Bios工程师手边事

情景1：玩游戏久了，内存使用率噌噌地往上涨，太卡了。于上按下WINDOWS左下角开始菜单，点“重新启动”按钮，过一会重新进入OS，不卡了。

情景2：使用电脑时，经常遇到机器无法正常工作。不得已，只得按下电脑机箱的RESET按键。电脑重新进入OS后，我们又可以愉快地玩它了。

这些都是重启，我们经常使用，但并一定了解里面的细节。本章内容就总结一下相关重启知识(PS:不敢称RESET，因为RESET包括的知识更宽泛)。

重启就是将全部或一部分系统环境置为初始时的状态，至于是全部或是其中一部分被置为初始时状态，要靠重启类型来决定。不管重启类型是哪种，CPU PC指针都会指向一个固定的位置0xFFFFFFF0，从这个地址开始执行代码。重启类型，从肉眼来看，可以分为Full Reset和普通重启两种。Full Reset，我们会看到电源灯灭了，过一会，电源灯又亮了，即掉电又上电。普通重启，和FULL Reset不同的是，不牵涉电源状态切换。

1 Full Reset

下Full Reset命令后，PCH的S3#,S4#和S5#变低，电源逻辑控制模块检测到这几个SUS PIN变低后，便拉掉平台相关的电源，但RSMRST#不能拉低。过几秒后，南桥PMC会重新将S3#，S4#和S5#拉高，电源逻辑控制模块再重新上平台的电源。此时，CPU程序指针重置，整个平台的代码开始跑。

下图是RST_CNT寄存器的详细解释：

图1 RST_CNT示意图

BIT3便是FULL RESET位。重启时将此位置1，SLP_S3#,SLP_S4#和SLP_S5#就会被拉低3-5秒钟。有时候我们会很奇怪，改了SETUP菜单的值，特别是有STRAP相关的选项，电源便会掉几秒钟，然后再起来。这个就是FULL RESET在起作用。

2 普通重启

相对于Full Reset，我们更常用的是普通重启的功能。本文开篇提到的情景1和情景2都属于普通重启。它不牵涉电源切换，所以电源灯一直亮。普通重启后，CPU大部分MSR寄存器，都会被初始成默认值，包括CACHE LINE也会置成初始状态。

根据PLTRST#是否动作，普通重启分为冷重启和热重启两种。根据图1所示，冷重启，就是PLTRST会有一个大约1ms的低脉冲的类型。热重启不会产生PLTRST的低脉冲。它们之间的区别是，冷重启除了重置CPU，还重置PCI设备。

2.1 冷重启

主要有两种方法。

方法1：使用RST_CNT寄存器的SYS_RST，将SYS_RST置1，如OutportB(0xCf9,0x06)。

方法2：将南桥的SYS_RESET#拉低，机箱上电源开关旁边的小按键就是拉的这个PIN。

2.2 热重启

主要有三种方法。

方法1：使用RST_CNT寄存器，将SYS_RST置0。如OutportB(0xCF9,0x04)。

方法2：使用InitRegister port 0x92，其中bit0 INIT_NOW全置1。如先使用Data保存0x92的值，然后执行OutportB(0x92,Data|0x01)。

方法3：使用南桥的RCIN#，将其拉低至少16个PCI Clock。这也是OS重启最常用的KBCRST方法。做的时候一条语句搞定，Outportb(0x64,0xFE)。

这几种方法，其实都是间接通过南桥，最终拉低CPU INIT# PIN做到的。

3 ACPI OS重启

ACPIOS将BIOS作为它和硬件交互的桥梁，BIOS将硬件信息提供给ACPI OS的同时，也将重启的方法提供给了ACPI OS。

众多ACPI Table，FADT是最重要的Table之一。FADT有两个字段：RESET_REG和RESET_VALUE，如果FADT的Flags中的RESET_REG_SUP为1，则操作系统便会使用OutportB(RESET_REG,RESET_VALUE)重启。RESET_REG可以是0x92,0xCF9也可以是0x64。如果是0x64时，FADT的IAPC_BOOT_ARCH字段的LEGACY_DEVICES和8042位也要置起来，代表平台支持KBCRST#功能。

（注：本文基于INTEL平台所写。INTEL文档是把Full Reset称为ColdReset，但BIOS代码中都是将hard reset当作冷重启。还是以代码为准吧，毕竟我们是软工，CODE才是我们的生存法宝。）

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