Windows 操作系统引导过程 BIOS & EFI

引导过程

引导过程指的是从计算机通电那一瞬间到CPU开始执行操作系统代码时的整个过程。在这个非常初期的阶段汇总,CPU执行标准的启动代码。这部分代码需要对硬件设备进行探测,寻找最有可能启动的操作系统并且根据用户定义的参数启动这个操作系统。

传统形式的引导:BIOS

大部分PC机仍然使用BIOS引导,默认(通用)的引导加载器(boot loader)。BIOS是一种类型的固件,提供一些简单的菜单项,用户通过这写菜单项可以修改主板参数、引导设备顺序等内容。固件(firmware)可以看做一种软件,这种软件被写入芯片,所以是“固化”的。固件代码本身可以保存在只读存储器(ROM)中。也可保存在可编程只读存储器(PROM)或者电可擦除只读存储器(EEPROM)中,后两种形式更为常见。

BIOS芯片主要存放:

  • 自诊断程序:通过读取CMOS中的硬件配置,并对其自检和初始化
  • CMOS设置程序:引导过程中,用特殊热键启动,进行设置后,存入CMOS RAM中
  • 系统自举装载程序(bootstrap):在自检成功后将磁盘相对0道0扇区上的引导程序装入内存运行
  • 主要I/O设置的驱动程序和中断服务

BIOS和固件的功能是一样的:加载一些基本的自举(bootstrap)代码给CPU执行。自举程序和BIOS或者固件的职责是:初始化硬件、检测硬件、定位这些引导设备、执行引导加载器程序;引导加载器程序的职责是:寻找选择的操作系统、将所有必要的命令行参数传递给操作系统内核。

传统的BIOS引导操作系统(Windows)如下图(引用威锋网):

计算机开机后,固化在ROM中的BIOS会被加载到内存运行,BIOS自检完毕后就会加载COMS的参数,通过COMS的参数,BIOS加载启动磁盘的MBR到内存运行。通过运行MBR的代码,记录在MBR分区表中,标记为活动分区的磁盘分区PBR(Partition Boot Record)被加载到内存运行,PBR在运行后可加载操作系统加载器(如Windows的bootmgr)的代码到内存运行,操作系统加载器可加载操作系统内核到内存运行,进而完成BIOS的引导流程。

下一代BIOS:EFI

EFI(Extensible Firmware Interface)是一种取代传统BIOS的技术。BIOS是一个固定的程序,而且通常是封闭的。EFI是一个全功能的运行时系统,在引导期间提供了更为强大的接口,甚至在之后的运行时也提供了接口,EFI程序通常是引导加载器。EFI程序实际上是一个二进制程序。

EFI的一般由一下几部分组成:

  • Pre-EFI初始化模块
  • EFI驱动执行环境
  • EFI驱动程序
  • 兼容性支持模块(CSM)
  • EFI高层应用
  • GUID磁盘分区

NVRAM变量

NVRAM是固件接口中一个非常强大的功能,而且这显然是BIOS没有的功能,NARAM变量是在系统范围内存在的,操作系统和固件本身都可以访问。一般来说。NVRAM变量可以分为以下几类:

  • 引导相关的变量:用于指定要引导的内核和根文件系统,还负责向内核传递参数。
  • 固件内部变量:固件使用的变量,一般被操作系统忽略
  • 临时变量:根据需要设置或清空,通常在重新引导的时候不会保留

EFI引导操作系统(Windows)过程如下图(引用威锋网):

计算机开机后,就会加载固化在只读存储器RAM中的pre-EFI初始化程序,进行主桥及存储器的初始化工作,紧接着载入EFI驱动执行环境(DXE),EFI驱动会被相继加载及初始化,接着加载、启动EFI系统,在EFI系统启动后,GUID分区表就会被识别,之后EFI系统通过加载 NVRAM的参数来决定是否启动BootCamp程序(苹果双重引导的解决方案),不启动BootCamp程序就会启动启动装载程序(Boot Loader)加载操作系统内核,完成EFI的引导流程。

参考博客:

Mac 系统引导过程概述 & BootCamp 的秘密

参考文献:

百度百科:bios

百度百科:EFI

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 158,847评论 4 362
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,208评论 1 292
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,587评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,942评论 0 205
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,332评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,587评论 1 218
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,853评论 2 312
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,568评论 0 198
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,273评论 1 242
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,542评论 2 246
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,033评论 1 260
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,373评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,031评论 3 236
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,073评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,830评论 0 195
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,628评论 2 274
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,537评论 2 269

推荐阅读更多精彩内容