[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.

! L$ r' }$ j$ ?5 n( E7 C( ~1、KBC Reset
7 q2 e( M( \- E) s5 x( i 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. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   & Z# R7 f2 v' D$ l4 ~9 t
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   
7.     .model tiny
   7 {% O: o. v. B* i5 l) S
8.     .code
   
9.     org     100h
   
10.    
    4 H8 l9 @8 Q: J' Z! f/ ^; S5 o
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    % w. |$ {6 e( n8 x- I( o/ u
13. START:
    9 ?- \% ^; S. Y0 V9 T
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    1 _; W' b% @9 t0 P7 T
16.     hlt
    
17. 
    9 C/ @7 @, O4 Q+ A2 u
18. IODELAY MACRO
    9 V6 R: |( n7 p1 `# X' _6 Z
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    & N: i& p) l9 d' |1 o
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    1 _5 l2 P. N( c5 g) ~4 {
23. ;    keyboard_cmd()
    " ]9 l( Y4 d; _$ U, G3 x
24. ;----------------------------------------------
    5 }8 A" X2 u. ?% w9 f' v
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    # N1 I- }& T* y/ s3 W) |' h$ D. @
26. 
    1 B; k5 y$ s: s" v; I
27. ;    调用    bl = 命令字节
    1 {/ i: I) x$ [* u1 ], `
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    & y* ^$ E7 r) i% A1 [5 K3 g8 |' t
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    - F% `4 G9 N( W$ w# H# Y
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    , J" X- n' X( {; J. V, Y
33. 
    0 `* ?2 ^* k/ L- V3 p
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    
37. cmd_wait:
      N1 X7 v! D* e: `7 H: m- F9 B# b
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    5 g( e6 ~0 F! ?7 e
39.     IODELAY
    ; |' v; J$ a8 P) I% `0 n
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.
    ; b. m) v* J) |6 t' Z2 t1 S% [
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    8 H/ F" G# Q. ^
43.    
    $ Q4 P: ?3 m* C  f, A
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    & P  v4 `6 g4 e: ~
46. cmd_send:
    
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    7 L6 i4 h) Z. g2 N" A! c- v
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    - N5 R; A  ~3 X8 H$ |% A' o  P
49.     IODELAY
    7 k; k" w6 V8 o. g5 U  L% |6 J
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    9 S: C. o. v3 i( W; R
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    - E% I3 Q8 I0 ~% n1 I+ p
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    9 a, J8 t9 l9 u4 l5 _
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    ( X: ]6 t* h: L4 L# I( v
63. cmd_ok:
    0 G  o- I& t, @: z1 q; v. _
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    $ S5 {) o; F+ g6 [; g
67.     ret
    3 A- y* A1 K0 ^
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
. E- ~4 p, C) Y7 ?" E 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
   7 X- K3 B0 {4 z$ e! o' U' o
2. IODELAY
   ! k! ^0 o4 M$ a0 E; Y
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   8 Z# o. `1 O; Q* W, y
5. hlt
   

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
/ h  C" w3 g' ?1 C# b9 a 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：
         
; ^* e+ }7 q8 u7 C0 }0 N
' X' D: _/ Z' s# W% 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。

因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   . {3 E8 Z6 g2 Y; w4 \% @
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
   ( F& t# G+ L8 @. E9 X1 ?
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   2 Z# Y  E$ U' e  {) A8 k
4. jmp $
   ; V1 ?" l5 c! S) h! g( T9 c$ X

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
- @: D) r4 N8 P8 f# U0 l( `. s    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：
mov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
: F' p( Q4 U- l. p0 hout     dx, al         
in      al, 92h
or      al, 1
/ c9 o8 I! Q0 k  K. o3 T( qout     92h, al
mov     dx, 0CF9h
in      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
7 A+ J  K2 b5 p1 S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:
' a! A( C, o  \$ U4 M% sIf(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) {
0 G6 k0 ], B( c- N  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
} else {
1 v% z3 ~; f$ i2 k5 v% @3 K- d- C  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
# n5 [' C; C* K' S: T/ o( L}
2 a8 V9 h, F5 q% }: a; o2 \
如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
' Z: A4 A7 T5 ?( |4 L# r, ]! BReset 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
% }9 a. U* M  @6 c, d( Q+ aIODELAY
1 y/ f2 H3 b8 d7 Lor al, 1
' B/ a" y% B; u1 O* E' b: v* A) }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
* O6 n4 R, `  W: X' D( c1 z6 V2 M但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
; ]( c# V$ Z$ x不解ing....
这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
2 f6 `2 `: [# ?5 l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
2 l2 Q! z' U- i1 Z; pINIT# 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:
, E) a9 F% C) r+ w  M! M   srcore,
$ y9 Q+ C, O9 m      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）