[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 i( h6 R/ n: R9 M9 b
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. ;----------------------------------------------
   1 P, u  i; c- L7 j. o
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   0 o) ]/ D* o: w: p3 I$ S
6.     .386
   0 ]# }$ }5 I) C9 e' y4 W' E
7.     .model tiny
   
8.     .code
   - g0 g/ v( O% o& l
9.     org     100h
   
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    
13. START:
    ! f& b; P& E- O% P3 ]- P
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    " `4 f% T/ J9 D# Y" n* F. b" X
16.     hlt
    7 j- d1 u4 T2 A2 ]
17. 
    . A- V: @, U3 @0 ?, V
18. IODELAY MACRO
    3 s8 [! ?  i. i  n9 H9 ]( D
19.     out    0EDh, al
    ; z! F9 ?  T0 ]. U$ s
20. ENDM
    ! @5 g7 X% ~- N$ V
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    1 S; ?* `5 s* y/ s0 ?6 F* V( @& l
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
    1 f, M: y, @  q, ~
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    $ ^% |- J$ R6 q- S! W6 ~- }$ v6 U- r
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    8 m, G* ~% E9 G; R1 ~
33. 
    ( L8 N: ^' b% Z: f  v  H/ K* Q4 H- i, O
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
      `1 b% q& q+ a5 v$ F
36. 
    6 T9 i; x, [# {  T, T/ b' ^
37. cmd_wait:
    - B/ g- T" k/ W1 T
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    8 m7 U2 R) Q( `# _; j/ t0 C5 u( v5 A
39.     IODELAY
    ) p" y5 X7 W3 r5 Z- |
40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    " e( W/ l* L" h
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    5 M, K$ w4 O7 ~3 p/ b- Y
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    5 w* |: v# q" B2 W0 A
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    $ w! h: r# }  U; A7 [% Y7 ]3 X6 W
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
    4 n2 \2 t3 J# t* V7 {0 ]2 \: I
50. 
    1 ^0 S  L* v( u& }
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
52. cmd_accept:
    " e; e6 C  S3 Q3 ~1 t/ b
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    # `7 @; h; ?* e$ K6 m
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    2 f, N$ B/ a" L( z
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    0 ?+ ^0 ?' g5 ?2 _0 \% D( {
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    " w; x  y( h5 c9 E* N( j/ l
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    7 @( `$ @3 u/ D2 V, i
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    ! U$ Z0 ^( h* u. p1 g
65.    
    
66. cmd_exit:
    ( I# j+ G3 @) ~
67.     ret
    * ~. b. x) T6 Z4 ^2 X0 m: h% E
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    1 g$ k; K1 a/ J7 P+ q& Q0 g$ @. k
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
   4 A  F0 p9 U  V; w
2. IODELAY
   0 e  p" s( |3 {
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   ( X) O6 h1 g+ J! v# [
5. hlt
   & k5 R( I5 p, i) 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：
         

# z5 s& X5 Z: Q3 Y6 D3 I  ^4 K 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。
, E: s/ q6 n- K
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 $
   ' x- \# w' y# w+ u; F

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. jmp $
   8 Q( g& [" i. N! Y

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
( N; q9 M3 ^. Q0 y- N    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 h2 I5 Z' Q$ D: K还有人这样写：
. N$ x9 f7 a9 |0 D. Fmov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
7 m8 |+ r" D9 w$ j" W$ Fout     dx, al         
& f9 ?' U) h# f9 @1 V9 pin      al, 92h
3 }5 w2 V* e# l- J: \/ {or      al, 1
out     92h, al
mov     dx, 0CF9h
in      al, dx
or      al, 6
8 R  i$ r0 j! n& U% j3 ?' \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
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) {
  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
} else {
6 h8 |; E; Q' D: X1 p2 y  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
}

" C# r4 _5 T) 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
IODELAY
or al, 1
out 92h, al
8 P/ i2 N- w0 D& i/ Thlt

- o0 y9 @9 D( a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....
- k: l/ q1 ]. t$ I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:
* Y3 K* s! p; a4 [   srcore,
! C3 b4 _- _  O5 x. w, g6 Z      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）