[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.
; g+ }( U/ J  E4 W# t7 s  X! @  ~6 @5 X
0 C( m) @& I6 L1、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. ;----------------------------------------------
   # b5 X% P; d0 t) L- C
2. ; 文件名：KBCReset.asm
   
3. ;----------------------------------------------
   
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   ; P' Z9 I( j. T4 F* r- W8 o. w, m
5. ;----------------------------------------------
   8 @# \$ S9 `" p& f
6.     .386
   
7.     .model tiny
   2 R' X- Y8 e9 b1 W
8.     .code
   
9.     org     100h
   
10.    
    ; M/ C# |; e( i" r! {
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
    ) t" Z3 j& }! m* }& j1 b7 I* g5 o8 b
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    : r! L; ]$ D# F
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    4 R/ L& W  |3 l% U2 z6 _$ C
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    9 D& L5 _3 v% G. o
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    9 X$ ~2 R$ Y5 O& u: O
26. 
    % p& `% ]  b& A3 d% w
27. ;    调用    bl = 命令字节
    3 Z' M: T. [' }
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    ! E4 l  ?- N3 f9 @
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    & ^+ t4 C3 s. A: @$ ]7 x) S: B
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)
    
36. 
    
37. cmd_wait:
    
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
39.     IODELAY
    ' G6 P$ j8 }- u- L# |
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.
    ; p6 X! [6 Q! v6 f' a
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    + @' h0 w) h) _5 |0 K
43.    
    8 T0 x: v1 v  V9 e6 X: e, ~
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    
45.    
    - Z, U) b9 w. p) Y% U5 j
46. cmd_send:
    ) O0 s, E2 l+ D
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)
    
52. cmd_accept:
    & p. }( U# [/ ]: N" ~3 Z9 s
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
    & w8 s% k" l7 k. i1 G3 R, m7 o
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    " t$ c$ j0 w( C$ C3 R2 _* t( A
58.    
    # z, S( U; G4 d! c5 q1 P
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    
61.     jmp     cmd_exit
    ) o" x/ W1 S1 G( N" a
62. 
    : z+ ?" a4 B$ k4 k0 @! q8 ]
63. cmd_ok:
    $ M6 ^, o5 X; G9 Z$ @* c; r1 }
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    ( R' Q' }; A* i+ h
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    ) B) k/ E( Y- D
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    # J# D: J. n- O
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
" s1 B# P1 l4 s. c$ W' a 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
   0 B) d" c5 R5 Z, c8 ]) X0 C  y
4. out 92h, al
   
5. hlt
   6 ^# N' Z1 m/ k2 V' M2 b

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。
# l8 {9 z1 G: |. f4 X; ` 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：
) Y; N: |0 H* B" h' M         

. {# z1 ^# U8 X" \/ D 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. mov dx, 0CF9h
   9 P3 p* f8 w  O
3. out dx, al
   - D; G/ n  D$ y* I1 ~; {% Z
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
   
2. mov dx, 0CF9h
   7 k1 y0 `1 g# W
3. out dx, al
   
4. jmp $
   

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
7 z( Y8 W) s! @- ^    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。
7 a) v' W5 g4 z2 B还有人这样写：
2 r  t) k4 ~7 l  Umov     dx, 64h  
  C! T; ^, y. A7 c+ Cmov     al, 0FEh
5 g- B$ g; E1 zout     dx, al         
in      al, 92h
/ w8 r5 G) H- r3 Q+ v7 N( j  qor      al, 1
* C2 @. y: l9 Sout     92h, al
" z; K  E1 J* `  `mov     dx, 0CF9h
/ ^6 f% k1 @2 c8 |  C2 \" k+ qin      al, dx
or      al, 6
9 k1 o" k* u2 G. H8 ~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
- U0 h  l- i$ s0 z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) {
; M3 W; r& o3 E2 b1 w  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
% {* {6 g$ f" `} 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
) j7 G4 m3 t! d( p% x}

& |3 l9 k: W, `' z7 v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
or al, 1
6 a6 u. O0 j6 gout 92h, al
hlt
- h" {2 @$ l) _2 F
! c9 ]" Q4 R, i' S+ O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....
5 w2 `1 _% g  W. O# _; N& J这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
6 C& [4 }" E6 H. Y1 c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
2 M% L' ^0 |1 m5 U! L8 j3 vINIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
0 F4 Q( }8 |+ |3 u8 HINIT# 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,
4 P( t, h: v( w: k# l$ Y/ d: G' p      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）