[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.
% J3 }* q; p8 A% I
1、KBC Reset
; E( P- W& P4 X& w4 I: W 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, O" E' G# R& n
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   + l: W2 G) ?- t5 D0 c  A
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   / v+ J- D" o9 j4 d1 `0 a- [
5. ;----------------------------------------------
   $ y, Z+ R; p. m
6.     .386
   ! C! N5 }7 m5 ?2 u+ j
7.     .model tiny
   ; [# v7 [8 _6 C  _
8.     .code
   # c' Z- p: L% d
9.     org     100h
   
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    8 }! O  n  z. K- `
12. 
    2 i9 ?( g$ k+ w2 e* i5 x0 O
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    2 O: v! A% |) [/ h
16.     hlt
    2 g3 ?% g* f/ x
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    , j7 [& X6 i# t' U% }
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    6 }/ |$ W7 h7 _% b8 d
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    ; w4 L) z7 u5 s" X; ]' q
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    
26. 
      \3 P. e! q, N3 U
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    ' l% K( M% o  ~; f8 p+ A
29. ;
    8 w! I2 l' g& g: h. L; g' \  `3 y
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
    * Y' ]: o# w1 {% e5 j  x% y- c4 ~
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
    + V& q! i3 f3 X: L' t9 U
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.
    9 m% j+ ]; g$ g/ Z1 P
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    : D8 }; P8 x/ D; U
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    8 R& y8 H6 O4 V8 z3 h0 M! T  @. ~! L
45.    
    0 V! ~/ i2 {# K% J( X
46. cmd_send:
    . M4 \0 u1 y( |# z6 b
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    % `' {' ^$ X8 o5 C8 _" u4 m9 v/ x
49.     IODELAY
    
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    ) \$ |1 \% T- {
52. cmd_accept:
    9 T( D( v: }5 O9 T. ~: I5 V  D
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）
    ! |( E: q/ v4 m! ~7 R
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    4 |6 Y0 [% n* c& H, |
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    
63. cmd_ok:
    . m% l3 ]$ L* x% |
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
5 i6 @3 Z7 v# y: _: [" F% E( l 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
   : L( e( N5 V% T' a6 N
4. out 92h, al
   3 Z- a  H* A7 W/ T; _5 l
5. hlt
   

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。
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：
         

5 P1 c8 O) f' l1 [ 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。
; F: _* k) g7 y
$ _$ b* w1 S$ \2 m0 d 因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   
4. jmp $
   ) ~- w8 L* z6 D5 g4 h2 t& D9 z4 Q' i

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
   6 P9 k. t. z& k! y* p, Q: t
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   
4. jmp $
   / f) T1 J5 B7 W- D3 s

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
6 k! R. ]. A6 v  J; A    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
   5 Q& M! a& ]- e
2.    

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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：
: J5 W' _0 p8 h  Vmov     dx, 64h  
: b) M/ l( L" [/ l1 Ymov     al, 0FEh
out     dx, al         
in      al, 92h
or      al, 1
out     92h, al
/ y* g; c8 U$ Y. \- x; Vmov     dx, 0CF9h
% H* V6 k5 x8 k% v8 S0 A) pin      al, dx
) h1 }6 r) w5 B% Tor      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:
! h7 ]9 K0 t% K; H( ?7 gIf(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) {
0 k& {0 b% P8 j  d, z( I% x6 f: D4 R  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
# x6 Z; x: ^: J# J. y} 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
}
+ y. E$ D7 }4 }9 N+ T
9 J& K* |" B! O  b& n2 r+ ]如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
. }8 Z9 x: u2 F+ y6 g4 L1 LReset 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...
不解ing....
3 p5 H& v6 ~, d& I0 Z$ R这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
" K6 M" C! _& A# `' J& J* o5 N- {% B! 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
INIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
0 v; V4 w8 _0 Q5 h4 I# w0 q, l5 |% _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,
      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）