELAY
or al, 1
out 92h, al
/ H$ }: P0 b7 x" ?hlt
0 }7 f% t5 D! U* Q2 A/ E, |( m
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？
- `- f5 A: Z( l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
; }+ `4 z) C( M6 ?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:
" A* U$ y5 I: P6 C   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！
/ G+ @; v$ R6 d7 b& C1 \7 v# e  melow 平台（SCH+AMI CORE8）