[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. ;----------------------------------------------
   . c3 u5 [5 r5 H  n! |
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   6 e# ]$ C4 z% |# z% Z" Q( D* |
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   2 ?  K' W% t  y" A- h" r
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   9 Q0 m9 G" v6 w5 {! z# K! M
7.     .model tiny
   
8.     .code
   
9.     org     100h
   9 \+ r6 z) ]4 Y4 Z  \/ f( i
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    - r' h, u& Q. n1 {! Y, w
12. 
    
13. START:
    * G' R& U# k4 H& @( O( P
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    8 a+ S% r! l7 s0 H) m
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    ; C2 Z5 Q7 t% f" t
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    : F7 I4 [, ~; K0 q+ L
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    9 `8 L% y4 Q1 R4 H
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    $ d2 J8 w) s# S
26. 
    , W* L% I4 N  W. t' q$ ?+ U
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    / c1 ~, g+ }& F" ^
32. ;----------------------------------------------
    / R( h, h0 ~* i+ x
33. 
    " [: F# d- d: H$ |2 k) m7 j- R
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    % Z, q# j4 \+ \  t4 G! k
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    , r2 D! e+ k* G% J" p$ x
37. cmd_wait:
    ( O7 |/ w( h/ d9 ^7 p
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    % A0 H! i( X3 v
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）
    $ t6 f% X  D4 e) S8 y$ h) S$ F9 p& o
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    8 D) w9 F$ P, `+ C
43.    
    9 }! w8 A- F/ S* f# {1 s# G
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
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
    
50. 
    # W$ V7 a5 R! Y+ n, G8 d
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    : L/ r% s$ L9 E# a# g2 E3 h' O
54.     IODELAY
    % U  r- k6 c/ j6 [* f7 a/ s" m% J- M
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    . q* B9 |3 U9 K0 s# `2 R( i
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    3 `$ `+ I9 k; N+ j8 F
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    6 b/ H8 r0 b; h' C$ Q2 u5 C. d
61.     jmp     cmd_exit
    2 ?9 w1 g% u/ Y
62. 
    8 X. y" L6 ^2 @$ i, m: Q& s4 ^0 ]
63. cmd_ok:
    2 Z0 y5 k: R, l0 M
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    ) t; y" f4 R+ h
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
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 B* i6 d- }* o9 o6 E+ ^: A9 k
2. IODELAY
   , `% h5 s) `8 E
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   
5. hlt
   5 Z) V1 ^1 R4 f4 c& P  w3 F2 Z

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
; C$ Y8 @2 ?. U  K9 ]3 J0 J% s 用此方法控制Reset，各Chip极有可能各芯片产商的做法会不同。
2 ?! k" Y, T0 [/ p$ w* b  J6 g 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：
! K) }" _' {) Q         
% a3 v6 b" [+ t/ @, p: l
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。
+ i) d6 }, Y1 M' u* M- S
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 $
   

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
   3 B6 b0 ~# u& Q$ G1 `2 f2 M
4. jmp $
   

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
" ^2 Y- c* \% N4 Q$ |; @    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：
& I  N# _9 B- ^  G# f6 T& zmov     dx, 64h  
# A) o/ e( u( W) o5 w- qmov     al, 0FEh
out     dx, al         
% c3 c4 w# w& J6 Q1 Tin      al, 92h
% G. n) L) m9 k+ a$ J, [2 `or      al, 1
out     92h, al
mov     dx, 0CF9h
3 H5 k/ ], x" w0 Xin      al, dx
6 L5 R6 _  o6 \5 Uor      al, 6
# p+ h; U9 w- |$ j2 |5 }+ [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
) W9 ]5 P( I2 D' r5 O* w$ ^+ g' b: j- w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;
& H# n- r8 V7 |% H! h} 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
}
- G8 Z% z# z* ^4 t) N% ], H
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
9 t( Y1 b, o: n, [IODELAY
or al, 1
out 92h, al
& x, _) M. Z6 |0 T# k/ l3 hhlt

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
* ]$ y; z3 W( n但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
- w7 N/ v$ [% r' B9 i8 t不解ing....
* Q# N8 S4 n3 ]3 U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:
3 {- N* _9 u2 k8 O   srcore,
! H8 ]' S5 v' f  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！
  melow 平台（SCH+AMI CORE8）