[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. ;----------------------------------------------
   
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   . h0 g# m( ?4 d6 y6 f# W& t5 m
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   2 _7 E( G0 |3 s/ S
6.     .386
   
7.     .model tiny
   + |+ c. d' @: A: S* X! p% U
8.     .code
   
9.     org     100h
   * i% A6 W1 J3 m9 [& |
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    ( x/ Q/ c, j8 N% z
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    3 T$ R' w# Q. a3 g5 M& l
20. ENDM
    % f; P' G6 R* M0 E: ~' l- l4 |: C
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    2 l# D. R# s& j5 n
23. ;    keyboard_cmd()
    8 G) S. \# H' |
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    + a9 ?* |  n. c+ O
26. 
    : t& b2 b: Z& x2 `  H8 {( ?
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    3 E2 @2 T2 a' c0 U4 b) h
31. ;            如果 ah =1，则失败
    * S- F9 r; g2 U" E& w& T4 g
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    / Q( [3 b  y7 ^- Y) A( a
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    $ J8 y  B9 \; r( l/ h
36. 
    ( W5 Y' |- S; f) _! ~
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    0 Z7 v" `! X$ E9 D  H
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）
    # e; X" X6 Q1 `, c- U3 z2 w1 N
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    & A$ H/ J: @; \2 V) r7 p
43.    
    0 h! B8 i* k$ h% J7 x2 j
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    6 F  M# j+ T5 ^) C; R
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
    1 K4 D  F$ z- z  b* J0 M6 I( u
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    & ^  X; H8 x. t3 b+ ^+ u
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    1 b% n! U  Z& s/ D% x
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    & \8 A$ ]8 X% q2 p
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    ! K9 K$ M! w: l* n# Z) Y" l
58.    
    - P& Y$ _; Y, D7 o& D& s
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    + d0 ]' b( N# Z% g9 u4 D5 }3 u8 ^' Z
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    1 k; A5 c' h/ F
61.     jmp     cmd_exit
    6 g; S! I0 U& A. w5 ?
62. 
    , E2 g  Y- q4 s8 G( o
63. cmd_ok:
    & R+ {- v+ Q5 A  B' v
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    5 u1 z4 l6 Z1 [. b' j! P! v# j
65.    
    
66. cmd_exit:
    ! |) i1 X# F% f, ~- x$ s* e, ~: ^& p# G) J
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    & R# ]' k6 k. d) x* p. j1 H- E
69. 
    4 b1 {; V7 p4 b% G/ h
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
   9 ?$ s9 v; g, s
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   7 D: \1 p5 U$ h" ~2 |
5. hlt
   - K1 m, z# u- Y  Y1 F

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。
1 ~* n; w0 u0 l6 W 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：
         
! L. H% x( D% v: f
5 C  E/ q) D$ _ 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) j9 x+ k" {, x( g  Z  { 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   ) A0 p4 H' T! P! n4 U
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   
4. jmp $
   ) S3 E& B6 \3 C

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
   " w3 f: p) o# Q" |6 }$ l( e
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。
还有人这样写：
. ~7 n- ?9 r( r9 Z- Xmov     dx, 64h  
# v0 }5 Q+ R1 D$ l' g' omov     al, 0FEh
out     dx, al         
5 g( e$ n' W# I- [3 P  F: `in      al, 92h
or      al, 1
out     92h, al
mov     dx, 0CF9h
5 @7 B% Q# E7 A1 ?% u, @' Q; x9 ?# Iin      al, dx
* L; q7 ]% F/ w4 k. aor      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
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:
! N2 O0 g6 O; g# X- K# `% C) N; yIf(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 {
  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
' F3 D' v* p; h1 Wor al, 1
  Y4 f  x5 O1 x3 ^. Iout 92h, al
hlt
4 j7 N8 G- J1 k* J; L0 f) f/ J7 z
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
: W8 C. d* \7 j4 C) k) l但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
7 ?+ M* i/ B% R9 B7 n' T3 s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
; M& h; X, J3 C6 H) _, l- {7 DINIT_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,
" p4 J" @7 i  ]- d      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）