Windows启动过程

当你启动计算机之后，windows的启动过程就开始执行了。下面是详细步骤：

1、BIOS执行一些初始系统检查，并读取磁盘的第零簇的内容。第零簇内容有一个特殊的称谓 - 操作系统主引导扇区 MBR(Master Boot Record)。

2、MBR保护两部分:

　　1.系统启动代码 (共有446 bytes)

　　2.分区表入口(16 bytes colored entries in the bottom)

3、根据系统代码，我们可以找到系统所有的分区，并找到系统启动分区。如果分区表入口的第一个字节值为0x80，那么可以确认这就是分区表入口，它也被称为根分区或系统卷 . MBR中有四个分区入口，是不是意味着我们只能有四个系统驱动？这也就意味着我们还得有扩展分区入口.

4、除了分区得到确认外，还能够确认系统启动分区的第一个磁盘簇。具体的值存储在启动代码的8th-12th字节。上图中这个值为3f 00 00 00，按照小端计算，其值为0000003f，即第63rd扇区。

5、启动入口第63rd扇区又称为启动扇区，从这里开始可以读取到文件读取根磁盘(c:\)的文件ntldr(NT loader)。

6、有时候，系统启动中提示错误信息“NTLDR is missing”，正是因为读取不到这个文件。 读取这个文件的信息后，windows开始把内核文件加载到内存中。先确定页面大小，然后读取ntdetect.com，根据BIOS设置进行硬件检测，最后读取boot.ini以显示启动菜单，即提示有哪些操作系统。

如果系统上次关闭时是睡眠状态，它将读取hiberfil.sys，以恢复睡眠前的数据。它还会加载启动驱动。操作系统的核心功能依赖这些驱动，下表列出了初始的系统驱:

然后再设置CPU的寄存器的值，等等。这些任务完成后，ntldr把系统控制权交给进程ntoskrnl.exe (NT OS Kernel),它的使命就完成了。

NTOSKRNL是主要负责启动以下OS服务（此时你能看到的Windows XP的进度条显示过程）。

　　第0阶段初始下列服务

　　　　　　内存管理服务

　　　　　　流程管理服务（系统进程被创建的第一个内核模式进程）

　　　　　　对象管理器服务

　　　　　　即插即用管理服务

　　　　　　安全参考监视器服务

　　第1阶段的初始化

　　　　　　初始化HAL（硬件抽象层）

　　　　　　多处理器支持

　　　　　　调度支持（本质上取决于处理器架构）

　　　　　　电源管理

7、系统将控制权转交给 smss.exe (Session Manager Subsystem)。它也是windows启动后的第一个用户态进程。

　　1 smss进程执行下列任务:

　　　　　　　　1 检查磁盘(disc check):

　　　　　　　　2 挂起一些文件。文件被挂起后，os内核就暂时没有了一些文件的控制权限，一些应用软件可能重写操作系统内核相关的部分文件，改写完毕后，它就可能提示你重启系统。

　　　　　　　　3 创建页面文件(pagefile.sys):

 

　　2  从\Windows\System32\Config\*.*.读取系统注册表

　　3　最后系统创建两个进程(Client Server Run-Time Subsystem), Winlogon.exe. 

　　　　　　1 Csrss.exe负责系统的用户态，并向程序提供windows API接口

　　　　　　2   Winlogon.exe负责启动进程(services.exe)，并创建sass.exe (Local Security and Authentication Subsystem)，以对用户登录系统时进行验证。 

　　　　　　3   Winlogon将把登录窗口呈献给用户，用户登录成功后，它将家在explorer.exe，并根据当前用户的配置信息显示桌面。

虽然本文没有具体的描述启动过程的每个细节，但是大的方面本文都有说明，以做到疏而不漏。欢迎读者批评指正。

参考文章

　　1 Windows Internals 4th Ed By Mark E. Russinovich, David A. Solomon

　　2 http://www.yale.edu/pclt/BOOT/PARTITIO.HTM

　　3 http://mirror.href.com/thestarman/asm/mbr/NTLDR.htm

说明

　　本文遵循协议 The Code Project Open License (CPOL)。

　　written by: Vineel Kumar Reddy Kovvuri

　　url:   http://www.codeproject.com/Articles/129874/The-Birth-of-Windows-Desktop

更多关于操作系统原理的实战请参阅清泛网专题《全民OS》。