[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.
5 ^* `( y( M/ i& _0 m; C* i
6 D# g9 ]8 ^7 }$ I2 c1、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. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   0 d: n; V2 h* H/ d3 v) s6 h
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
     s; m8 r0 [; m; j: S% q, p
5. ;----------------------------------------------
   - n. A. o( K; P* x: d1 F
6.     .386
   
7.     .model tiny
   3 _, j3 o5 L. y7 S" i2 [5 a1 N
8.     .code
   , K" t* \: y5 V8 y: H5 X
9.     org     100h
   
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    / j! E& B" y8 W$ B/ f7 W5 o
12. 
      N5 Y5 {* E8 s% Q1 b
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    9 l) B/ q# e. j, a( A+ g3 j6 K
16.     hlt
    
17. 
    * q! D( p% F/ w" [( ?/ _
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    1 J5 Y$ k, V9 b$ d6 b5 @
20. ENDM
    0 z& {' r0 h: S3 N+ l# W
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    8 x6 _9 R% _+ H7 S3 w
23. ;    keyboard_cmd()
    1 b: R6 u' S( L0 w5 ]
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    : l3 @. q: P! |6 ]- @
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    4 m4 p  x" v' B& @5 W3 d
28. ;            ds = cs
    7 ^/ `; \' P7 g# K3 {  T4 h) i
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    , S' q5 m8 p7 V+ ^( c2 O' h
32. ;----------------------------------------------
    : ^" ]/ B7 G1 V; K% V1 V2 f! |8 p) n
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    * Z, O. {( ], N# O3 k  \4 Y- L4 m
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    ! X, Z* [* k! F, {
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
    . n7 {+ S0 N; {8 S
43.    
    $ ~1 k* w, Y: M  F
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    1 n1 u" R4 C* p3 x
46. cmd_send:
    7 Z9 H9 h# c* Y; k5 E- W
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    : ]( V( ?# x# i' u  a" ]3 f
49.     IODELAY
    
50. 
    ' y) m6 G4 D, y( @. `' ^
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
52. cmd_accept:
    & h( M' v+ E1 D8 c' \
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    , f) C9 p% ~; m5 ]5 l, {& D7 M  w
54.     IODELAY
    , G; y2 N! e/ f& {' i
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
    ( J" v1 W# Y  d6 C$ m# F
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    , {; J6 g7 f. Y2 e; b/ a1 I
58.    
    2 A4 i3 p9 Z- W8 \
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    2 Z6 V+ k% y$ q) N9 z
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    9 Y& f. t' J; E7 S4 e
67.     ret
    & k; N: o  K! f2 X
68. keyboard_cmd    ENDP
    1 J0 R# h4 L* w8 o& [* D
69. 
    ) H" N+ y3 U0 J* K  m
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
   ) J& j' n: ^3 z. ^& j' J
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   0 x3 s- D/ o* E+ v/ L
4. out 92h, al
   
5. hlt
   & B; i' J3 J0 ~7 [" A$ r

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：
         
3 W5 h- S* L- 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。
/ j: P- i- Q2 P5 C
3 ~3 B; H2 r" w$ H1 F 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   " X# S% d0 S5 n3 d0 v$ G- ?
2. mov dx, 0CF9h
   
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
   
2. mov dx, 0CF9h
   8 ]4 D4 U% Q, |3 T" N- k& e
3. out dx, al
   9 n1 H' H8 [' V' K9 t9 d8 I6 [
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。
1 n: o1 o9 T! N( _还有人这样写：
$ `7 W2 i3 q9 p1 w+ Gmov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
1 r! m  b3 F9 x) V. k9 X5 c& G; |out     dx, al         
0 w" |6 ?) A% P, n8 g+ v3 sin      al, 92h
or      al, 1
out     92h, al
. S4 C, c  `. j0 t# e6 emov     dx, 0CF9h
3 F& Q$ n" l1 o3 A4 F8 q1 V% O7 d/ uin      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
' _; e; @: j7 u6 n3 `6 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:
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) {
3 d( R7 u$ M7 \+ c  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
} else {
" x% H2 d# w- z2 p  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 ?
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
, n; |% G) n7 b. p* hor al, 1
out 92h, al
hlt

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
/ `) r" Q& k) q& f* Q: V4 e) `但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
不解ing....
5 h! M. G! p, L% @这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
0 C8 B! K# O$ V: H$ n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
7 X# O4 l; a1 z0 T2 \9 p  cINIT_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:
( f1 J" c1 H; G- A& }  A   srcore,
8 ~# M. V# e( s      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！
) R. |5 t4 U' @' j" D0 k$ s  melow 平台（SCH+AMI CORE8）