[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.
+ Y+ S4 Y6 H6 s2 q1 X0 a
1、KBC Reset
6 X% W! p9 g0 L5 n  f 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 C+ J1 Q, }6 S' b
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   3 E9 _9 Q' u7 P+ `' r
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   & R9 }) G0 j6 @- z, X
5. ;----------------------------------------------
   6 [4 g8 f# r5 A0 |' E" c2 s
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   & z$ L1 a: Q5 D! h" F
9.     org     100h
   
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    4 F& `" d' k4 o% o: i
12. 
    , S- L- p( `4 i+ y
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    9 Q$ T! ]5 E! Q
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    * Y; t  s( D0 t, E# X" b" f7 ^/ y
16.     hlt
    - m/ U6 `! m' c* w
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    : D) [( k. K4 O3 U
19.     out    0EDh, al
    * ]1 m2 G7 r& [. a# K
20. ENDM
    
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    & y6 k: O, X: K7 v8 x$ }) ^
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    : L0 u: }5 S" n% v2 r' J3 j
28. ;            ds = cs
    ' E' o% W! a3 [6 t+ s7 v
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    " J; o! }4 x5 i( d1 }+ z1 e
36. 
    
37. cmd_wait:
    6 v  W) [5 ?& h& i' z5 \
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    - E" e! U( u/ l" F
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.
    9 m# t0 L& X. Q* _& u! l
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    % g, R/ g: p2 A4 U1 |# k; j% y
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    , C0 y7 b" Y0 C0 F
45.    
    
46. cmd_send:
    5 ^- O0 M9 C2 X  G" p$ l' o
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    * B0 T" _9 v: _' a* M2 N& o9 X: `
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    + b, ~+ `1 M5 @1 p0 h' i( D2 F! Z% B
49.     IODELAY
    
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    ! \' [5 f( Y! S) P
52. cmd_accept:
    3 c4 ]% g& @! Y* X& o' Z
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    ; O: @" T1 x" X- J. l2 a
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
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    ) h& `$ K2 {/ [, r/ A3 p7 `: k/ j( h5 [
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
      R0 I% O3 w5 f1 z9 q0 P
63. cmd_ok:
    & i( N+ N9 G3 f# I4 U
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    / ~1 T# }5 L& T% U
65.    
    4 L& {. j1 V3 R+ P/ O0 T
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
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
   6 [2 o1 U; \7 D6 L3 N& O( Q9 \
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   4 ^$ j( E6 j7 H! I) i
4. out 92h, al
   
5. hlt
   

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
8 P+ F: O; J, c9 L- `, n 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：
  w) {3 o8 U/ K) k- n, ~- D  G         
& f0 q. n# g# m6 B
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。

) I6 u( S2 I3 l# ?. s 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   " e) _; G6 X% `% C- Y3 {
4. jmp $
   4 y4 O9 u$ X( S

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
   1 j. w' [; T; L& C; \" q
2. mov dx, 0CF9h
   9 w- c5 Z; G3 l7 J/ y3 c5 ]; P: \( A1 L
3. out dx, al
   : u" v& T; A6 Q
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。
还有人这样写：
mov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
out     dx, al         
in      al, 92h
or      al, 1
8 T7 Q+ |0 ]4 U, Dout     92h, al
mov     dx, 0CF9h
/ Z- ~* C8 {2 q' C# r. J" S- H' min      al, dx
or      al, 6
4 t+ [  l# _, R1 U6 r. w- V, Tout     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
1 K  _  t) x  o: X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 {
; V- n$ C% J1 E& p  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
}
3 t* \, n  b! o3 m+ Y
8 G1 q9 _' ]/ R% K3 b: H9 s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
3 @' _5 Z* q# [! v# u5 W( Xor al, 1
out 92h, al
" P. n( ]7 g- G9 G/ _/ zhlt

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...
1 {# w  d( U3 _6 z) V5 ?/ K不解ing....
这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
  l. Y0 b4 {  s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
' p* G- f! W7 D* VINIT_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:
& d* a! ~* T" m, u# t7 N   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！
: Z6 |  q6 ]8 H2 F% R$ X  melow 平台（SCH+AMI CORE8）