操作系统启动之前的计算机启动过程我已经在《计算机启动过程图文详解(一)----计算机初始化启动过程》一文中详细介绍过,今天就介绍一下初始化启动后的操作系统的启动过程。
我们只介绍Windows系统的启动,由于vista和windows7操作系统的启动采用了全新的方式,所以这里需要对xp和Vista(Windows7与之基本相同)分别介绍。为了不至于导致大家看不明白,我只介绍一个大概的过程。
xp系统的启动
当系统BIOS完成初始化后,会将控制权交给主引导纪录(即MBR:Master Boot Record),MBR会检查硬盘分区表,到硬盘上的引导分区,然后将引导分区上的操作系统引导扇区调入内存,并执行其NTDLR文件。
NTDLR会将微处理器从实模式(此模式下计算机认为内存为64KB,其他未扩展内存)转换为32位的平面内存模式(此模式下认为CPU可识别的所有内存均是可用内存)。然后,NTDLR启动mini-file system drivers以便它能够识别所有采用NTFS和FAT(FAT32)文件系统的硬盘分区。
此后NTLDR会读取boot.ini文件,以决定应该启动哪一个系统,如果boot.ini中仅显示了一个系统或者将tim
eout(系统选择页面停留时间)参数设为0的话,这个系统选择页面就不会出现而是直接启动默认的系统。
而如果boot.ini中含有多个启动引导项,当选择了不同的系统后计算机接下来的启动流程就会产生区别,如果选择的不是xp,NTLDR会读取bootsect.dos来启动相应系统,如果选择了xp的话,就会接着转入硬件检测阶段。
在这个阶段,ntdetect会收集计算机的硬件信息列表并将其返回到NTLDR中,以便以后将这些信息写入注册表(具体而言是HKEY_LOCAL_MACHINE下的hardware)中。
然后会进行硬件配置选择,如果计算机含多个硬件配置,会出现配置选择页面,如果仅有一个的话,系统直接进入默认配置。
此后开始加载xp内核,NTLDR首先加载(即xp系统内核),不过此时并未初始化内核,而是紧接着加载了硬件抽象层(即HAL,一个hal.dll文件),然后加载底层设备驱动程序和需要的服务。
完成这些后才开始初始化内核,此时我们就能看到xp的LOGO和启动进度条了,在进度条运动的过程中,内核使用刚才ntdetect收集到的意见配置信息创建
HKEY_LOCAL_MACHINE的hardware键。然后创建计算机数据备份,初始化并加载设备驱动程序,Se
ssion Manager启动xp的高级子系统及其服务并有win32子系统启动Winlogon进程。
<会启动Local Security Authority,此时会显示xp的欢迎屏幕或者登陆确认框(如果设置了多账户或密码的话)。这个时候,系统还在继续初始化刚才没有完成
的驱动程序。
欢迎屏幕结束或者用户正确登陆后, Service Controller最后还需要检查是否还有服务需要加载并进行加载。此后xp桌面出现,系统启动完成。
Vista(Windows7)的启动
Vista和Windows7的启动过程就简单多了(其实是将启动步骤进行了简化),它采用了全新的启动方式。具体如下:
MBR得到控制权后,同样会读取引导扇区,以便启动Windows启动管理器的 程序,
Windows启动管理器的被执行时就会读取Boot Confi guration Data store(其中包含了所有计算机操作系统配置信息)中的信息,然后据此生成启动菜单,当然,如果只安装了一个系统,启动引导选择页不会出现,而如果安装并选择了其他系统,系统就会转而加载相应系统的启动文件。
启动Vista时,同样会加载系统内核和硬件抽象层hal.dll,从而加载需要的驱动程序和服务。
内核初始化完成后,会继续加载会话管理器(注意,正常情况下这个文件存在于Windows/system32文件夹下,如果不是,很可能就是病毒)。
此后,Windows启动应用程序(正常情况下它也存在于Windows/system32文件夹下,如果不是,很可能是病毒)会启动,它负责启动(服务控制管理器)、(本地安全授权)和(本地会话管理器),一旦wininit启动失败,计算机将会蓝屏死机。
当这些进程都顺利启动之后,就可以登录系统了。至此,Vista(Windows7)启动完成。
另外,补充一点小知识:我们知道,在Vista或Windows7系统下安装xp后,开机时就会直接启动xp,并不出现系统启动的选择页,这是因为安装xp时,它会重写MBR而将Vista 或Windows7的引导记录覆盖掉,而在xp下安装Vista或Windows7后就不存在这个问题了,这是因为虽然Vista和Windows7虽然也会覆盖引导记录,但是它也会将原有的引导程序保存,引导权虽然同样被Vista或Windows7抢夺,但由于它们支持跳转到以前的引导程序上,所以可以直接显示多系统页面。
最后,由于时间关系,我没有专门制作流程图,就附上到的一张系统启动流程图吧。此图比较简单,并没有列出全部的启动流程,但附带了计算机初始化启动的过程,比较全面了。如图:
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