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发信人: wolfron (flyselina我爱你^O^), 信区: Microsoft
标 题: Windows XP Professional计算机启动过程概述
发信站: 荔园晨风BBS站 (Sun Mar 2 22:44:09 2003), 站内信件
概述
本文讲述了Microsoft Windows XP 在x86架构计算机上的启动过程，旨在使读者更
加了解Windows XP专业版启动的基本知识。了解了这些知识以后，当启动发生问题
时，可以更快地找到解决方案以避免可能发生的各方面的损失。但要注意的是，本
文并没有涉及到故障处理以及任何关于故障的阐述，本文仅仅介绍Windows XP引导
/启动过程。
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目录
1. Windows XP启动阶段概览
2. 每个启动阶段的详细介绍
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Windows XP启动阶段概览
从按下计算机开关启动计算机，到登入到桌面完成启动，一共经过了以下几个阶段
：
1. 预引导(Pre-Boot)阶段；
2. 引导阶段；
3. 加载内核阶段；
4. 初始化内核阶段；
5. 登陆。
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每个启动阶段的详细介绍
a) 预引导阶段
在按下计算机电源使计算机启动，并且在Windows XP专业版操作系统启动之前这段
时间，我们称之为预引导（Pre-Boot）阶段，在这个阶段里，计算机首先运行
Power On Self Test（POST），POST检测系统的总内存以及其他硬件设备的现状。
如果计算机系统的BIOS(基础输入/输出系统)是即插即用的，那么计算机硬件设备
将经过检验以及完成配置。计算机的基础输入/输出系统（BIOS）定位计算机的引
导设备，然后MBR(Master Boot Record)被加载并运行。在预引导阶段，计算机要
加载Windows XP的NTLDR文件。
b) 引导阶段
Windows XP Professional引导阶段包含4个小的阶段。
首先，计算机要经过初始引导加载器阶段（Initial Boot Loader），在这个阶段
里，NTLDR将计算机微处理器从实模式转换为32位平面内存模式。在实模式中，系
统为MS-DOS保留640kb内存，其余内存视为扩展内存，而在32位平面内存模式中，
系统（Windows XP Professional）视所有内存为可用内存。接着，NTLDR启动内建
的mini-file system drivers，通过这个步骤，使NTLDR可以识别每一个用NTFS或
者FAT文件系统格式化的分区，以便发现以及加载Windows XP Professional，到这
里，初始引导加载器阶段就结束了。
接着系统来到了操作系统选择阶段，如果计算机安装了不止一个操作系统（也就是
多系统），而且正确设置了boot.ini使系统提供操作系统选择的条件下，计算机显
示器会显示一个操作系统选单，这是NTLDR读取boot.ini的结果。（至于操作系统
选单，由于暂时条件不够，没办法截图，但是笔者模拟了一个，见图一。）
在boot.ini中，主要包含以下内容：
[boot loader]
timeout=30
default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS
[operating systems]
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP
Professional" /fastdetect
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(2)\WINNT="Windows Windows 2000
Professional"
其中，multi(0)表示磁盘控制器，disk(0)rdisk(0)表示磁盘，partition(x)表示
分区。NTLDR就是从这里查找Windows XP Professional的系统文件的位置的。（*
本文不会更详细地讲解boot.ini的组成结构，因为其与本主题关系不大，如果想了
解，可以到一些专门的网站处查询相关信息。）如果在boot.ini中只有一个操作系
统选项，或者把timeout值设为0，则系统不出现操作系统选择菜单，直接引导到那
个唯一的系统或者默认的系统。在选择启动Windows XP Professional后，操作系
统选择阶段结束，硬件检测阶段开始。
在硬件检测阶段中，ntdetect.com将收集计算机硬件信息列表并将列表返回到
NTLDR，这样做的目的是便于以后将这些硬件信息加入到注册表
HKEY_LOCAL_MACHINE下的hardware中。
硬件检测完成后，进入配置选择阶段。如果计算机含有多个硬件配置文件列表，可
以通过按上下按钮来选择。如果只有一个硬件配置文件，计算机不显示此屏幕而直
接使用默认的配置文件加载Windows XP专业版。
引导阶段结束。在引导阶段，系统要用到的文件一共有：NTLDR，Boot.ini，
ntdetect.com，ntokrnl.exe，Ntbootdd.sys，bootsect.dos（可选的）。
c) 加载内核阶段
在加载内核阶段，ntldr加载称为Windows XP内核的ntokrnl.exe。系统加载了
Windows XP内核但是没有将它初始化。接着ntldr加载硬件抽象层（HAL，hal.dll
），然后，系统继续加载HKEY_LOCAL_MACHINE\system键，NTLDR读取select键来决
定哪一个Control Set将被加载。控制集中包含设备的驱动程序以及需要加载的服
务。NTLDR加载HKEY_LOCAL_MACHINE\system\service\...下start键值为0的最底层
设备驱动。当作为Control Set的镜像的Current Control Set被加载时，ntldr传
递控制给内核，初始化内核阶段就开始了。
d) 初始化内核阶段
在初始化内核阶段开始的时候，彩色的Windows XP的logo以及进度条显示在屏幕中
央，在这个阶段，系统完成了启动的4项任务：
 内核使用在硬件检测时收集到的数据来创建了
HKEY_LOCAL_MACHINE\HARDWARE键。
 内核通过引用HKEY_LOCAL_MACHINE\system\Current的默认值复制
Control Set来创建了Clone Control Set。Clone Control Set配置是计算机数据
的备份，不包括启动中的改变，也不会被修改。
 系统完成初始化以及加载设备驱动程序，内核初始化那些在加载内核阶
段被加载的底层驱动程序，然后内核扫描
HKEY_LOCAL_MACHINE\system\CurrentControlSet\service\...下start键值为1的
设备驱动程序。这些设备驱动程序在加载的时候便完成初始化，如果有错误发生，
内核使用ErrorControl键值来决定如何处理，值为3时，错误标志为危机/关键，系
统初次遇到错误会以LastKnownGood Control Set重新启动，如果使用
LastKnownGood Control Set启动仍然产生错误，系统报告启动失败，错误信息将
被显示，系统停止启动；值为2时错误情况为严重，系统启动失败并且以
LastKnownGood Control Set重新启动，如果系统启动已经在使用LastKnownGood值
，它会忽略错误并且继续启动；当值是1的时候错误为普通，系统会产生一个错误
信息，但是仍然会忽略这个错误并且继续启动；当值是0的时候忽略，系统不会显
示任何错误信息而继续运行
 Session Manager启动了Windows XP高级子系统以及服务，Session
Manager启动控制所有输入、输出设备以及访问显示器屏幕的Win32子系统以及
Winlogon进程，初始化内核完毕。
e) 登陆
 Winlogon.exe启动Local Security Authority，同时Windows XP
Professional欢迎屏幕或者登陆对话框显示，这时候，系统还可能在后台继续初始
化刚才没有完成的驱动程序。
 提示输入有效的用户名或密码。
 Service Controller最后执行以及扫描
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Servives来检查是否还有服务需
要加载，Service Controller查找start键值为2或更高的服务，服务按照start的
值以及DependOnGroup和DepandOnService的值来加载。
只有用户成功登陆到计算机后，Windows XP的启动才被认为是完成，在成功登陆后
，系统拷贝Clone Control Set到LastKnownGood Control Set，完成这一步骤后，
系统才意味着已经成功引导了。
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结论
本文简单讲述了Windows XP Professional在32位计算机上的启动/引导过程，包括
每个启动阶段，以及阶段中的详细步骤。虽然本文没有提及错误处理，但是通过让
读者了解这些启动过程，当遇到错误时他们会变得更加从容以及更加容易找到错误
的原因。
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