在Intel x86系統(tǒng)上供璧，Windows操作系統(tǒng)獲得控制首先從硬盤的主引導(dǎo)記錄（MBR）開始存崖，Windows Setup程序在安裝Windows時填充MBR（其他的磁盤管理器也可能填充MBR）。MBR包含代碼和數(shù)據(jù)睡毒，其代碼稱為引導(dǎo)代碼来惧，在系統(tǒng)引導(dǎo)時首先獲得控制；MBR中的數(shù)據(jù)時一張分區(qū)表演顾，制定了每個分區(qū)在磁盤上的位置和大小供搀，以及分區(qū)的類型隅居。當(dāng)MBR中的引導(dǎo)代碼被執(zhí)行時，它檢查分區(qū)表中的每一個分區(qū)葛虐，若找到一個已被標(biāo)記為可引導(dǎo)的分區(qū)（稱為引導(dǎo)分區(qū)）胎源，則將該分區(qū)的第一個扇區(qū)（稱為引導(dǎo)扇區(qū)）讀到內(nèi)存中。由于分區(qū)表包含了每一個分區(qū)的磁盤位置屿脐，所以涕蚤，引導(dǎo)扇區(qū)的位置很容易被確定。然后MBR的代碼將控制權(quán)交給引導(dǎo)扇區(qū)中的代碼的诵。
Windows Setup程序在確定了要將Windows系統(tǒng)安裝到哪個分區(qū)中以后万栅，除了可能會寫入MBR以為，還會寫入該分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)西疤。所以申钩，嚴(yán)格意義上講，Windows操作系統(tǒng)的正真入口點應(yīng)該時引導(dǎo)扇區(qū)中的代碼瘪阁。引導(dǎo)分區(qū)必須被格式化為Windows所支持的文件系統(tǒng)，典型的文件系統(tǒng)格式時NTFS和FAT邮偎，其中NTFS時Windows NT的原生文件系統(tǒng)管跺，而FAT則是從MS-DOS時代繼承和發(fā)展過來的。
引導(dǎo)扇區(qū)中的代碼隨硬盤文件系統(tǒng)格式的不同而有所不通禾进，其職責(zé)時豁跑，給Windows提供有關(guān)該硬盤上卷的結(jié)構(gòu)和格式方面的信息，并且從該卷的根目錄中讀入Windows的加載程序泻云，即ntldr文件;然后將控制權(quán)交給ntldr的入口函數(shù)艇拍。為了能夠從根目錄中讀入加載程序，引導(dǎo)扇區(qū)包含了能理解文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和讀取文件的代碼宠纯，這通常知識文件系統(tǒng)極其簡單的一部分功能卸夕，而并非完整的實現(xiàn)。盡管引導(dǎo)扇區(qū)的職責(zé)相對簡單婆瓜，但是單個扇區(qū)（512B）的代碼和數(shù)據(jù)往往不足以完成其功能快集，為此，Windows的做法是廉白，讓引導(dǎo)扇區(qū)中的代碼讀入其他扇區(qū)的數(shù)據(jù)个初，然后跳轉(zhuǎn)到下一個扇區(qū)的代碼區(qū)。這樣就可以不受單個引導(dǎo)扇區(qū)長度的限制猴蹂，這種做法相當(dāng)于將第一個引導(dǎo)扇區(qū)當(dāng)做一個加載器（loader）,而真正完成引導(dǎo)扇區(qū)功能的扇區(qū)隨后被加載進(jìn)來并執(zhí)行院溺。這一過程對于MBR是透明的，從而保持良好的兼容性磅轻。
Intel x86處理器支持實模式和保護(hù)模式珍逸，在實模式下逐虚，處理器的寄存器都是16位的，而且不支持虛擬地址轉(zhuǎn)譯弄息，只能訪問物理內(nèi)存空間中最低的1MB內(nèi)存痊班。計算器系統(tǒng)的BIOS工作在實模式下，并且摹量，當(dāng)ntldr獲得控制權(quán)時涤伐，處理器仍然在實模式下運行。Ntldr文件實際上是由兩部分組成的缨称；第一部分是實模式代碼凝果，即首先獲得控制權(quán)的代碼區(qū)；第二部分是一個標(biāo)準(zhǔn)的Windows可執(zhí)行二進(jìn)制文件（PE文件格式）睦尽，在ntldr中這部分被稱為os loader器净。
Ntldr的實模式代碼首先獲得控制，完成需要在16位模式下執(zhí)行的初始化工作当凡，然后為切換到保護(hù)模式做好環(huán)境準(zhǔn)備山害，之后將處理器切換到保護(hù)模式下，這樣它就可以訪問整個32位地址空間了沿量。最后它將控制權(quán)交給os loader浪慌。因此，ntldr中的os loader是Windows真正的32位入口程序朴则。
os loader剛獲得控制時权纤，處理器雖然工作在保護(hù)模式下，但是虛擬地址轉(zhuǎn)譯機(jī)制尚未開啟乌妒，所以汹想，處理器仍然直接使用物理地址。os loader首先做的工作是把物理內(nèi)存管起來撤蚊，用一個內(nèi)存描述符數(shù)組把每一段內(nèi)存的大小和用戶記錄下來古掏，然后構(gòu)造頁目錄和頁面，使得16MB以下的內(nèi)存能夠通過頁面映射（paging）機(jī)制進(jìn)行訪問侦啸，再設(shè)置好頁目錄寄存器冗茸，并打開頁面映射機(jī)制。之后匹中，os loader繼續(xù)執(zhí)行其他的初始化工作夏漱，包含I/O設(shè)備的初始化等。如果它還需要調(diào)用BIOS中的服務(wù)顶捷，則必須保護(hù)好保護(hù)模式下的設(shè)置挂绰，并暫時切換回實模式，待服務(wù)完成以后再切換到保護(hù)模式，并恢復(fù)設(shè)置葵蒂。
接下來交播，os loader從系統(tǒng)分區(qū)（引導(dǎo)分區(qū)）的根目錄下讀入boot.ini文件。注意践付，os loader包含了讀取當(dāng)前文件系統(tǒng)的代碼秦士，它能夠讀取NTFS文件系統(tǒng)的子目錄。然后永高，os loader清除屏幕隧土，并檢查在系統(tǒng)分區(qū)的根目錄下是否有一個有效的hiberfil.sys文件，如果存在的話命爬，這一次引導(dǎo)過程轉(zhuǎn)移到休眠系統(tǒng)的恢復(fù)過程曹傀。因此os loader將控制權(quán)交給一段能恢復(fù)休眠系統(tǒng)的內(nèi)核代碼。
如果當(dāng)前這次引導(dǎo)不是休眠恢復(fù)饲宛，那么皆愉， os loader解析boot.ini文件，如果該文件中有多個引導(dǎo)選項艇抠，則os loader顯示一個引導(dǎo)選擇菜單幕庐；如果boot.ini文件中只包含一個引導(dǎo)選項，那么家淤，此菜單不顯示异剥，而是立即應(yīng)用該引導(dǎo)選項。
Windows的引導(dǎo)選項可以用來指示當(dāng)前這次引導(dǎo)的各種參數(shù)媒鼓，包括內(nèi)核模塊的文件名稱、HAL的文件名稱错妖、CPU參數(shù)绿鸣、各種內(nèi)存參數(shù)、調(diào)試參數(shù)暂氯，等等潮模。關(guān)與這些引導(dǎo)選項的全面列表和介紹，讀者可參考【MSDN-BOOT】痴施。接下來os loader加載并執(zhí)行NTDETECT.COM程序擎厢，這是一個16位實模式程序，它利用系統(tǒng)的BIOS來查詢系統(tǒng)的基本設(shè)備和配置信息辣吃，包括系統(tǒng)的日期和時間动遭、總線的類型、磁盤的信息神得、輸入/輸出的接口信息等厘惦。這些信息被收集起來，在引導(dǎo)過程的后期被存放到注冊表HKLM\HARDWARE\DESCRIPTION鍵的下面哩簿。
然后,os loader 加載內(nèi)核模塊映像文件宵蕉，默認(rèn)為ntoskrnl.exe酝静，以及HAL映像文件，默認(rèn)為hal.dll羡玛。再加載注冊表的SYSTEM儲槽中的設(shè)置信息别智，它可以知道哪些設(shè)備驅(qū)動必須被加載進(jìn)來，即被標(biāo)記為“引導(dǎo)-啟動”（SERVICE_BOOT_START）的設(shè)備驅(qū)動程序稼稿。然后它加載所有這些設(shè)備驅(qū)動程序薄榛，以及訪問系統(tǒng)目錄所必需的文件系統(tǒng)驅(qū)動程序。在此之前os loader也可以訪問系統(tǒng)分區(qū)渺杉，但并非通過文件系統(tǒng)驅(qū)動程序蛇数。
至此，引導(dǎo)系統(tǒng)所需的模塊都已被加載到內(nèi)存中是越。而且耳舅，在此過程中os loader也已經(jīng)構(gòu)造了一個參數(shù)塊，記錄下了這次引導(dǎo)過程中加載器所獲得的各種參數(shù)信息倚评。參數(shù)塊的類型為LOADER_PARAMETER_BLOCK浦徊，Windows內(nèi)核在初始化過程中將會用到這些參數(shù)信息。WRK中包含有它的定義天梧，
由上述代碼的注解可以看出盔性，參數(shù)中包含了有關(guān)這次引導(dǎo)的各種參數(shù)信息和系統(tǒng)配置，這里ARC名稱是指符號ARC命名規(guī)范的字符串呢岗，例如（multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)）是指0號磁盤控制器第一塊硬盤上的第一個分區(qū)冕香。注意，參數(shù)塊中的絕大多數(shù)信息由os loader來填充后豫，而在接下來的內(nèi)核初始化過程中使用悉尾，但也有例外，比如有關(guān)線程和進(jìn)程的信息需要在內(nèi)核初始化過程中填充挫酿。
最后,os loader將控制權(quán)交給內(nèi)核模塊的入口函數(shù)构眯，該函數(shù)將不再返回，所以早龟，接下來的引導(dǎo)過程由內(nèi)核模塊繼續(xù)進(jìn)行惫霸，引導(dǎo)扇區(qū)和系統(tǒng)加載器(ntldr或os loader)的使命已經(jīng)完成。下圖顯示以上的引導(dǎo)步驟葱弟。
————————————————
版權(quán)聲明：本文為CSDN博主「forcj」的原創(chuàng)文章壹店，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權(quán)協(xié)議，轉(zhuǎn)載請附上原文出處鏈接及本聲明芝加。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/forcj/article/details/103300490
