[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
/ Q7 g: z: S) ], D 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
   5 p0 u8 z$ d" P& h5 ^
3. ;----------------------------------------------
   % ~  L5 y8 U0 p, M
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   # q- _; h2 n' J4 R
5. ;----------------------------------------------
   0 B# x  k. B; x* q
6.     .386
   ( e0 G9 k) J8 |! v: ]4 Q2 F* C& s7 K
7.     .model tiny
   , ~! R( A8 Y/ {; Y+ P
8.     .code
   
9.     org     100h
   8 }" n+ r- a3 ^+ s" h. Q; }
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    $ ?) |8 y2 d8 ]: r% ~5 d
12. 
    ; Y1 x- a' O- y( `6 L8 R8 I. ]
13. START:
    6 v- u: T& U) P6 ]( j" ~: Q
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    : u0 u6 C/ `1 Q. @$ r* D
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    ' a5 a! g- a7 w- ~( d, W
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    8 ]6 ^+ p1 F4 k$ ]5 u3 y
19.     out    0EDh, al
    * }5 ]  f9 \0 t9 K. e
20. ENDM
    ) n4 u- ~0 J+ ?7 q
21. 
    2 C# ?5 s9 f) j6 w" h2 B* D
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    ) X8 r# s. t, F" x
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    1 D+ L' B0 L( h, ^* S
26. 
    
27. ;    调用    bl = 命令字节
    
28. ;            ds = cs
    4 ]. f( {( {& h  x: Z' Z+ B
29. ;
    : O% v: `2 p2 A8 W4 x1 H
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
      D& Q7 W6 b" Q0 r. \" a5 d) @
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    & s* J/ e9 G& _3 Q' [. |6 Z
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    1 u+ ?5 S' d- Q( G, e2 i
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    6 Q# j; A6 d6 V: o
37. cmd_wait:
    2 r- l& a# }0 [5 g& Q  i' s8 y( ?* B
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    / z8 s( O5 N0 l7 J
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.
    # N. ?, _7 y$ y8 `
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    4 n/ e0 t: R& F+ m
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    ) T, t  A  h5 ^. @& j* a3 E6 E: `1 X
46. cmd_send:
    
47.     mov     al, bl                  ; 取 bl 中的命令字节
    & J* ?7 A0 o4 ]( P- z1 H3 J
48.     out     64h, al                 ; 发送命令字节
    
49.     IODELAY
    7 a: u. x* G/ G8 S* E3 r, O  m
50. 
    
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    . d* T; d/ a7 u* L6 A! q
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    ( X+ }# u, x6 f- Q  F( \7 q& u
54.     IODELAY
    8 Y5 ~( v, Q! d7 H" b8 `
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
    7 X3 V# r' t' Q" P/ J( p$ j( ?
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
    & I. D" k4 f& P
61.     jmp     cmd_exit
    
62. 
    ( H- Q5 s; `/ ^! r6 z
63. cmd_ok:
    
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    6 P8 Z* v/ H5 r; g- v
65.    
    & G4 `# c3 E  [5 e* u7 A% _! B
66. cmd_exit:
    $ Q0 b5 p/ i- S" p! [' B
67.     ret
    
68. keyboard_cmd    ENDP
    ' F5 m4 g8 q5 T# n6 v% E5 r
69. 
    1 H4 p+ f8 r; `) I  \: R
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
0 e4 q3 v: l1 [6 `( p, A8 Y 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! f2 s8 u# f7 ^) o
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   . S0 D  c) A5 b7 A$ J. y" G
4. out 92h, al
   
5. hlt
   . ~2 \2 p- d8 [  R# X

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。
- C: Z2 }1 ]; | 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：
' n' D4 r$ f1 ~( @) w: N$ t         
" D, `8 @8 H' w- u3 J- q
( M2 }$ n/ g& N  W5 N 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
   2 ~3 {$ C' n. T0 z* P( n: a
2. mov dx, 0CF9h
   
3. out dx, al
   
4. jmp $
   , d- D, L3 P5 j- v, l0 V

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
   
3. out dx, al
   - j) n( q5 t/ s9 o6 y+ d
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
   % w6 Y" E& N, V7 g4 o8 C* J8 W* u
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。
4 B. W2 g. f1 c' g还有人这样写：
mov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
9 k- |' [# i# M/ ~* Gout     dx, al         
6 @& ~& ]% Q8 b* u0 U3 Pin      al, 92h
or      al, 1
* V& S" n# n# Z0 a" uout     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
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 {
  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
. h4 M- \0 J/ J" P2 s}

0 Y" n) t5 D& m4 C/ K9 Z. M  T! |: ^如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
2 z# Z+ N# t& u$ j! |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
3 i: \0 t( V! O2 R& X0 U  K4 LIODELAY
or al, 1
( x  m* U3 t! T2 o2 O! Fout 92h, al
hlt
  H. z' y8 D( b8 l8 p
1 g' p+ b' q! h' M" x% C( A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
# }6 O3 q$ y+ o- e5 }但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
不解ing....
5 F& Q# x4 U$ J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
, g1 r4 t2 n. {INIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
" \8 C; F2 W9 R% ~1 H7 g) XINIT# 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,
: g3 c# C) x  L9 `' i- c& y5 T      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！
6 k4 j$ f& ]) J4 r+ \  melow 平台（SCH+AMI CORE8）