[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.
" B) J! v/ y6 w5 m+ o
( l9 ]+ U$ m  W1、KBC Reset
4 `) j- [3 }4 p; f* l( s 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. ;----------------------------------------------
   3 d! w  a2 m: j$ D: D' j; D
4. ;    2007-12-11    bini.Yi/易祝兵    For teaching
   
5. ;----------------------------------------------
     k: n2 ]5 n0 P$ X. r. Q  e
6.     .386
   
7.     .model tiny
   
8.     .code
   0 G, u0 P7 j2 [9 n- c
9.     org     100h
   % b% ~; z8 K& I6 b
10.    
    
11. ;; 如下代码参照 《PC技术内幕》第8章 键盘系统
    / h" C* {: M+ ^* n0 R1 Q- g
12. 
    
13. START:
    1 I* T; {! B5 o
14.     mov     bl, 0FEh                ; KBC Reset命令
    
15.     call    keyboard_cmd            ; 不应该有返回
    
16.     hlt
    & p' e+ X+ @( J2 R0 ~  B
17. 
    
18. IODELAY MACRO
    4 C. W/ E8 e" @0 M: M
19.     out    0EDh, al
    ! n* Z: Q6 [0 z) X( Y! \
20. ENDM
      Z- ~8 v3 ]5 V( c+ c# T
21. 
    
22. ;----------------------------------------------
    $ f- x* p& [4 P" L( M' Y
23. ;    keyboard_cmd()
    * G* Q: }+ t- d! d6 Y1 n
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
    4 n; G  I4 B3 Y  @
29. ;
    : |( _$ W# x  E% U8 V/ n$ E
30. ;    返回    如果 ah =0，则成功
    
31. ;            如果 ah =1，则失败
    1 r7 d' e- T6 B4 \" H5 }' i4 N
32. ;----------------------------------------------
    3 ^$ ?* ?, B+ A6 `9 k8 z$ j: W
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
    , S( b8 A- a: V
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）
    ; \& r5 X/ j3 r" q9 V. z* b9 P. M
41.     jz      cmd_send                ; 缓冲区空，准备接收命令.
    
42.     loop    cmd_wait                ; 缓冲区满，重试
    
43.    
    
44.     jmp     cmd_error               ; 超时，失败
    " l8 d( Z# A! |. }( Z8 R' K: E
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
    ; P; e) f0 @3 T8 H
50. 
    # b+ v* `( s& R; o9 d
51.     xor     cx, cx                  ; 超时计数器(64K)
    8 p* [! I2 V, ]! F# r( W8 f" s
52. cmd_accept:
    
53.     in      al, 64h                 ; 获取控制器状态
    
54.     IODELAY
    / A7 C1 [5 `" A4 N
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
    
57.     loop    cmd_accept              ; 缓冲区满，重试
    ' h4 E* t0 ]% A5 L8 x9 l" x
58.    
      ?' ^$ u: C$ O% C$ O7 v6 L  z
59. cmd_error:                          ; 超时失败
    
60.     mov     ah, 1                   ; 失败返回状态非零
    , u+ l$ r; D  J2 v! _+ ^
61.     jmp     cmd_exit
    0 e6 ]  E& v6 \4 Q4 U
62. 
    
63. cmd_ok:
    # {- ~9 D% A  M. T& |- [
64.     xor     ah, ah                  ; 成功返回零
    
65.    
    
66. cmd_exit:
    8 S, R8 ?3 J  e$ w. @' Z# |" O4 N
67.     ret
    : A6 I) ^0 W8 ?9 _$ S
68. keyboard_cmd    ENDP
    " p* R! F# G% j& @$ {) |# W- F
69. 
    
70.     END    START

复制代码

2、PORT 92h
/ x$ a1 f' N5 n( p/ q+ G% x 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
   ! {) `( S4 F% d2 j7 e& k% R5 ~
2. IODELAY
   ! g% A; c5 i$ [! m) H2 C% Y
3. or al, 1
   ( j; B: u: y8 R. S  f0 S' _
4. out 92h, al
   
5. hlt
   

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。
9 |" A' t- v- a6 g" @6 N 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：
         

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。
1 L- }2 ^' c7 C! r9 o+ q" E
因此你可以用下如代码Hard Reset：

1. mov al, 6
   0 g3 m$ {! p6 t8 A! X4 ]: J
2. mov dx, 0CF9h
   ; @0 @4 i* |/ b2 ?
3. out dx, al
   7 i) A) }4 o# P. s* I
4. jmp $
   ! k9 n! \+ k1 t- p8 ?% g

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
   # h, P. T$ v1 ]  L& C3 u. ^- s2 J
2. mov dx, 0CF9h
   2 ?1 Y. V. }) U9 z
3. out dx, al
   6 k7 Q( ~( E2 p1 \4 ~
4. jmp $
   

复制代码

4、Ctrl+Alt+Del
3 ]  K3 `' i: o    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
   3 w; U; r) H: k7 {* a& Z
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：
* d7 y, `+ @5 C! ]& J' N" l, zmov     dx, 64h  
mov     al, 0FEh
! ?/ e2 ]0 H5 c4 M% T  \  g6 mout     dx, al         
in      al, 92h
or      al, 1
out     92h, al
5 n3 P4 s' ~: \2 cmov     dx, 0CF9h
2 q. F; Y# i" K- \) s: min      al, dx
5 W/ W. A; p# H9 |4 m: mor      al, 6
) {" N+ m( G1 A2 H* e% B3 aout     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) {
; m! A( q% {' R* Y) x  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
}
  R$ O6 Q+ f& q; _! G% p/ o3 p
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
9 E& z1 q' m: t- z$ v, vout 92h, al
hlt
) |: d  L. g6 Y; _
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
* d  h1 X2 q) |( p& M: [但是在EISA中 bit0 只给了4个字的说明 :普通情况...
不解ing....
, v/ G2 Q; `: m7 ?这样看 是不是 bit0 = 1也是做了重启？还是别的？
  _; ~) ^' [: p, `3 ~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
. h; y$ b+ x  F4 z) _0 }INIT_NOW — R/W. When this bit transitions from a 0 to a 1, the Intel® ICH7 will force
9 L2 g& T8 k8 W1 w5 \, jINIT# 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:
) _! C' I4 a1 _+ R3 D   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！
  [0 l" e1 ^6 Y" ]! q9 e( l  melow 平台（SCH+AMI CORE8）