[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.
% v% ^$ @7 G0 z) f/ X7 C0 A+ l
1、KBC Reset
8 f0 c0 F, [( E! A2 w' V1 m 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. ;----------------------------------------------
   - u) G* C! d7 A6 h; j5 a
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   ( i* ~* X1 e: u; D  `/ m) {1 i% [
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   2 h3 D! X- b! f$ y5 [9 @* ?
5. ;----------------------------------------------
   
6.     .386
   + X  \! ^! z6 L' j+ v
7.     .model tiny
   
8.     .code
   
9.     org     100h
   
10.    
    . W8 V" k8 M' m8 x" N7 {: T' K3 Q
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
    - x3 e' V" b5 E* U9 F+ t1 Q$ k" L
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    & o1 S! }9 \" ?) \( l" E- \" h
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    . z0 N) t( x+ k4 [1 t, b
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    ' f: w4 J% o5 g# O$ ?) e
26. 
    ' o  y! O5 Z) S" d% V8 f
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
    - C" `  C3 D  ^! f1 R
32. ;----------------------------------------------
    $ v1 _( L+ E  U8 ]5 r! L( }
33. 
    
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    ' R/ {  y0 g) H# q+ |5 ]
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    6 p% Z: ?1 ]6 x9 s' _
36. 
    
37. cmd_wait:
      Q/ }' X4 S+ s* C
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    0 `7 e1 @' @" M6 A
40.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    , E0 Y+ E! l5 o. q& w
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    + c: p: ^1 b4 Y4 _
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    , ~  |+ L: y/ m
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
      B- U$ s: }9 L. s5 v% ^
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
    
49.     IODELAY
    
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    : p2 s' D+ K% a, b
52. cmd_accept:
    " p# S0 }) D- f# s
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    . F0 D( u/ p! E# N8 q, [) q' t; \
55.     test    al, 2                   ; bit1,输入缓冲区满？（控制器是否有数据没处理完）
    0 S5 I5 f) _. Y. D
56.     jz      cmd_ok                  ; 缓冲区空，处理完
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    
58.    
    , t) L5 u8 U' G: ~& E. `' a! h
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    ' R5 }2 ?0 F9 S, F3 @
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    5 M  ^& I0 I8 Y8 W
65.    
    
66. cmd_exit:
    ! d. z6 N, S+ k( k2 ~
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    + @" D; N& J6 x: O+ g% c  G
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
   ' g5 x% `6 v0 H7 }$ n; W6 i
2. IODELAY
   $ g' c" r7 X: @
3. or al, 1
   , u$ o" U6 y4 N; o8 s  b: Z
4. out 92h, al
   : \3 w4 y4 N  Y8 b4 V% ~+ ~
5. hlt
   

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
$ ?7 U( ]& C6 T/ i3 W! T 用此方法控制Reset，各Chip极有可能各芯片产商的做法会不同。
  ]2 [$ d" a& \& d, l. j 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：
, b$ d0 o% C: N1 r: ?8 k6 m* Z3 z         
' M( R7 K( j  P" t8 w
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。

因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   ; a7 _- H$ R7 ^4 Y
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   5 o* F. Z: i, b+ J- H
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
   / G  b7 Z) p  s$ `
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   + ^$ f5 y8 U# N
4. jmp $
   

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
4 I( W: t+ U1 B0 `    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 g/ x' q* |" X& g
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。
8 @% L5 w0 g( i& ~, l) E% a还有人这样写：
& k; z( R6 o( F* `mov     dx, 64h  
5 @5 Z' Q/ U% X9 L$ w0 ^' }9 ^: Emov     al, 0FEh
4 ^/ R$ j8 G$ x) ~9 |) |: d8 Iout     dx, al         
1 c" K  Q2 B8 E4 l2 o4 U" min      al, 92h
: E0 N! Q' P! R7 N% h8 g% Y8 ~or      al, 1
out     92h, al
mov     dx, 0CF9h
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
! L  z8 w( j( Z  I1 d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:
- X' t$ G9 v$ E( g* n1 sIf(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 {
  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 R! S+ R; B7 [! s# F
$ Q* U9 x' G3 l. g! L6 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 ?
0 o: q6 i/ G, q# d) v/ N; }9 v# c9 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
* Q" V, A; m# ~! J4 ]or al, 1
out 92h, al
& J0 X3 O8 C5 {( y& A2 O( j9 p& v2 Nhlt

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...
# `. m8 d1 R. P& Z/ d; \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
% x6 V, N, j; F, }% Q9 z2 SINIT# 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:
. G( C( H' q8 Q, V   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！
" x7 i# L" {8 e  melow 平台（SCH+AMI CORE8）