Bir bilgisayar kendini nasıl yeniden başlatabilir? Kapalı olduktan sonra, tekrar tekrar gelmeyi nasıl söyler? Bunu yapabilen ne tür bir yazılım?

tl; dr: Bilgisayarınızdaki güç durumları bir ACPI (gelişmiş yapılandırma ve güç arabirimi) uygulaması ile kontrol edilir. Kapatma işleminin sonunda, işletim sisteminiz bilgisayarın yeniden başlatılması gerektiğini belirten bir ACPI komutu belirler. Buna karşılık, anakart tüm bileşenleri kendi sıfırlama komutlarını veya satırlarını kullanarak sıfırlar ve ardından önyükleme işlemini izler. Ana kart hiçbir zaman kapanmaz, yalnızca çeşitli bileşenleri sıfırlar ve güç düğmesine basılmış gibi davranır.

Uzun ve başıboş ama bence daha ilginç cevap:

Yumuşak güç ve nasıl çalışır

Eski günlerde (peki, tamam, benim gibi bir üniversite öğrencisine 90'lı yıllar önceydi), AT gücüne sahip AT (İleri Teknoloji) anakartlarımız vardı.yönetimi. AT güç sistemi çok basitti. Bilgisayarınızdaki güç düğmesi bir donanım geçişiydi (büyük olasılıkla kasanın arkasında) ve 120vac girişiniz tam üzerinden geçti. Fiziksel güç kaynağınızdaki gücü açıp kapattı ve bu düğme Kapalı konumdayken bilgisayarınızdaki her şey tamamen bitmişti (bu CMOS pili çok önemli kılıyordu, çünkü onsuz donanımı korumak için güç kaynağı yoktu. saat geçiyor). Güç düğmesi fiziksel bir mekanizma olduğundan, gücü açıp kapatmak için herhangi bir yazılım yoktu. Windows ünlü "Bilgisayarı kapatmak güvenli" mesajını gösterir çünkü her şey park edilmiş ve kapatılmaya hazır olmasına rağmen, işletim sisteminin gerçekten güç anahtarını çevirmesi mümkün değildi. Bu yapılandırma bazenzor güç , çünkü hepsi donanım.

Günümüzde, ATX anakartlarının ve ATX gücünün harikaları nedeniyle ( izlemeye devam ediyorsanız Gelişmiş Teknoloji budur) farklıdır . Diğer bazı gelişmelerle birlikte (mini-DIN PS / 2, kimse?) ATX yumuşak güç getirdi . Yumuşak güç, bilgisayara gelen gücün yazılım tarafından kontrol edilebileceği anlamına gelir. Bu birkaç ithalat değişikliği getirdi:

• Bekleme gücü: güç kaynağı kesmelerinde etiketli bir "5v SB" veya "5v bekleme" konektörü görmüş olabilirsiniz. Bekleme güç kaynağıBilgisayar kapalıyken bile anakartınıza her zaman açık olan 5v'lık bir hattır. Bu nedenle, modern bilgisayarlara servis yaparken bir PSU sabit anahtarını (varsa) çıkarmanız veya kapatmanız önemlidir, çünkü kapalı olsa bile 5v SB'yi kısaltabilir ve anakarta zarar verebilirsiniz. Bu nedenle CMOS pilleri artık gerçekten de bu kadar önemli değil - 5V SB, güç kaynağı her ne zaman bir elektrik kaynağına sahipse CMOS pilini değiştirmek için kullanılır, bu yüzden CMOS pil yalnızca bilgisayarı tamamen çıkardığınızda kullanılır. 5v SB hattı, bilgisayar kapalıyken bile, bilgisayarınızın bileşenlerinin (en önemlisi BIOS ve ağ bağdaştırıcıları) bazı basit yazılımları çalıştırmaya devam etmesini sağlar.
• Akıllı güç kaynağı kontrolü. Güç kaynağınızın anakart (P1) konektörünün ucuna bakarsanız, tipik olarak PS_ON ve PS_RDY etiketli iki pimin dikkatini çekeceksiniz.. Bunlar "güç kaynağı açık" ve "güç kaynağı hazır" anlamına gelir. Denemeyi seviyorsanız, bilgisayardan olmayan bir güç kaynağını alın, prize takın ve topraklama hattını (siyah tellerden biri) PS_ON hattına (yeşil kablo) dikkatlice kısa devre yapın. Fan açılırken, güç kaynağı gözle görülür şekilde açılır. Anakartın + 5V SB'de çalışan bileşenleri, PS_ON pinine güç bağlayarak güç kaynağını açıp kapatıyor. Güç kaynağında şarj olması biraz zaman alan bazı kapasitörler ve diğer bileşenler bulunduğundan, güç kaynağının ana çıkışlarından gelen voltajlar PSU açıldıktan hemen sonra sabit olmayabilir. PS_RDY pimi bunun için var, güç kaynağının dahili mantığı güç kaynağının "hazır" olduğunu belirlediğinde ve istikrarlı bir güç sağlayacaksa ortaya çıkıyor.

Bu nedenle, güç anahtarınız artık bilgisayarı "açmıyor". Bunun yerine, düğmeye basıldığını tespit eden ve sistemin hazır olması için PS_ON'u aydınlatmak da dahil olmak üzere birkaç adım uygulayan ana kartınızın temel kontrol cihazlarına bağlı. Açma işlemini tetiklemenin tek yolu güç düğmesi değildir, genişletme veriyolundaki aygıtlar da bunu yapabilir. Bu önemlidir çünkü ethernet ağ bağdaştırıcılarınız bilgisayarınız kapalıyken açık kalır ve genellikle "Sihirli paket" olarak adlandırılan çok özel bir paket arar. MAC adreslerine gönderilen bu paketi tespit ederlerse başlatma işlemini tetiklerler. “LAN Üzerinden Uyandırma” (WoL) böyle çalışır. Saat ayrıca bir önyükleme başlatabilir (çoğu BIOS, bilgisayarın her gün önyükleneceği bir zaman belirlemenizi sağlar),

Güç Kontrolünü Anlamak

Peki, Yumuşak Güç olayını açıklarım, çünkü bunun ilginç olduğunu düşünüyorum (her zaman bir şeyi açıklamamın ana nedenlerinden biri) ve bilgisayarınızın güç ve kapanma durumunun tümünün yazılım tarafından nasıl kontrol edildiğini anlamanıza olanak sağlaması nedeniyle. Mevcut bilgisayarların çoğunda, bu yazılım sistemi Gelişmiş Yapılandırma ve Güç Arabirimi veya ACPI'nin bir uygulamasıdır . ACPI, yazılımın bilgisayarınızın güç sistemini kontrol etmesini sağlayan standart, birleşik bir sistemdir. ACPI güç durumlarını duymuş olabilirsiniz. Güç kontrolünün temel mekanizması bu "güç durumları" dır, işletim sisteminiz anahtar için hazırlık yaparak güç modları arasında geçiş yapar (güç kesintisinden önce gerçekleşen kapatma / hazırda bekletme işlemleri) ve ardından ana karta güç durumlarını kapatması talimatı verir. . Güç durumları şöyle gözüküyor:

• G0: Çalışıyor (bilgisayarınızın "açık" durumu)
• G1: Uyuyor (bilgisayarınızın bekleme durumları, S alt bölgelerine bölünmüş durumda)
  • S1: CPU ve RAM'deki güç açık kalır, ancak CPU talimatları yerine getirmiyor. Çevre birimler kapalı.
  • S2: CPU kapalı, RAM korumalı
  • S3: RAM ve devam etmeyi tetikleyecek cihazlar (klavye) dışındaki tüm bileşenler kapatıldı. İşletim sisteminize "Uyku" ya başladığınızda, işlemleri durdurur ve ardından bu moda girer.
  • S4: Hazırda Bekletme. Kesinlikle her şey kapalı. İşletim sisteminize Hazırda Bekletme modunu söylediğinizde, işlemleri durdurur, RAM içeriğini diske kaydeder ve ardından bu moda girer.
• G2: Yumuşak Kapalı. bu, bilgisayarınızın "kapalı" durumudur. Bir önyüklemeyi tetikleyebilecek cihazlar dışında her şey için güç kapalı.
• G3: Mekanik kapalı.

Sıfırlama gerçekte nasıl olur

Yeniden başlatmanın bu durumlardan biri olmadığını göreceksiniz. Peki bilgisayarınız yeniden başlatıldığında gerçekte ne olur? Cevap şaşırtıcı olabilir, çünkü güç yönetimi perspektifinden neredeyse hiçbir şey kalmadı . Orada bir ACPI sıfırlama komutu. İşletim sisteminize yeniden başlatılmasını söylediğinizde, normal kapatma işlemini izler (tüm işlemlerinizi durdurur, biraz bakım yapar, dosya sistemlerinizi çıkarır vb.) Ve ardından makineyi güç durumuna göndermek yerine son bir adım olarak G2 (Basitçe Kapama'ya söyleseydiniz gibi) Reset komutunu ayarlar. Buna genellikle "Sıfırlama kaydı" adı verilir, çünkü ACPI arabiriminin çoğu gibi sıfırlama isteğinde bulunmak için belirli bir değerin yazılması gereken bir adrestir. Yaptığı şey hakkında 2.0 spesifikasyonunu alıntılayacağım:

İsteğe bağlı ACPI sıfırlama mekanizması, sistemin tamamen sıfırlanmasını sağlayan standart bir mekanizma belirler. Uygulandığında, bu mekanizma tüm sistemi sıfırlamalıdır. Buna işlemciler, çekirdek mantık, tüm otobüsler ve tüm çevre birimleri dahildir. Bir OSPM perspektifine göre, sıfırlama mekanizmasını öne sürmek, makineyi kapatıp açmanın mantıksal karşılığıdır. Sıfırlama işleminden sonra kontrolü eline geçirdikten sonra, OSPM soğuk açılışta olduğu gibi eylemler gerçekleştirir.

Böylece, sıfırlama kaydı ayarlandığında, birkaç şey sırayla olur.

• Tüm mantık sıfırlandı. Bu, ilgili sıfırlama komutlarını CPU, bellek denetleyicisi, çevresel denetleyiciler vb. Dahil olmak üzere çeşitli donanım parçalarına göndermek anlamına gelir. Çoğu durumda bu, AndrejaKo'nun yukarıda gösterdiği gibi, fiziksel bir RST kablosunu yakmak anlamına gelir.
• Bilgisayar daha sonra önyüklenir. Bu "soğuk önyüklemeye benzer şekilde işlem yapın" kısmıdır. Anakart, güç kaynağına güç düğmesine basıldıktan hemen sonra hazır olsaydı, aynı adımları uygular.

Bu iki adımın sonucu (aslında çok daha fazla adıma bölünür), bilgisayarın başlatıldığı gibi her şeye bakmasıdır, ancak güç aslında tüm zamanlardaydı. Bu, kapatılması ve başlatılması için daha az zaman gerektiği anlamına gelir (güç kaynağının hazır olmasını beklemeniz gerekmediğinden) ve işletim sisteminin kapatılmasıyla başlatmanın başlatılmasını önemli ölçüde sağlar. Bu, başka bir başlatma tetikleyicisinin kullanılması gerekmediği (WoL vb.) Ve önyüklemeyi tetikleme yönteminiz olmadığında sistemi yeniden sıfırlamak için Reboot'u etkili bir yol olarak kullanmanızı sağlar.

Bu uzun bir cevaptı. Ama hey, umarım şimdi bilgisayar güç yönetimi hakkında daha fazla şey biliyorsundur. Bunu araştıran bazı şeyleri kesinlikle öğrendim.

İşte bir başlangıç ​​noktası:

Yongalar genellikle kapanıp açılmaz. Bunun yerine, genellikle tüm bellek silindiğinde ve işlemci yeni açılmış gibi göründüğünde işlemciyi sıfırlama durumuna getirecek bir sıfırlama hattı var. Bu pim yüksek tutulurken (veya işlemciye bağlı olarak düşükse), işlemci sıfırlanır. Pim serbest bırakıldığında, tıpkı ilk kez açılmış gibi normal şekilde önyüklemeye devam edecektir. Bunun amacı, güç kesilmemesidir.

Peki bu nasıl modern PC'ler gibi daha büyük sistemlere ölçeklenir? Peki, modern bilgisayarlar bazen bilgisayarlardan oluşan bilgisayarlardan yapılır. Bu nedenle, bilgisayarı sıfırlamaya ayarladığınızda, bilgisayarı (yani sıfırlama kontrol edilirse) durumlarını kaydetmeye başlayacak "bilgisayarlar" veya yalnızca sıfırlama pinlerinin çekilmesini sağlayabilirsiniz.

Bazı işlemciler ve mikrodenetleyiciler (kendi kendine yeten minyatür bilgisayarlar, genellikle modern masaüstü bilgisayarların 20 yıl gerisinde kalıyorlar) dahili anahtarları kullanarak kendilerini sıfırlayabilirler. Dediğim gibi, sıfırlama üreten sinyal gittiğinde, bilgisayar çalışmaya başlayacaktır. Yani sorudaki öncül tamamen doğru değil. Bilgisayar ne zaman açılacağını bilmiyor. Ne zaman "kapalı" ya da sıfırlanmaya ihtiyaç duyduğunu ve onu tutan sinyalin ne zaman gittiğini bilecek, açılacaktır.

Bu davranış, belirli bir zamanda veya ağ üzerinden açılacak şekilde ayarlanabilecek modern bilgisayarda tuhaf görünebilir. Dediğim gibi bilgisayarlar bilgisayarlardan yapılmıştır. Dolayısıyla, ana işlemci kapalı olabilirken, içinde açık olan birçok başka yonga ve mikrodenetleyici olabilir. En belirgin durum, genellikle pille çalışan gerçek zamanlı saattir. Daha sonra diğer talaşları açacak olan diğer talaşları açabilir ve zincir reaksiyonu tüm bilgisayar açılıncaya kadar devam eder. Günümüzün bilgisayarlarında +5 VDC Bekleme Voltajı adlı bir PSU hattı var. Bilgisayar "kapalı" olduğunda açık olan çeşitli aygıtlara yaklaşık 50 mW güç sağlar.

Biraz önemsiz: Intel 386 EX işlemcideki sıfırlama iğnesi 110 numaralı pin.

Intel i7-900'de bu AL39 arazi numarasıdır.

Birisi, oldukça karmaşık bir sistem olduğu için işlerin nasıl üst düzeyde işe yaradığını açıklayacak bir cevap verebileceklerini umuyorum.

Bu blog yazısı , Linux'un yeniden başlatmayı nasıl tetiklediğini açıklar.

Alıntı:

Linux'un x86'yı sıfırlamak için bir sürü farklı yolu var. Bazıları sadece 32-bit ve bu yüzden onları görmezden geleceğim çünkü dürüst olmak gerekirse hayatınızla ne yapıyorsunuz. Ayrıca, korkunçlar. Bu da bizi beş kişiyle bırakıyor.

• kbd - klavye kumandası ile yeniden başlat. Orijinal IBM PC, CPU resetleme hattını klavye kontrol ünitesine bağladı. Uygun büyü değerinin yazılması çizgiyi darbeler ve makine sıfırlar. Modern makinelerin klavye denetleyicileri (aslında gömülü denetleyicinin bir parçası oldukları) olmadığı ve hatta daha modern makinelerin klavyeli denetleyici taklidi yapmadığı gerçeği dışında, bu durum oldukça basittir. Şimdi, yerleşik denetleyiciler yazılımı çalıştırıyor. Ve hepimizin bildiği gibi, yazılım korkunç. Ancak, daha kötüsü, yerleşik denetleyicideki yazılım BIOS yazarları tarafından yazılmıştır. Açıkçası, bunun işe yaradığı herhangi bir iddia, bir tür ayrıntılı kurgudur. Bazı makineler, donanımın Windows'un programlayacağı durumda olması konusunda oldukça seçicidir. Bazı makineler 10'un 9'unda 9 kez çalışıyor ve bazı tuhaf zamanlama sorunları nedeniyle kilitleniyor. Ve diğerleri sadece hiç çalışmıyor. Yaşa!

• üçlü - üçlü hata oluşturma girişimi. Bu, boş bir kesme tanımlayıcı tablosu yüklenip int (3) işlevinin çağrılmasıyla yapılır. Kesinti başarısız olur (IDT yoktur), hata giderici başarısız olur (IDT yoktur) ve CPU teorik olarak sıfırlamayı tetiklemesi gereken bir duruma girer. Ancak bunun olması için bir zorunluluk görünmüyor ve sadece bir grup makinede çalışmıyor.

• pci - aslında pci değil. Geleneksel PCI yapılandırma alanı erişimi, veri yolu, cihaz, işlev ve yapılandırma kaydını tanımlamak için port bağlantı noktasına 0xcf8 değerine 32 bitlik bir değer yazılarak sağlanır. Bağlantı noktası 0xcfc daha sonra söz konusu kaydı içerir. Ancak, uygun sihirli değer çiftini 0xcf9'a yazarsanız, makine yeniden başlatılır. Muhteşem! Ve hiçbir şekilde standartlaştırılmadı (kesinlikle PCI özelliklerinin bir parçası değil), bu nedenle farklı yonga setleri farklı gereksinimlere sahip olabilir. Booo.

• efi - EFI çalışma zamanı hizmetleri, makineyi yeniden başlatmak için bir giriş noktası sağlar. Genellikle işe yarar! EFI çalışma zamanı hizmetleri tamamen çalıştığı sürece, bu durum uzatılabilir.

• acpi - ACPI özelliklerinin son sürümleri bir adres (tipik olarak bellek veya sistem IO alanı) ve buraya yazılacak bir değer vermenizi sağlar. Fikir, değeri adrese yazmanın sistemi sıfırlamasıdır. Bu kadar sık ​​sık yapmanın başarısız olduğu ortaya çıktı. PCI yeniden başlatma yöntemini ACPI üzerinden göstermek de imkansızdır, çünkü PCI yeniden başlatma yöntemi bir çift değer gerektirir ve ACPI size yalnızca bir tane verir.

Veri hattını aşağı çeken bir G / Ç konumunu dondurur, bu da CPU’ya ne yapıyorsa durmasını ve BIOS’taki belirli bir yerden kod çalıştırmaya başlamasını söyler.

Güç yönetiminden önceki günlerde bilgisayarlar elbette kendilerini yeniden başlatabilirdi. (Donmuş bir programın bilgisayarı yeniden başlatmak için Ctrl + Alt + Delete kullanmak zorunda kaldığınızı hatırlayan var mı?)

Eski 486'mda, assembly dili komutu JMP FFFF:0000(yani CPU'nun Eğitim İşaretçisini belirtilen adrese ayarlayın) tüm bilgisayarın yeniden başlatılmasına neden olur. Başka bir deyişle, FFFF: 0000, BIOS'ta, ilk başlatıldığında bilgisayarın ne yapması gerektiği konusunda talimatlar içeren bir yere yöneliktir. AndrejaKo'nun cevabında açıklanan Sıfırlama Pininin veya güç öncesi yönetim günlerindeki sıfırlama düğmelerinin de Talimat İşaretçisini aynı adrese zorlayacağından şüpheleniyorum.

JMP FFFF: 0000 için bir Google araması, bununla ilgili çok ilginç sayfalar ortaya koymaktadır.

Bekçi adında bir şey de var. Bu cihaz bir ölü adam anahtarı olarak hizmet vermektedir. Bilgisayar her beklediğinde, hala hayatta olduğunu gözetmene bildirmek zorunda. Bilgisayar çöktüğünde, örneğin sonsuz bir döngüye girerek, beklediğine göre çalışmakta olan bekçi köpeğine sinyal göndermekte başarısız olur, bu durumda bekçi köpeği donanım sıfırlama işlemini gerçekleştirir. Bu, bir robotun yüksek voltajlı bir aşırı gerilim dalgalanmasından etkilendiği sonlandırıcının popüler televizyon dizisinde gösterildi. 2 dakika içinde kendini sıfırlardı.

Eski IBM PC-1'e geri döndüğünde, klavye denetleyicisi, garip bir şekilde, yeniden başlamıştı. IBM, klavyeyi kullanmak için küçük bir mikroişlemci yerleştirdi ve bazı yedek G / Ç hatlarına sahipti, bu yüzden ana CPU'nun sıfırlama hattını çalıştırmak için hatlardan birini kullandılar. Klavye denetleyicisine gönderilen bir komut CPU'nun yeni açılmış gibi sıfırlanmasına neden olacaktır.

Bu geleneğin "AT" döneminde de devam ettiğini ve bunun ACPI'de bugün geride kalmış olabileceğini tahmin ediyorum.

Eklendi: Yukarıdaki sıfırlama şeması hakkında ilginç bir ayrıntı var. İlk önyükleme sırasında kod, daha önce uygulayan kod tarafından ayarlanmış olabilecek RAM'de belirli bir düzen aradı. Bu kod mevcutsa, bazı POST (açılışta otomatik test) teşhisi atlandı. Desen yalnızca "sıcak" bir önyüklemede bulunurdu.