windows之启动过程（一）

时间：2021-11-25 16:02:49

windows的启动过程一直是我比较感兴趣的。下面看一下他是怎么启动的。


1. BIOS 加电自检

  1. （包括枚举设备，初始化显卡等。这时可以进入BIOS内进行一些主板设置,如修改主板时间、设置从USB启动等）


2. BIOS 选择一个启动设备，执行主引导记录（MBR）。

  1.  MBR是一个设备的第一个扇区，包含引导代码和分区数据。最多支持4个分区数据，如果你把系统安装到一个分区中，则在MBR中有该分区信息，并标记该分区为主引导分区。
  2.  MBR从分区数据中找到一个引导分区，然后跳到该分区的引导扇区的代码块执行。


3. 执行引导扇区代码。

  1.  引导扇区是一个分区的第一个扇区，该扇区中包含对该分区的描述信息也包含启动代码。描述信息包括:是哪一种文件系统(FAT\FAT32\NTFS)、分区占得扇区个数、一个簇包含多少个扇区等信息。
  2.  由于引导扇区为512个字节，所以代码很少，这时候可能需要更多的扇区的代码来完成加载。


4. 加载NTLDR

  1.  由于引导扇区中的代码包含了文件系统代码(该代码不是完整的，只有读功能，并且不支持子目录)，所以可以找到NTLDR，并加载到内存执行。
  2.  NTLDR包含2个部分：实模式部分和保护模式部分（OS Loader）。
  3.  NTLDR会做一些初始化（如清空键盘缓冲区）然后开启CPU 保护模式（到目前为止一直在实模式下运行），如果是64位CPU，会开启长模式。
  4.  虽然开启了保护模式，但是还不能使用地址转译服务，只是可以使用32位的物理内存。

5. NTLDR Os Loader 部分

  1. 首先把物理内存管理起来，使用内存描述符数组吧每段内存的大小和用途记录下来。然后设置页目录和页表，使16MB以下的物理内存已经可以通过页面映射的机制访问。

  2. 在设置好页目录寄存器(CR3)、打开分页机制。

  3.  紧接着会对其他设备进行初始化，如IO设备

  4.  如果他需要使用BIOS中的服务（比如中断13h）,必须保护好保护模式下的设置，并暂时切换到实模式，待服务完成后再切换到保护模式。

  5.  OS Loader 读取Boot.ini文件。OS Loader 包含文件系统代码（支持子目录）。

  6.  紧接着检查根目录下是否存在一个有效的Hiberfil.sys。如果存在，则从休眠系统恢复。

  7.  如果不从休眠恢复，则解析BOOT.ini，如果有多个引导选项，则会显示一个引导选项菜单，否则不显示。（引导选项中包含了各种参数，如是否开启调试模式及各种内存参数）

  8.  接下来他会加载并执行NTDetect.com程序，该程序是一个16位实模式程序，他利用BIOS来查询系统的基本设备和配置信息（包括系统日期和时间、总线类型、磁盘信息、IO接口等），并把这些信息写入注册表（HKLM\HARDWARE\DESCRIPTION）

  9.  加载Ntoskrnl.exe和hal.dll（这两个名字可以通过引导选项修改）

  10.  加载注册表的System储巢，并把标记为”引导启动“(BOOT_START)的驱动加载进来。

  11.  构造Loader_Parameter_Block参数块然后调用Ntoskrnl.exe模块的入口函数(KiSystemStartup)。该函数不会返回。

未完，请参看第二篇：

windows之启动过程（二）


参考书籍：

《windows内核原理和实现》

《深入解析windows操作系统》第4版

参考操作系统源码：

wrk1.2

ReactOs 0.3.14

转载请注明出处。ddlx studio。点点灵犀。 http://blog.csdn.net/sunyikuyu

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