[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.
  _  S, d& y3 L2 V/ H
* Y  u, r$ i8 C* w/ |5 B( N8 T( ^1、KBC Reset
+ |6 |2 I( T/ N1 a$ v 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
   
3. ;----------------------------------------------
   ( m- e: Z  o7 B6 N
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
   % S- i2 o4 k9 h" e$ @
6.     .386
   
7.     .model tiny
   4 W- k4 o% L3 z, {" c
8.     .code
   
9.     org     100h
   
10.    
    , M& |6 I  y' W7 P9 u* d4 h
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    , p. O/ t* O  g. {* x
12. 
    
13. START:
    
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    
17. 
    " ~1 x- w5 ^& c
18. IODELAY MACRO
    
19.     out    0EDh, al
    
20. ENDM
    0 E/ Y3 e9 A/ W  r$ ~% y
21. 
    # S* O+ h' j# W3 }3 x
22. ;----------------------------------------------
    
23. ;    keyboard_cmd()
    
24. ;----------------------------------------------
    
25. ;    如果由于缓冲区满超时，则 ah 返回非零
    
26. 
    6 T1 C* a  l+ p' W
27. ;    调用    bl = 命令字节
    ( P5 e$ J( K7 M4 `0 Z  v
28. ;            ds = cs
    
29. ;
    - G- e8 t; ]) l9 R
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    4 l5 m6 _2 x+ {  p" ~2 D, C6 f! a
31. ;            如果 ah =1，则失败
    ; q+ |! _2 M" q
32. ;----------------------------------------------
    
33. 
    4 Q( R/ M7 H6 w- H) o
34. keyboard_cmd    PROC    NEAR
    3 }! B9 |) Y, r. w. \
35.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    
36. 
    3 z9 z- U4 M/ L
37. cmd_wait:
    . C$ r. W. }3 Y* ^. \1 E
38.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    ; `7 j- v/ @) d3 Y) P6 }( `
39.     IODELAY
    0 k5 K$ v& q# E  G# G( B/ }+ X
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.
    3 W6 @( R+ M& f2 o4 ^9 ?& F
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    # j) U; U) R" G( V) M6 z
43.    
    ' T: ^6 g; g0 h* \6 ~  v& _
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    # {/ |' f: c' t
45.    
    + l* e$ @: s; D9 \8 F& K
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
    - m6 v  x  n3 D% V" w+ h
49.     IODELAY
    
50. 
    ( {4 _; l( m4 H; [& P- j# X$ B
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    2 v! B/ o) H: \$ \3 p0 s) {0 Y# K* w
52. cmd_accept:
    / T* v/ a3 I; a! 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
    / t/ ?7 d, _1 M7 l! ?
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    % F: H! `9 K4 _
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:
    ) j$ G' X+ p) r. I' `
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    
67.     ret
    $ N" h/ a" A- [& l* J
68. keyboard_cmd    ENDP
    
69. 
    " Y+ Z5 N* }" Y+ w/ Q
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
   
2. IODELAY
   
3. or al, 1
   & X# u0 V% v9 d- S; P& F% p" h/ P
4. out 92h, al
   2 }; T9 H" y- y
5. hlt
   

复制代码

3、Reset Control Register(Port CF9h)
/ W( N# g) E% Z% z' C 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：
9 \8 b0 N7 A3 \; ]0 X         

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
   
3. out dx, al
   
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
     R- w) S1 q! X" S
3. out dx, al
   0 [6 r0 N) \- X: U+ w" k0 Z" ^% e
4. jmp $
   7 R" ~3 P% \) _

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
   
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  
mov     al, 0FEh
out     dx, al         
, W/ k7 e( e9 o, }7 J7 q# S8 n. P2 fin      al, 92h
( R, s4 U: S6 Z  m! tor      al, 1
4 q+ T) ^  Q7 b6 W: M: nout     92h, al
mov     dx, 0CF9h
in      al, dx
9 A/ c# B4 Z/ Tor      al, 6
8 m. o% k/ C6 y. H3 b7 U; yout     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:
) R; R2 Y% j8 p# I+ [$ YIf(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) {
% R; j' q8 V& @+ R" l3 P0 b6 ?$ k  通过FADT报的RESET REGister和REset value reboot;
} else {
7 i3 D2 ^5 @1 H  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
}

如果是UEFI的Windows，可能通过ResetSystem() runtime service来reboot.

xtdumpling

Reset Register=0xCF9, Reset Value=0x06 or 0x0E ?
- b' r6 o$ ^, ^7 YReset 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
  v0 Z! W$ g) I/ Oout 92h, al
hlt

1 Q% E( I4 ~: d8 Z# z0 K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
3 T9 r1 F5 u& \& P8 L3 N6 x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？
3 D5 H0 T7 X, u; R; a* ?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
7 ~& d/ }( v6 x( J! O6 c: mINIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
/ k6 g3 {+ e9 I2 tINIT# 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）