[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
. [  m2 ~' o7 T 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. ;----------------------------------------------
   ! w- `2 W/ A6 I4 t5 h8 t, e
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   , _) S4 F. r  V) ^, e
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   . h$ X! U* f  \/ @
9.     org     100h
   1 c( T, p) A* W1 V
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    3 F/ y4 c+ F: {: s2 z0 i% }' K, x* ?
13. START:
    3 V8 l( O. @4 c* P
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    + U0 I; v& U7 _9 L3 s, a
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    & D/ r! I: _, Q9 d% V; V; ]
16.     hlt
    3 @/ J* l* t- W" I; ]$ I
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    ; ~  f+ z1 ?8 P/ I: K4 m
19.     out    0EDh, al
    / v1 o# K/ Z" e! |6 |
20. ENDM
    
21. 
    , ^; J* j+ s8 G( X
22. ;----------------------------------------------
    ( f( o" j" V7 A& g# Z+ }1 g
23. ;    keyboard_cmd()
    / j  r' h3 ~6 d% J+ K% u! n& k
24. ;----------------------------------------------
    " h: e( z. _! Y, k- a0 j
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    $ E% n9 S/ B% j8 N
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    8 P/ u/ r/ m. v/ l0 B7 C) t" M0 s/ j
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    7 E) ~3 _' Z& p2 X) m: j8 D- ~
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    6 J+ M2 d& K. X. T# a- H
36. 
    
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    ) i! n: q9 H# t, j
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.
    : c3 t6 Z0 h6 l
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    4 x: d, N: O' m) p: M' Z
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
    & v% ^  K. T5 D
50. 
    * X! L' t  d( c" g
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
52. cmd_accept:
    $ G1 v  |1 |- O$ J# |( S3 q* \
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    ; @  q, |1 G" f. F( Y
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    . U/ `( \' k; f! Z/ Y
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    2 B4 F: v6 D( H
58.    
    & L, V( x* X# c( v* _( x% J- C
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    % R, X* I0 p7 ^4 l2 j  S
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    ) }( N9 I2 @  ]$ D* {9 s4 i
62. 
    ! d" h7 K+ s9 \$ k
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    5 K( A1 A$ d" y6 h
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    7 V, J4 B7 K( W  e
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. IODELAY
   5 }: X% @9 y; m2 B: u
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   9 G5 Z* L3 w* T0 ]) R7 k3 r" N4 z
5. hlt
   

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。
" r+ n, |! L+ N: [$ C8 d 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：
         
- n5 ]: G  h! l! s7 F
6 t! n7 U" E* U$ ?; G/ W8 K9 \ 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。
5 ?* w, }2 K1 ~* i: i5 Z, ~
因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   1 @* K% Y7 N1 j, n: Z8 B* N
2. mov dx, 0CF9h
   , l$ u( P5 Z' q: K+ m- F1 B# s: Q
3. out dx, al
   
4. jmp $
   7 a) O% G5 w+ Q  b+ w- {9 }

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
   & {& o/ H& T' n" g8 F/ X
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   3 R0 W! R! J7 e5 K
4. jmp $
   ; {$ D5 M1 F! U7 q+ L

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。
! j/ ^1 C4 q' C  i0 v) f还有人这样写：
mov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
out     dx, al         
in      al, 92h
) f" M' i! f7 K: F6 yor      al, 1
out     92h, al
mov     dx, 0CF9h
( `& n' Z6 a+ N' W" d& T2 din      al, dx
8 ^& x$ J; [3 P4 @! jor      al, 6
$ O' K8 y, `' u: T, n2 A+ Qout     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:
5 `" ?8 P9 |& E7 `' vIf(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 {
& c7 d4 M& Q8 i! k6 `. N  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
}

7 x$ v* m. N) ^" I/ w6 w如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
* l' x6 V# t& \7 ?7 z+ ~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
& j$ t# G( n* X# l( IIODELAY
" B  z0 C$ @( mor al, 1
* ]6 a/ ]% \4 |% ?out 92h, al
hlt
5 I$ }1 X7 Q1 F% s+ z6 `( N
( M, Y/ ?; J2 @8 r& W) Z: P; v: S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
. X$ x7 s* ^9 J: O但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
! I6 D7 \4 ^& c' v不解ing....
4 R" T4 ]! p6 E1 K9 E3 Y2 a- F这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
$ L3 D/ w8 d- l" M4 B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:
   srcore,
, O( _8 ?/ s2 ^: e      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）