Windows引導(dǎo)過程

Windows作為最流行的個人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，成為了我們學(xué)習(xí)、工作和生活的一部分。平時使用計(jì)算機(jī)，我們都得先按下電源鍵然后等待Windows啟動，初始化，進(jìn)入歡迎頁面，啟動完成。會不會覺得整個過程比較神奇，想一探究竟？其實(shí)整個啟動過程經(jīng)歷了多個階段，接下來小編將一一講述每一個階段，揭開它們神秘的面紗。

通電后CPU首先執(zhí)行的是主板引導(dǎo)程序，主板引導(dǎo)程序可分為BIOS和UEFI。BIOS是最早的方案，搭配MBR分區(qū)使用，BIOS逐漸被UEFI代替，UEFI一般搭配GPT分區(qū)使用，所以引導(dǎo)過程會有兩種情況：

• BIOS + MBR
• UEFI + GPT

這兩種情況都會分別介紹。

UEFI

UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）以靈活擴(kuò)展、引導(dǎo)更省時等特性，成為了BIOS的替代方案，新推出的主板和操作系統(tǒng)基本上默認(rèn)使用UEFI引導(dǎo)，小編Win10系統(tǒng)采用的就是UEFI引導(dǎo)。

如何查看自己的計(jì)算機(jī)是什么方式引導(dǎo)的？

在“此電腦”上右鍵選擇“管理”，彈出“計(jì)算機(jī)管理”選擇“磁盤管理”，如果能找到一個“EFI系統(tǒng)分區(qū)”，那么就是UEFI引導(dǎo)方式了。

UEFI一般搭配GPT分區(qū)技術(shù)使用，雖然也可以搭配MBR，但是由于MBR磁盤容量最大只能是2TB，在磁盤容量越來越大的今天略顯不足，所以默認(rèn)都是使用GPT分區(qū)技術(shù)。GPT可以做到：

• 支持容量超過2TB的磁盤；
• 使用16字節(jié)的GUID標(biāo)識分區(qū)類型，不容易沖突；
• 理論上分區(qū)數(shù)目不限制（受限于Windows只能最多識別128個分區(qū)）；
• 分區(qū)容量幾乎沒有限制，因?yàn)槭褂?4位整數(shù)，64位整數(shù)最大值為2^64 – 1，數(shù)值非常大；
• 提供CRC檢驗(yàn)，檢測數(shù)據(jù)損壞；
• 備份分區(qū)表，提高可靠性。

引導(dǎo)流程

1.按下電源鍵，電源向主板以及其它設(shè)備供電，剛開始電壓不穩(wěn)，主板會持續(xù)發(fā)送RESET信號給CPU，CPU執(zhí)行初始化。當(dāng)電壓穩(wěn)定后，主板停止發(fā)送RESET信號，CPU開始執(zhí)行指令；

2.CPU讀取UEFI指令，執(zhí)行UEFI初始化，執(zhí)行其它設(shè)備的初始化；

3.查找EFI分區(qū)，EFI分區(qū)不需要一定是第一個分區(qū)；

4.加載\EFI\Boot\bootx64.efi，在安裝Windows時實(shí)際上會使用\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi的內(nèi)容替換到\EFI\Boot\bootx64.efi，所以\EFI\Boot\bootx64.efi其實(shí)就是\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi；

5.bootmgfw.efi會讀取BCD文件，BCD是一個數(shù)據(jù)庫文件，如果包含多個系統(tǒng)，信息會包含在BCD中，通過顯示一個系統(tǒng)列表供用戶選擇；

6.BCD中包含每個系統(tǒng)的引導(dǎo)文件的路徑，Windows的是\Windows\System32\winload.efi，加載到內(nèi)存中并執(zhí)行；

7.winload.efi讀取\Windows\bootstat.dat文件，有需要則顯示引導(dǎo)菜單，比如安全引導(dǎo)等等；接著加載內(nèi)核程序Ntoskrnl.exe，相關(guān)輔助HAL.dll、CI.dll、PSSHED.dll、BootVID.dll，把CPU執(zhí)行權(quán)交給內(nèi)核程序；

8.內(nèi)核程序執(zhí)行系統(tǒng)初始化。

通過上面的流程可知道，引導(dǎo)相關(guān)的文件都存放在EFI系統(tǒng)分區(qū)中，下圖是小編win10的EFI系統(tǒng)分區(qū)的一些文件：

BIOS

BIOS（Basic Input Output System）是最早的引導(dǎo)方案并使用了相當(dāng)長的一段時間，所以在Win8、Win7、WinXP以及更早的版本都能找到BIOS的引導(dǎo)存在。BIOS只支持MBR分區(qū)技術(shù)，所以GPT并不適合BIOS。

引導(dǎo)流程

1.上電并穩(wěn)定后，CPU執(zhí)行地址0xFFFF0h處指令，此處為BIOS程序；

2.BIOS進(jìn)行硬件自檢，沒有問題后加載硬盤的第一個扇區(qū)到內(nèi)存0x7c00h處，第一個扇區(qū)為MBR（Master Boot Record），MBR包含執(zhí)行程序和分區(qū)表；

3.CPU開始執(zhí)行MBR程序，查找第一個活動分區(qū)，把活動分區(qū)的第一個扇區(qū)加載到內(nèi)存中，活動分區(qū)第一個扇區(qū)為PBR（Partition Boot Record）；

4.CPU開始執(zhí)行PBR，第一個指令就是跳過BPB（BIOS Parameter Block）到可執(zhí)行代碼處；BPB包含比較多參數(shù)，有族的大小、MFT記錄大小、MFT位置等，用于讀取NTFS文件；

5.PBR讀取VBR（Volume BootRecord，占用分區(qū)開始的16扇區(qū)）剩余的15扇區(qū)到內(nèi)存中；接著CPU跳轉(zhuǎn)到0x07C0:027A處，執(zhí)行BOOTMGR代碼（第二個扇區(qū)中）；

6.開始尋找bootmgr.exe，找不到則尋找ntldr.exe（win vista之前的系統(tǒng)）；

7.CPU加載并跳轉(zhuǎn)到bootmgr.exe處執(zhí)行，讀取BCD文件，如果含有多個系統(tǒng)，則列舉顯示供用戶選擇；

8.選擇的是Windows則讀取winload.exe文件到內(nèi)存中，CPU跳轉(zhuǎn)到winload.exe處執(zhí)行，讀取文件\windows\bootstat.dat，有需要則顯示引導(dǎo)菜單，比如安全引導(dǎo)等等；接著加載內(nèi)核程序Ntoskrnl.exe，相關(guān)輔助HAL.dll、CI.dll、PSSHED.dll、BootVID.dll，把CPU執(zhí)行權(quán)交給內(nèi)核程序；

9.內(nèi)核程序執(zhí)行系統(tǒng)初始化。

可見BIOS引導(dǎo)更多的是通過MBR去引導(dǎo)系統(tǒng)，UEFI則主導(dǎo)整個引導(dǎo)過程。

結(jié)束語

在啟動計(jì)算機(jī)的過程中，難免會遇到各種各樣的問題，比如藍(lán)屏、黑屏等等，掌握了其啟動的流程，將有利于我們對各類故障進(jìn)行排查和修復(fù)。

以上就是關(guān)于今天的全部內(nèi)容，下期將給大家?guī)怼度萜魅绾问褂胻ini作為啟動進(jìn)程》，敬請期待~