[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
/ F# }9 z: a$ N. K5 V 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. ;----------------------------------------------
   5 ?* w$ z% l8 O/ k
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   + ~( x3 s5 f1 P
7.     .model tiny
   
8.     .code
   
9.     org     100h
   
10.    
    ! n9 a0 D: W: k% B, a3 I( F
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    % O* x7 @' i: B; k& H
13. START:
    ( V: M! K% L6 o$ C
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    + n2 W: `: K, B, k& b
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    $ A. `: k) S) Y! Y& l
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    ' n# y- p  }2 [* G
24. ;----------------------------------------------
    ; I  V$ }7 l# K1 J$ x& i
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    . f4 ?; }! B: M; M' P! ]
26. 
    + W3 ?5 |% v% X
27. ;    调用    bl = 命令字节
    3 B1 k9 G' g/ @. t9 F
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    6 F4 w, q* C2 ]! N: r8 T
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    : X8 L4 c3 G. o% x1 C$ K  o" x
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    : ~8 S. W" ^# O3 i6 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.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    + b! o+ l% O8 e9 e, ~6 o
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    * _# q) x0 q: }6 O9 P
45.    
    / J2 j  M2 ^# M0 d5 u4 h2 H$ B/ p$ x
46. cmd_send:
    5 `, H% }1 d5 a9 V6 R* ]
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    ) n1 M, Q, G  C! K2 E$ Z
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    
49.     IODELAY
    7 ]5 d# e# k( t9 z7 A+ \1 q
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    ( }6 \8 Z5 |0 H* r0 K) o7 B
52. cmd_accept:
    $ X% {- W8 s& k! G4 O7 F! @( g. {
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    ) z/ ?& z' {. ?, [$ e. l
54.     IODELAY
    " u$ P0 t6 Z2 l4 o" {8 |4 h; ^* @( X
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.    
    0 m4 T' Q% W" i/ S: T% q- T
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    - f, O9 ?" h) L& W2 q6 L" \, h
61.     jmp     cmd_exit
    * h  q; |$ V+ q  N
62. 
    1 s- w5 u) U) O; [
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    " P& Z# l0 ~0 c4 a5 d
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
7 i8 @: Y/ B  Y" h$ O3 c. f% A3 a: h: c 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
   6 X& _" @3 ?* H: [% R: U/ O+ Q
2. IODELAY
   2 K: P- F: U, S, ]3 p* g3 I9 O# D. X
3. or al, 1
   % Q# m, ^1 i7 P- b
4. out 92h, al
   
5. hlt
   

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
$ r0 a1 U. o3 A9 A, r5 F& S1 ^ 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：
# R$ J  R% e) g2 ~         
7 s8 ^3 s$ V' ?+ r3 e$ g+ n
; t- c4 e. x0 A. g, p9 Z 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。
: U5 C9 M' k8 R5 J1 k! q$ [
因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   * T9 ^/ G8 Q7 {) o" m+ f3 M  o( D5 ]
2. mov dx, 0CF9h
   7 f" ~4 n7 h5 U% F" G; P
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
   * o3 F# a0 s% U1 Y" R4 o
2. mov dx, 0CF9h
   " S1 x8 u4 j0 V; N' A. F+ K: g
3. out dx, al
   $ C9 @% z* v) d. B+ F
4. jmp $
   

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
6 p" S% @7 b" g    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。
4 F* d3 w, k. Y7 C8 H+ B: A7 l' b还有人这样写：
. E5 O+ |! o8 [9 J$ hmov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
out     dx, al         
  H5 F2 d) t3 J/ ~9 tin      al, 92h
( J; C9 U+ y/ sor      al, 1
1 ^0 N; {9 M5 I; A4 Vout     92h, al
mov     dx, 0CF9h
3 x$ T0 q$ F4 ]% s. vin      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
, v) W( x$ r) B; c+ }7 p0 U8 \: I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) {
& m. B# {' X; J6 H  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
& u0 Q2 l" D  Y} 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
$ f' l( t- t7 f, V}

如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
7 H, Z. b4 J% f9 j7 ~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
+ h* {: r' F% ~* W4 Aor al, 1
2 e+ Q& M: W5 E2 v5 qout 92h, al
hlt

$ T  k6 ^4 U& F+ e5 J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

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）