[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.

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. ;----------------------------------------------
   
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   / f# }( ^4 q6 g) `( q0 _7 j0 {
3. ;----------------------------------------------
   & |5 O: _$ v" H+ p  Y) C
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   ) h1 ~" _# c9 j* Y2 ~1 T! C' {
9.     org     100h
   
10.    
    7 o1 L" G/ I( L
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    9 |0 R0 {4 J" w8 E' @" F
12. 
    
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    ( d0 U" L$ U$ D4 }" w( k# d
18. IODELAY MACRO
      v) U2 L1 p- p4 I0 l# ]
19.     out    0EDh, al
    % g# b" D% t1 m) o5 R
20. ENDM
    + d* I6 e! E4 M( ?; n9 _3 [3 N
21. 
    9 ~, |& w6 ^/ }2 I" `
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    ! v8 F3 @% i/ R4 D9 `
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
    
29. ;
    
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    " ]# a! o4 e$ @9 ?
32. ;----------------------------------------------
    " ]3 b1 i! Q' D! k2 r
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    ; j( D  B! d( G2 X" V
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
    
39.     IODELAY
    $ Z' G/ Z6 j! a$ ^9 u2 q
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 l& S: j0 b$ t+ \3 A) B9 @% h
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    & `# |& C# M. p7 W7 y. n6 U& }
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    
46. cmd_send:
    
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    " D, t8 A- l0 J
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    
49.     IODELAY
    $ f5 V+ E8 B/ B2 }+ X) h0 m" U
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    2 }* P# [3 N$ f! ]/ |/ N
52. cmd_accept:
    * S" O: l  o& e( ^7 B6 M1 e. M
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
    9 B* w- M8 {* I9 ~. Q
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    4 i$ i  @, `9 Q3 t+ _; b1 y
61.     jmp     cmd_exit
    : Z. @1 ?  ?# i! X$ |; Y
62. 
    
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
      S5 B/ B5 Z, T- u! k& U1 i
65.    
    3 n7 N. x& d6 K. _' }2 l
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    / x& b* K8 K2 @. \  h- h( {
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
# n4 Q4 U' g4 |6 S 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
   $ N, i  R( F$ u3 i& Y+ X  l1 d
2. IODELAY
   # t4 w  x& T6 o- f
3. or al, 1
   
4. out 92h, al
   ( P. M1 _2 \, o, w) ^7 v
5. hlt
   : N0 R+ |0 F7 v% [2 p  z

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：
         
  s# ^' Z4 K& i# Y
1 L5 m0 N) _: }0 U4 p1 D3 G# H 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。

5 G- S4 K' ^( Q& u  w 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 o2 x- I9 w! h  H! g* B
4. jmp $
   8 C# V$ a) X  L6 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
   5 `9 G( K% `4 y/ x. h$ V0 b) S
3. out dx, al
   / i8 H  K; z2 d3 P' r
4. jmp $
   & n* E, ~& ~$ r% X( f

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
   * K  E, X3 R$ l; n, E2 x
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  
+ R2 n  g; J. q; \3 ?! z7 pmov     al, 0FEh
out     dx, al         
in      al, 92h
( n" G- A5 T5 v% E6 D5 J3 Mor      al, 1
( d( ?* i- o* n" k  t1 bout     92h, al
mov     dx, 0CF9h
8 }& @8 L. D- l7 \' i' x# _& ]in      al, dx
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
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:
% G. D  u  Q" I: tIf(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) {
  Q9 W6 m+ ^, ?  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
; d- P) C# o% [; s7 q7 T! |} else {
9 u1 O: _- e: e8 r) E  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
% Y5 o3 l" ]& |8 M0 b}
9 D/ s/ {- l" M& y
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
% i, r& S3 z8 y" T4 n0 T5 aIODELAY
. K8 G  _- x! A" e7 Q, n& ?6 lor al, 1
out 92h, al
5 G, d9 x, g% Y" z' o+ a. G9 @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....
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
# l5 [+ R/ H& ^' Y' `3 }4 U$ bINIT# 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,
) a) J7 t( u! {# E      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）