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[原创]BIOS知识点滴Follow Bini系列之---系统重启

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发表于 2007-12-11 15:23:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
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 e  N; ]$ |- \$ ?

* u- i2 }& ^5 c7 x2 g1 r1、KBC Reset& z7 W- g% j" c+ U
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. ;----------------------------------------------; X% V8 H% S+ j  t' V* F
  2. ; 文件名:KBCReset.asm+ [: I. B' }4 T9 K+ z3 s* M
  3. ;----------------------------------------------
    4 x+ C) E8 A* }( W
  4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
    ) ^; I4 F* u+ u" t) O1 p' A6 J
  5. ;----------------------------------------------
    3 K  p9 W5 j8 S
  6.     .386
    0 C' E! y" g0 l7 X- `
  7.     .model tiny
    ! v9 p( w4 h/ k7 X
  8.     .code
    * p! }1 Y$ [: x/ R3 I& C! J: f
  9.     org     100h  a7 |. V' `  o8 m& O4 ?1 N
  10.     - V1 h1 {2 ^. q, c
  11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    4 x' n, x6 y! t1 ^  x  x$ A0 {
  12. # G1 B+ W" a% T, G! e6 O- t2 e
  13. START:9 a- r% M  H/ F" C- h% g1 v9 e
  14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令# L$ d) a+ {% E9 @
  15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回/ w0 c9 c' x' }
  16.     hlt' M2 w* t; i. U

  17. . F* U9 Q9 i2 }$ u4 V' ~3 Y& l6 Y
  18. IODELAY MACRO1 \2 ]: m/ ?2 x
  19.     out    0EDh, al
    7 m2 p% s1 ^5 k9 f
  20. ENDM0 P2 d3 Y3 d" o4 K1 K

  21. & Z7 M! h( @& p
  22. ;----------------------------------------------
    + Y5 l) g1 q, m6 m1 y- G8 f" {: [  e
  23. ;    keyboard_cmd()# i3 f+ }+ n) p% [, M& b
  24. ;----------------------------------------------
    & L. O5 P9 Y  I4 @4 U
  25. ;    如果由于缓冲区满超时,则 ah 返回非零+ v+ X5 b6 J: m5 k
  26. 2 M" _' N6 V4 Z- k* J' N9 d( f& l
  27. ;    调用    bl = 命令字节
    ) f( c' p5 v( q; y% N. G
  28. ;            ds = cs
    ! B2 ]; H* t8 L, v0 v7 K2 y3 d
  29. ;
    - \  v8 P  ^/ t' i" M7 o5 e
  30. ;    返回    如果 ah =0,则成功$ P. v5 ]) ^) j8 L" t( r
  31. ;            如果 ah =1,则失败6 ~) m$ \( z' U0 N4 ]! x
  32. ;----------------------------------------------) S. X( i. \+ I5 Z+ W
  33. 1 j( z% s! F" v4 w) ?
  34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    2 u! _+ q+ P: N. K
  35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    ' {* W* s5 I# b5 i( {" v. b1 T

  36. * s. X4 |- n* Q+ X* O0 t
  37. cmd_wait:
    . J# O* }- }' A' H: O
  38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态* c8 g3 q, Q$ X( ~% a5 ~8 Y8 b  X
  39.     IODELAY( U" A6 u; S0 d5 ^3 J" Y& y$ \
  40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满?(控制器是否有数据没处理完). ~% g8 j5 x4 n( n! [
  41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空,准备接收命令.6 u% c: U. W' \3 g
  42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满,重试3 k9 ~5 \! q) R9 k
  43.    
    # |& @+ v0 |# `1 F4 X! z
  44.     jmp     cmd_error               ; 超时,失败' T+ w: L' w. z4 U" O  J
  45.    
    9 ]' e" y3 f3 B% X: V; E) d
  46. cmd_send:  \$ t6 N' u% m2 S1 Y4 \
  47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    7 A) |5 ?: l. m- t( z) U" O
  48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节$ \6 M# X: h- ^0 h  X% B
  49.     IODELAY
    ! ^* k" w; C8 i$ L' e6 \& X
  50. 9 [  k$ R- o* `! Z3 u' E1 X/ i5 c
  51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    2 P: Q# C3 @- K2 G% p( D
  52. cmd_accept:
    - q7 J' _6 O9 o% N  _
  53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    8 i6 ]; n4 e% Q1 |. I
  54.     IODELAY# i8 y" W% ]/ u8 V/ O3 K1 W  C# ?6 C9 b/ e
  55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满?(控制器是否有数据没处理完), }, j* g. u# j# ~# O' _8 {
  56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空,处理完, h4 z, b, q$ a! |5 C# u( x. j
  57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满,重试# O* ?$ h7 n5 N. e
  58.    
    : _4 z, t& g: I# a/ D
  59. cmd_error:                          ; 超时失败
    1 [+ w1 u" W" ^5 Z) g' Y
  60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零9 O% }2 [6 V! s
  61.     jmp     cmd_exit
    , t3 p7 b& r; [0 t) g
  62. , T. T* Q0 X; m6 @  V8 k* i( ^
  63. cmd_ok:- F' {2 V& x! n, q1 ?) j
  64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零/ ~% k, L0 @4 r# Q7 ^0 y! a; ~* e
  65.    
    " u# T, ^$ S1 a) M) k* Q
  66. cmd_exit:
    3 q* l; l- ^- a" q5 A) v
  67.     ret1 D* b' F8 K4 W7 p. @5 o
  68. keyboard_cmd    ENDP1 L  ~9 S) D$ ^/ C% H- K
  69. 2 f! f4 a  D' F) l
  70.     END    START
复制代码
2、PORT 92h' O1 r2 ]* c9 c) t: {; q9 [
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
    . j- l2 [( ]3 z
  2. IODELAY
    * C' U7 F' e& q/ M1 t% l, G6 y5 c( Z
  3. or al, 1" ~' I0 W0 \" K/ a) F
  4. out 92h, al, P/ L- A. r0 [
  5. hlt
    ! Z- r$ I8 b- D2 W& k) |
复制代码
3、Reset Control Register(Port CF9h)
" ^! v' q" x2 T! w5 A% f 用此方法控制Reset,各Chip极有可能各芯片产商的做法会不同。% V1 f" E- _+ H5 B7 p
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:
7 K, X6 L/ E: o$ P          1.GIF
% k! ~6 f/ a. f: b ) D# w, E6 j9 y4 m; h5 j
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。
% \* e6 L) J& W' Z7 M7 H + f. J$ a8 T5 w" [
因此你可以用下如代码Hard Reset:
  1. mov al, 6
      ]. s3 |, A7 d+ Z8 a, C/ d
  2. mov dx, 0CF9h
    " I( }4 t" j+ q
  3. out dx, al
    % v) F; `1 l! @
  4. jmp $; u/ S& b: I' l2 V& ~: T
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
    0 @7 C& r1 X- f" [. @- c
  2. mov dx, 0CF9h5 L+ P0 g* B0 \
  3. out dx, al
    * E' S4 U. ]# z1 d& U
  4. jmp $
    + r- d  S/ {, W/ r0 r/ s# U8 p
复制代码
4、Ctrl+Alt+Del
/ b1 d( {0 ^- c# t4 D+ w    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
    ) }  c! t+ D1 y' o, ?
  2.    
复制代码
OK,你对系统重启是否又清楚了一些呢?
发表于 2007-12-12 09:19:53 | 显示全部楼层

好

不错啊
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发表于 2007-12-12 16:10:17 | 显示全部楼层
不错,学习了。
1 U/ C( _( |4 G' L+ V还有人这样写:" B# i8 i  B2 P' ^3 \
mov     dx, 64h  ; o# n  s7 o; K2 x
mov     al, 0FEh ; k% K. N8 z6 Y9 U
out     dx, al         
& o& {) C0 t, x( ]in      al, 92h0 a1 F( c' t- `; X
or      al, 1" o0 J' b- M4 P, H
out     92h, al
; s4 l0 _& U& n+ [2 lmov     dx, 0CF9h
/ {3 ?) {: Y. `in      al, dx
7 v. L7 E5 }* J8 kor      al, 6  x& s" J. ?' E7 |: g
out     dx, al
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发表于 2008-1-14 16:15:03 | 显示全部楼层
不错,各种方法都说了,谢谢。
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发表于 2008-2-19 16:12:50 | 显示全部楼层
CPU reset 好像不如Rci Reset彻底,经常不能完全Reset
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发表于 2008-4-17 10:11:09 | 显示全部楼层
请教各位下
' R+ R5 ~. t" ?2 `: ?, `! w0 U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。
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 楼主| 发表于 2008-4-17 10:39:08 | 显示全部楼层
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)
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发表于 2008-4-23 13:56:08 | 显示全部楼层
谢谢分享,学习了,收藏了。
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发表于 2008-7-28 16:36:54 | 显示全部楼层
好像对重启有些了解了
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发表于 2008-10-14 09:50:55 | 显示全部楼层
学习了,挺全面的,收藏了
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发表于 2008-10-31 10:39:18 | 显示全部楼层
最近研究了一下Windows 2003 reboot flow:* i% H7 u9 p) e  V# h! X$ O  Z
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) {
/ V8 N, q, F' x* L0 q7 K4 y% M  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;' y0 k; y- X/ S. X+ s
} else {4 J& P: }( W6 U6 j$ w" i
  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, w$ g6 v1 k  G# M7 h9 N
}
+ `( T  ^6 l$ Y$ ?5 m; f' J% l" r, d0 d8 A) B! S- X. t5 T$ m
如果是UEFI的Windows,可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.
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发表于 2008-10-31 12:29:21 | 显示全部楼层
Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
; m1 i8 _3 ~3 c9 D- A- |* QReset Register还可以在Memory或者PCI configuration space
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发表于 2008-11-12 16:57:04 | 显示全部楼层

out 0EDh, al

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
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发表于 2008-11-13 13:47:19 | 显示全部楼层
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..
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发表于 2008-11-27 06:58:18 | 显示全部楼层
不错的文章,学习了!!!
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发表于 2009-2-22 09:46:25 | 显示全部楼层
不錯的整理,学习了!!!
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发表于 2009-2-28 20:06:41 | 显示全部楼层
in al, 92h, a- r, a" F- q! Z+ B5 N
IODELAY
8 M7 M# B( p# t4 c! a% @0 Jor al, 1
- p4 d+ v4 }# _+ W9 R7 x6 gout 92h, al
( G# _2 J0 h2 y! p0 m+ |2 thlt8 Q& N4 _0 j% f9 L% z$ i

5 N2 c1 [9 j. z, o6 x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7 o4 W2 l! O) h
但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
! S% l# a2 v* w不解ing....
8 |8 t0 j" W/ N) s# W这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启?还是别的?
/ ^3 ^- e8 h. k  \1 ?  Z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...
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发表于 2009-3-3 12:50:24 | 显示全部楼层
参照ICH spec中对92h的说明
0 G: q/ n, m/ Q+ y5 }; |INIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
7 |6 }0 w) S8 C; P& l: {& ^INIT# active for 16 PCI clocks.
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发表于 2009-3-23 15:11:22 | 显示全部楼层

ACPI FADT中,KB8042和RESET_REG_SUP均不支持, ACPI OS 如何Reset?

ACPI FADT中,KB8042和RESET_REG_SUP均不支持, ACPI OS 如何Reset?
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发表于 2009-8-7 11:19:43 | 显示全部楼层

回复 11# 的帖子

Hi:
3 s8 X7 z# @! E. q/ R. j2 E# D   srcore,, `* C& R8 p& V2 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!  M3 a2 x" a! p$ e2 Q. R" E( X' _7 @
  melow 平台(SCH+AMI CORE8)
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