Linux设备驱动简析—PC重启源码分析

neilengineer

    Linux在PC上的关机和重启可能由两种行为引发，一是通过用户编程，一是系统自己产生的消息。用户和系统进行交互的方式也有两个，一个是系统调用：sys_reboot，另一个就是apm或acpi的设备文件，通过对其操作也可以使系统关机或者重启。

一、从reboot命令开始
       reboot命令会执行系统调用来实现重启。我们在运行reboot时，会打印下面信息：
Restarting system.
这句话在kernel/sys.c的kernel_restart()函数中打印出来。

而调用kernel_restart函数的地方是，sys.c中的reboot系统调用宏定义中：
SYSCALL_DEFINE4(reboot, int, magic1, int, magic2, unsigned int, cmd,
              void __user *, arg)
{
……
       lock_kernel();
       switch (cmd) {
       case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART:
              kernel_restart(NULL);
              break;
……
      
kernel_restart函数实现如下：
void kernel_restart(char *cmd)
{
       kernel_restart_prepare(cmd);  //重启前，向其它部分发出重启的消息
       if (!cmd)
              printk(KERN_EMERG "Restarting system.\n");
       else
              printk(KERN_EMERG "Restarting system with command '%s'.\n", cmd);
       machine_restart(cmd);   //实际重启
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_restart);

对于X86平台的machine_restart实现在arch/x86/kernel/reboot.c中：
void machine_restart(char *cmd)
{
       machine_ops.restart(cmd);
}

       其中，machine_ops定义和初始化如下：
struct machine_ops machine_ops = {
       .power_off = native_machine_power_off,
       .shutdown = native_machine_shutdown,
       .emergency_restart = native_machine_emergency_restart,
       .restart = native_machine_restart,
       .halt = native_machine_halt,
#ifdef CONFIG_KEXEC
       .crash_shutdown = native_machine_crash_shutdown,
#endif
};

可见，restart函数是native_machine_restart，其实现如下：
static void native_machine_restart(char *__unused)
{
       printk("machine restart\n");
       if (!reboot_force)
              machine_shutdown();
       machine_emergency_restart();
}
       而native_machine_restart又调用了machine_emergency_restart函数，如下：
void machine_emergency_restart(void)
{
       machine_ops.emergency_restart();
}

       最终，实现X86重启的函数native_machine_emergency_restart如下：
static void native_machine_emergency_restart(void)
{
       int i;
       *((unsigned short *)__va(0x472)) = reboot_mode;
       for (;;) {
              /* Could also try the reset bit in the Hammer NB */
              switch (reboot_type) {
              case BOOT_KBD:
                     mach_reboot_fixups(); /* for board specific fixups */
                     for (i = 0; i
                            kb_wait();
                            udelay(50);
                            outb(0xfe, 0x64); /* pulse reset low */
                            udelay(50);
                     }
              case BOOT_TRIPLE:
                     load_idt(&no_idt);
                     __asm__ __volatile__("int3");
                     reboot_type = BOOT_KBD;
                     break;

#ifdef CONFIG_X86_32
              case BOOT_BIOS:
                     machine_real_restart(jump_to_bios, sizeof(jump_to_bios));
                     reboot_type = BOOT_KBD;
                     break;
#endif
              case BOOT_ACPI:
                     acpi_reboot();
                     reboot_type = BOOT_KBD;
                     break;
              case BOOT_EFI:
                     if (efi_enabled)
                            efi.reset_system(reboot_mode ? EFI_RESET_WARM : EFI_RESET_COLD,
                                           EFI_SUCCESS, 0, NULL);
                     reboot_type = BOOT_KBD;
                     break;
              }
       }
}
       一般情况下，运行reboot命令，进入的是BOOT_KBD这个case，然后，运行到BOOT_TRIPLE这个case，对于下面这句话，
__asm__ __volatile__("int3");
       本人找了N+1本书，发现这句话的作用是产生一个breakpoint异常。
       而实际重启的实现是在BOOT_KBD这个case中的：
                     for (i = 0; i
                            kb_wait();
                            udelay(50);
                            outb(0xfe, 0x64); /* pulse reset low */
                            udelay(50);
                     }
      
       对于outb(0xfe,0x64)原理，我也不清楚，ICH8芯片手册找了没找到，Intel 965北桥芯片手册也没找到，网上说：
在不通过bios进行重启的情况下，系统向端口0xfe写入数字0x64,这种重启的具体原理我还不大清楚，似乎是模拟了一次reset键的按下。
       知道的XDJM们在评论中告知一声，谢谢。

二、APM和ACPI
acpi模块的相关源代码在linux/drivers/acpi/中，以后有时间将对其进行具体分析。


注意：本文基于linux-2.6.28和X86平台进行分析。

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