[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.

2 Y( }- c4 I4 e' o, V1、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 r" @8 I& V( e/ o: s
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   3 h: Y) u8 ^0 K& B, A. ]# J
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   , `4 x8 y: X( m
9.     org     100h
   ( `. Z2 T6 r0 [5 h6 [: e
10.    
    3 M' T* k1 `1 E+ Y6 o3 F0 q$ i
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    6 q' s- s8 Z% g8 O' M9 R
12. 
    - v' ~+ O( g, x- B
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    5 b& P0 N6 |; G! U, D8 B4 y
16.     hlt
    4 a& G3 p. k. f3 E
17. 
    ' @3 ~; ~: n  n+ T& W
18. IODELAY MACRO
    7 B6 B" r; u' {3 w% j3 A8 M
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    , s  Q7 M9 N1 [( a8 t
21. 
    ; w+ B5 s& x- A+ r
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    
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
    % d* b4 m# G" n1 a
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    / ?* d! W, e8 Y4 d2 T4 @7 s
32. ;----------------------------------------------
    9 j0 u  \& h. Y* J7 {+ H  ~
33. 
    ; s; Z* B. K0 \: u& b
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    ; S" V* D+ r" H) Z( W8 U
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    7 g  M7 ?: H4 _4 y( t: u5 t
36. 
    
37. cmd_wait:
    4 F$ P8 Y% g: N* M  j2 q# U# d
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    , j2 J- o0 M* C, t4 ]8 [7 Y
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.
    4 ^7 i+ A* C$ ], `
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    6 I# ]4 `# w0 {$ W2 Z' l
43.    
    - {( Z+ k7 l& R* d6 P% W2 \$ W
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    ' ?/ l2 @* b$ N; [, B& c% J$ d7 B
45.    
    
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
    5 _2 M# }+ M, `6 l
50. 
    + O5 }* V8 K/ \2 n! i5 ~, S
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    3 g. g2 T8 b# b
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    ' U6 Z  e/ x# S: `
54.     IODELAY
    6 @$ O9 Z" l/ y5 f
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    . b/ S8 M; t6 F
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    " \  b) t& G* w% `8 s: ]
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
    8 q. C! V  L3 i* Q+ Z! L
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    * X3 ?. U  w  b0 e0 m/ H
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
   
2. IODELAY
   2 @1 Q6 X2 q& E# }
3. or al, 1
   . q8 c& W& W7 O, W4 u3 o
4. out 92h, al
   
5. hlt
   

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
/ h7 \# u4 d" I 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：
( H; R% v( @/ O5 v         

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。

7 x0 _: I& `6 T5 D 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   : y: D" S. l% v: y5 V8 p
3. out dx, al
   ( ^) }; |& U" I, `& o  f3 G
4. jmp $
   ! A' H& T1 m; T6 \

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
   9 K+ v: P# \" g! |1 J1 t/ d* N
4. jmp $
   8 |1 P0 J+ _& e1 P

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。
" Y: d5 ~0 j* h+ P8 b还有人这样写：
mov     dx, 64h  
. N/ x7 Y! D# u) l6 L+ ^' zmov     al, 0FEh
5 e/ E2 g% v4 c) s; Y0 w' T2 Oout     dx, al         
in      al, 92h
or      al, 1
0 d" b# F  q% C8 O9 Mout     92h, al
( u" v  ~1 i9 o+ L* D" g, fmov     dx, 0CF9h
in      al, dx
or      al, 6
' ?" S: H5 }# f1 E7 E9 f) wout     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
2 w7 \# d2 w7 x9 ]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:
2 ~7 z) f) N0 G( \' g: m; 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) {
* A+ R  `2 H% l* x2 g* m$ Y+ z  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
0 x) b$ @, ^3 v% T6 D3 r7 e( {' V6 g} else {
- l5 e$ x, {5 _1 ^  z5 X  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
}
8 {, E0 [, {& \% @, u
% l# H5 a# p9 b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
, }, x6 M8 p# For al, 1
out 92h, al
hlt
) ]2 x/ _# Y% K2 t
2 {+ f) y4 P, A/ ]- h8 |, D8 U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...
7 f" f+ w7 R( z& |不解ing....
这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
1 ~( U/ Y, h+ }' r$ n( V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
1 r" T( L. X9 {% u5 dINIT# 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:
. N9 J( e: L8 x2 t1 ^   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！
, ]* n# j3 D) E! E2 J/ u  melow 平台（SCH+AMI CORE8）