[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.

0 R6 n) \4 c  [4 B; C6 R1、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. ;----------------------------------------------
   ( R) T' \9 P! z# [+ h0 t
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   / [) r* R& @( m% p  W4 f
3. ;----------------------------------------------
   4 d4 ^' T7 ~4 ]. v
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   7 g" A9 I! L, }6 d
5. ;----------------------------------------------
   ( j( R4 B) T4 i) |
6.     .386
   8 {5 \6 \/ c* j) t, P/ d& O& v$ M
7.     .model tiny
   
8.     .code
   ; ^5 a; g7 ~$ p$ x- t1 c7 ~1 v8 ^$ g
9.     org     100h
   
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    + Q8 N( [/ O- V
12. 
    
13. START:
    ; X8 J4 \3 P2 ?$ r
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    1 m- E$ P& s4 p1 U" M5 U8 Y( Y- l
18. IODELAY MACRO
    9 u3 D3 }6 P5 ]  M. W* t9 v
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    ( B1 g( A( E9 F" s
23. ;    keyboard_cmd()
    & o9 {1 [  F+ p; |/ S& g5 i7 C* ]7 g
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
    7 x" ]& l% l+ r' _
29. ;
    + F+ s; W% \2 b% T7 h
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    ) O$ d( i; |3 h- }% z
32. ;----------------------------------------------
    ; K3 ?. Q1 ]: [+ g; |
33. 
    ) l2 j7 a& G# H
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    2 ]1 r* e8 G4 _8 P4 c% G
36. 
    
37. cmd_wait:
    7 f0 [# h( r4 `9 V
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    ' G" ~! S: }  M1 y
40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    2 U8 @* i+ ^/ k" f5 ]: t9 U0 q" ?
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    7 P; G/ |2 d) l
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    3 K7 a& o# `4 O/ L
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    0 U+ o% S1 T6 z. M% e% U  n
46. cmd_send:
    
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    ! E& ^9 L- i. W$ b7 p7 I" m
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    . G" Q* v  F* o/ i$ {
49.     IODELAY
    
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    $ X& I; k' X" K/ z
52. cmd_accept:
    4 j  V, N/ r3 D* L2 }% [( N( |5 u" f
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    . ], A( g5 @1 @( K, ]
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    + _& F6 N, {& O$ Z$ ?) p$ i2 k2 N
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    ' g. D$ A4 D5 y5 d; `
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    ! P6 _/ R4 M9 z9 }8 C) |
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    , Z, c, D" A% C& c# |+ p: [
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    + M0 ~2 g, R7 S. {/ {7 m' X
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
3 F. s2 {; t! L8 F 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
   * j5 r* e9 O$ C" U5 _
3. or al, 1
   9 r# ]1 a4 K' G1 T
4. out 92h, al
   * r( ~) a3 X5 ?$ ?* I
5. hlt
   ) ~( X; r1 c* G, G, u

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。
' E0 [$ x& {+ e2 A1 l8 ~% J. U 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：
1 A3 ]3 P+ l7 k) L4 h         
+ |; W& b; x2 p2 D! e
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。
9 Y( p8 O! c. ^3 S
" c7 \3 T4 ^7 x- {6 B) { 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   : J* B  w& x7 E
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   6 U( o/ y* w. H5 k6 o2 i
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
   ; ^' N; H# _! w- U" `% y
2. mov dx, 0CF9h
   ! p  _7 N9 K( [/ P7 S7 I
3. out dx, al
   
4. jmp $
   ! S) r6 p1 ]; n1 Y

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
$ _+ G+ Q/ d, t    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
   - r9 X9 t5 ]& f' E$ p" p- R
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：
mov     dx, 64h  
9 d6 @9 _+ o# \1 G" m5 Dmov     al, 0FEh
out     dx, al         
in      al, 92h
8 x0 I: F4 b- j( I+ F+ mor      al, 1
  W) j3 w' ]' pout     92h, al
mov     dx, 0CF9h
7 ?: d, d7 k/ t, s- w: ]0 |in      al, dx
$ a. ?! O' y+ Y* f$ bor      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) {
. l; X; ^8 ^7 ~: u  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
8 P* J& [1 `8 c}
& M; N! C2 ]7 I
/ t6 }% z6 F+ l2 x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
IODELAY
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...
4 _+ Q6 N, N/ ]+ ]/ d不解ing....
这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
. S+ x; B/ d: f2 |! B+ o2 t% p) 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...

xtdumpling

参照ICH spec中对92h的说明
( Q9 Z- _6 v* s  ~- B& k+ ^INIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
& F" I& V. j/ Y& o' f" Q$ }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,
9 }: s4 C# ]3 _7 _# _" V6 k      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！
# M+ v3 Z. x" i  T4 g2 w$ W$ m! D  melow 平台（SCH+AMI CORE8）