[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.
; v5 A/ y- K$ v, [; }
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. ;----------------------------------------------
   3 v( r. M% o* Y" q/ W  A0 h
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   5 S- a" }: W3 P. d
3. ;----------------------------------------------
   3 }* p- w* I! B* _, A4 U* a
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   6 T/ ?* a4 f% l0 \0 g! L6 N- |
6.     .386
   ! z0 |: |8 R5 Z9 c
7.     .model tiny
   
8.     .code
   
9.     org     100h
   
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    2 s- Q, w% N3 ~$ |0 l
12. 
    
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    % o9 v( E0 k1 D# {* s: V/ B8 z
17. 
    4 n* i8 Y" I3 Q; \8 Z; E! ]: u
18. IODELAY MACRO
    + N6 }4 Q7 C' k5 J& n) b
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    7 c# U" @, E$ S  b! p! y  e5 v
21. 
    3 T/ {1 k& L: _7 |
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    / j8 o5 T5 q8 _1 z
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    3 N5 v4 X8 C6 ]
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    8 \! O6 C) _, q. {
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    . E; H  N- M" m- i* P" b) X8 _/ j
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    . R& }" p  {- M# w8 ?: @3 u( w% W" ?
36. 
    
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    ( I& g5 v& @' n# _- N( N5 g
40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    0 F2 m. H7 Z6 o# j2 w9 x2 H
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    : \; {+ h, A9 L. Y$ m, w
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    2 M) E: u. e# P! |
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    
46. cmd_send:
    
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    : Q7 t$ G, t1 S
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    % P$ Z( R2 x; Z( b7 k4 v: X
49.     IODELAY
    
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
52. cmd_accept:
    $ v3 `1 c" V" a/ }; p) v$ N, z4 N
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    6 Z! Z* @4 I' J$ Z9 e8 K
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
    2 m$ {$ u0 `+ H* `1 @
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    : o  d+ A/ q# K3 M6 e% e" v
58.    
    5 U' u3 q" w- t6 _. W* m
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    / Z/ B$ V. }6 n8 t$ T
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    ; Z$ V" w6 C  `- r* B
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    ; P% w" @7 C) A' U) D% [
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    * |: _* h4 y( D. ~, Z
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
  i/ r; X! k: e8 f% \' k+ P 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
   . d% E3 R2 a9 j( A; ?: r  ~
4. out 92h, al
     [3 o6 x' b% L
5. hlt
   # g4 ^* h0 h% D

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
+ i1 P  U5 K( }: C+ |- V* W8 m 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" w7 S% w) w8 R- |% f         
" m0 k( t6 |1 m3 S7 c! G2 z/ t
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。
8 g/ M" \, C: ?. o; R* w# A
6 U0 D% F( [# A3 @3 P 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   $ Z& d+ g9 c! g2 g9 q
3. out dx, al
   
4. jmp $
   ' }, E6 t) h1 p5 S. C

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
   # ?' c. g# U8 T/ {3 Z9 N
3. out dx, al
   / P  o- ^4 x. s- ?5 x
4. jmp $
   % K- c7 K# v. D4 k. J5 \6 l; n

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
2 `! z$ Y  G5 D& H    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：
4 H+ u3 l7 V. m+ hmov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
: e- m% D3 T! T- ?, Bout     dx, al         
% Z. S. G1 ~+ E8 Cin      al, 92h
" J  Q" p. n3 f+ j4 ^" sor      al, 1
& _5 g) h/ K7 E! Fout     92h, al
% d3 h% _& w* G( Vmov     dx, 0CF9h
in      al, dx
6 s3 U- d/ I# ^( [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
( Z) z0 f6 [7 i' g/ A8 J* n2 G5 }% N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:
; F7 v" b% V5 Z" K0 W3 J6 UIf(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) {
3 t" A# G; A% Q/ `4 W% |" T  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
} else {
  {# Z) L3 s9 k0 L! D; U4 K; q: a1 z  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
}
/ }9 [$ y( ^. U. C$ @/ \' f
, B0 F- d& n3 a, c( M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
% S" C2 n7 n" W8 o5 v; q) KIODELAY
+ \& `9 f2 p6 N6 _* Hor al, 1
out 92h, al
2 u7 i" k8 s- shlt

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....
7 S1 U* H* B2 y4 N* {2 C- }! p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:
; e7 T- \% Z* v   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！
8 ~/ c3 ~" i, T' @* w  melow 平台（SCH+AMI CORE8）