[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.
- X! r4 D' F0 b
1、KBC Reset
- w2 j5 g$ V* x- G 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. ;----------------------------------------------
   ; J8 Z$ H8 G. t+ z" R
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   ( y/ T0 q, H* }5 X9 J! }) F+ m
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   . j/ ^. B) @7 j9 y/ Z
9.     org     100h
   5 ?0 ^7 n5 k  x2 O7 Z0 |; L
10.    
    % M/ ]; k, n/ }! [% L
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    + P5 w' @, E! Z4 H5 v/ h
12. 
    
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    " A7 j( I# Q! d% i( d# Y
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    5 u6 n0 E$ p/ j" X$ d" C
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    ; w6 O' c) u) }, U. E0 M
19.     out    0EDh, al
    6 R3 `7 L+ u( d  V+ e9 K
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    , P; N9 W$ g9 A7 g: E! ~" R
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    
26. 
    ! {) y0 a, Z& B
27. ;    调用    bl = 命令字节
    $ W  A3 n& T8 k. K- X) M
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    ! M* \3 j9 s9 L
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    3 L* l9 s: k4 a, o7 F9 l
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    ! Q! f; v& w( Q9 V/ h
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    ) p- f9 y+ S' {( \
40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    7 o3 e( _6 l3 u
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    
46. cmd_send:
    % Y6 r& A6 j; I5 P& z
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    4 w! h% P/ A9 D
49.     IODELAY
    
50. 
    1 y! b+ h) v# H  z2 c  N
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
52. cmd_accept:
      z3 |6 Z) X7 F$ [& C' F
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    4 R% W1 v* x- K( z% C
54.     IODELAY
    ' H, n- b% h) b+ a2 R& X
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    $ E( L# l  p+ a' }# i
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    0 L( s$ a2 l/ e! d, g
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    2 _( B/ ]' ?! g7 C
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    % U9 _3 o; \. }5 Q2 N: @+ m6 y
65.    
    
66. cmd_exit:
    1 f* m5 x5 n0 K0 }/ q% f% Z
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    0 c& I: \' {- ?. _6 U4 V
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
   
3. or al, 1
   # u7 U8 G- E+ ]
4. out 92h, al
   4 Y+ o' [0 V2 x+ \, ?1 f- [
5. hlt
   # T0 v8 \! W5 I* l( `

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。
' O/ h7 I# m2 m# R# x 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：
( j, W; f4 v( f( D         
; q) i3 l! e  u7 v! ?
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。
6 Y, _5 g. B- B7 ^: j) [
因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   & H: f) q# }9 L9 H
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   3 Z! o5 ]5 C0 m! S0 k- [
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
   ( u# F+ D  h& e% }. [/ @) J) S( j8 e& Z2 Q
2. mov dx, 0CF9h
   9 j) e) k1 t) M" ~9 k1 V' x
3. out dx, al
   
4. jmp $
   $ ?6 R; H8 x9 A+ S* \

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
2 z2 h" z/ Q, k    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。
: Q) N6 K% p$ x9 p" \7 J: {还有人这样写：
mov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
out     dx, al         
7 B8 ?( B9 g% Tin      al, 92h
or      al, 1
3 B1 E0 S$ @7 Hout     92h, al
" n: b  ~6 T* r( `5 B; d2 pmov     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
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;
} 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
}
* q) T  o/ W; j* O5 M9 ^
1 |) H5 a2 {; Z4 \如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
/ v) w! T! h9 j% q( iReset 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
1 z( d/ e8 ]6 F. pIODELAY
; x4 p7 Z1 ^5 |  |or al, 1
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
但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
不解ing....
2 m9 Z1 s! n5 V! 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
9 B  E. L) ~6 c; K" M9 ZINIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
/ g8 D1 U. ^9 dINIT# 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:
" j& x# b: n! x$ R   srcore,
      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！
9 L( X; f% z1 F/ r8 }; U( |  melow 平台（SCH+AMI CORE8）