[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.
  I, B9 u% b$ w5 L7 s
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. ;----------------------------------------------
   " p  k  q' }4 _" B) h
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   ! h1 S: a' W# a( u; D# K
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   ) ^! _" ]2 d; z9 l
6.     .386
   $ h4 W  M$ ^: ]% p/ }* ^; l$ m
7.     .model tiny
   
8.     .code
   % b: P( Z. V$ E# I+ r0 j
9.     org     100h
   
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    
12. 
    
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    ' U' K  `% k' z1 F" X+ G
19.     out    0EDh, al
    2 Y9 v4 {$ S; [. K3 G' S$ a
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    $ L1 W# K/ i$ m& M+ `. d
24. ;----------------------------------------------
    0 U2 ?  |3 e$ |( v; K& X% e
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    + C6 I$ N/ ]% ^
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    % g. G9 k9 E3 |3 [" Y
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    4 `; q' ], Q, H' z) ~
31. ;            如果 ah =1，则失败
    ' c: D- X+ S9 C
32. ;----------------------------------------------
    % z+ V. }: ?* B6 H* X
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    $ X9 c3 E! R1 m6 ?' `; b
36. 
    
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    5 Q- {  E/ z! D* w: ]
39.     IODELAY
    
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.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    * @& R& A* i' H$ n+ f2 Z& P
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    8 A' t* }( G& A; \6 q& |
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
    - ~' D2 j: _1 t, K" P
49.     IODELAY
    ! j6 b. }9 j- [5 A& U/ v1 ]. b0 R
50. 
    " }) m5 Z6 t4 G8 \1 ]% T
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    
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
    + W/ e4 P3 O7 y9 f$ e$ J, W
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    0 _( `- ?' ]4 F, I( X- ]+ U
58.    
    5 e) K( A  e+ X+ c/ ~6 k" i5 i
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    9 O) T/ m: m2 B0 v& O9 v
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    5 z+ J1 J. j  F* S! p" d4 Y; B
61.     jmp     cmd_exit
    : O: }5 c% ]# Y% H8 }
62. 
    3 u; s5 d' q7 \
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    ; y1 V' j9 k0 R$ V
65.    
    
66. cmd_exit:
    # v/ z8 }; U0 u: {
67.     ret
    % l6 i7 B* ~+ z" W& ]1 E
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    
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 M8 ]) F! L9 e5 S9 k, ]" J
2. IODELAY
   6 s3 q$ f  E( b; ~5 P/ e
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   
5. hlt
   ( C  {0 ]- o3 i

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
0 ?) {/ a" C5 K& E 用此方法控制Reset，各Chip极有可能各芯片产商的做法会不同。
* K% M* K9 A( G2 o$ D7 S# l 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：
& G; ^- O  l0 a+ h' T: Q         

" _$ P  b: N7 u$ N% f" l( ] 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 |& j( U  t, L' X. t2 K4 ^
因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   . k( R' @- m) ~5 k( @
4. jmp $
   4 T2 D2 a; x1 R: t& B

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
   5 {* J: P+ a* ]0 r
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   
4. jmp $
   

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。
: x1 j* B7 |% N) H4 I还有人这样写：
1 |) K/ O' R3 c% S! r! D4 Jmov     dx, 64h  
' ~) H3 W/ E2 R$ F8 m' @mov     al, 0FEh
out     dx, al         
8 H8 \: I+ {' _7 Oin      al, 92h
( t! K: c& L+ }# z( ^6 ]or      al, 1
out     92h, al
( Y" P/ X3 ]1 x' hmov     dx, 0CF9h
: @8 T( t- \5 e, Ain      al, dx
' C- @! a, S6 Wor      al, 6
( k% e. h7 y$ zout     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) {
6 e$ X/ p5 r/ b+ V  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
/ M% [$ c  G$ H  c+ a2 E}
; d9 d+ x# O0 i/ V! ]/ M2 U- G% H
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
/ ]$ O# k! y1 B9 Z& O: k: oIODELAY
or al, 1
/ P, T8 \6 a+ z/ f4 _+ c" w8 @out 92h, al
3 J+ i. T5 b8 ~6 Y8 B3 Y' Fhlt

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
2 I( g# ~& Z8 l但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
不解ing....
8 m$ W4 s4 \( Z2 i6 j/ |9 O+ c% E这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
6 D8 m/ }7 q0 }: w" t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
, U( U" I- M& L$ X# S+ r* ^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,
( m! j1 w+ `+ h/ k0 l      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）