Файлы необходимые для загрузки.

Процесс загрузки любой операционной системы начинается всегда одинаково - после проверки оборудования, управление получает подпрограмма BIOS, (Basic Input/Output System), считывающая с устройства загрузки первый сектор, являющийся главной загрузочной записью MBR (M aster B oot R ecord). Стандартно MBR располагается в первом секторе загрузочного диска и занимает 512 байт (стандартная длина сектора). Это не обязательное условие - MBR может занимать более одного сектора, что зависит от конкретной разновидности загрузчика. Хотя запись MBR не является строго зависимой от платформы загружаемой ОС, она отличается, например, для файловых систем DOS, Windows и Linux.

Структура MBR включает в себя 2 основных элемента - программный код первичного загрузчика и таблицу разделов. Обязательным признаком наличия записи MBR является специальный код (сигнатура) в двух последних байтах - 55AA. Наличие сигнатуры проверяется подпрограммой BIOS в первую очередь, и при ее отсутствии, диск считается не загрузочным. Многие программы работы с жесткими дисками позволяют просматривать и редактировать данные выбранных секторов. Так, например, выглядит запись MBR, просматриваемая с помощью бесплатной версии Victoria for Widows

Перед сигнатурой (по смещению 0x1BE относительно начала сектора) располагается таблица разделов (Partition Table), состоящая из 4-х элементов по 16 байт каждый, что определяет максимальное число (не более4-х) первичных разделов на одном жестком диске. Соответственно, размер таблицы разделов - 64 байта.

Каждый элемент таблицы описывает тип раздела (00h - раздел неопределенного типа, попросту - свободное место, 01h - 12 битный FAT, 05h - дополнительный раздел, 07h - NTFS и т.п.), признак активности (возможности загрузки) - код 80h, адрес начала, адрес конца, смещение относительно MBR и размер - количество блоков распределенное данному разделу.

В общем виде, структура главной загрузочной записи MBR, может быть представлена следующим образом:

- программный код и данные начального загрузчика. (446 байт.)
- таблица разделов диска (4 поля по 16 байт - 64 байта)
- сигнатура 55AA (2 байта)

После считывания в оперативную память компьютера, программный код начального загрузчика получает управление и выполняет поиск активного раздела (Active), - раздела, с которого может выполняться загрузка конкретной операционной системы. Такой раздел имеет свою загрузочную запись, называемую загрузочной записью раздела PBR (P artition B oot R ecord). Содержимое загрузочной записи активного раздела зависит от загружаемой операционной системы и, обычно имеет размер более чем длина одного сектора.

В случае с загрузкой Windows 7 (а также Windows Vista / Server 2008 и последующих ОС семейства Windows) программный код загрузчика раздела выполняет подготовку и выполнение следующего этапа загрузки системы - считывание в оперативную память и передачу управления специальной программе - диспетчеру загрузки BOOTMGR.

Диспетчер загрузки bootmgr представляет собой файл небольшого размера, расположенный в корневом каталоге активного раздела. Основное его предназначение - обеспечение дальнейшей процедуры загрузки в соответствии с существующей конфигурацией, хранящейся в специальном хранилище - хранилище данных конфигурации (BCD - B oot C onfiguratin D ata), представляющем собой файл с именем BCD, находящийся в каталоге BOOT активного раздела. Следующий этап загрузки операционной системы обеспечивается уже диспетчером bootmgr в соответствии с существующей конфигурацией. В общем случае, диспетчер загрузки может выполнить не только загрузку ядра установленной на данном компьютере Windows, но и другие, имеющиеся в конфигурации варианты - загрузку Windows NT/2000/XP, операционных систем семейства Linux, загрузку ОС из образов (файлов wim), виртуальных дисков (файлов VHD) и т.п.
При стандартной установке операционной системы Windows 7 на новый жесткий диск, в качестве активного раздела используется, автоматически создаваемый при инсталляции в первой части диска, раздел небольшого размера (около 100Мб). Данному разделу не присваивается буква, и в проводнике он не отображается. Это сделано с целью защиты загрузчика от небезопасных для него действий пользователя - удаления файлов конфигурации или самого диспетчера, сжатия файловой системы и т.п. Кроме того, при такой организации структуры диска, легко реализуется процедура восстановления активного раздела из ранее созданного образа без потери установленной системы и пользовательских данных.

При просмотре в Диспетчере логических дисков, активный раздел отображается под названием " Зарезервировано системой":

Таким образом, для того, чтобы выполнилась загрузка Windows с диспетчером BOOTMGR, активный раздел, как минимум, должен содержать правильную загрузочную запись PBR, файл диспетчера bootmgr и конфигурационные данные в файле \BOOT\BCD, являющимся системным хранилищем конфигурации загрузки. В случае с загрузкой Windows, диспетчер bootmgr считывает из хранилища конфигурации данные, необходимые для загрузки ядра системы, и передает управление приложению, выполняющему следующий этап (winload.exe).

Кроме хранилища конфигурации загрузки, в данном разделе могут быть файлы и каталоги, необходимые для выполнения загрузки в соответствии с имеющимися дополнительными конфигурациями, например, загрузчик предыдущих Windows NTLDR и необходимые для него файлы, а также средства поддержки национальных алфавитов (файлы локализации).
2.Порядок загрузки

Обычно файл bootmgr и каталог \Boot имеет атрибуты " скрытый" и " системный". Для получения доступа к активному разделу стандартными средствами, можно присвоить ему букву и включить отображение скрытых файлов, однако, нужно понимать, что любое неквалифицированное вмешательство в конфигурацию загрузки может привести к невозможности ее выполнения. При чем, неработоспособную конфигурацию загрузки можно получить даже без выполнения вышеперечисленных действий. Например, при неверном использовании стандартного редактора хранилища конфигурации - утилиты командной строки BCDEDIT. Поэтому, прежде чем вносить какие-либо изменения в конфигурацию загрузки, необходимо позаботиться о том, чтобы иметь возможность восстановления работоспособности системы в том случае, когда ее загрузка станет невозможной. Вопросам восстановления загрузки посвящен отдельный раздел статьи и, настоятельно рекомендую, прежде чем приступать к практическим действиям, внимательно ознакомиться с ним.

Программный код диспетчера загрузки, получив управление, выполняет поиск и обработку данных конфигурации загрузки (файл BCD в папке \BOOT\ активного раздела), в соответствии с которыми выполняется дальнейшие этапы загрузки (отображение меню, выбор загружаемой ОС или средств диагностики, загрузка ядра и т.п.). По своей структуре, файл \\boot\BCD является кустом реестра и отображается в редакторе реестра Windows как раздел HKEY_LOCAL_MACHINE\BCD0000000x

Таким образом, диспетчер загрузки bootmgr работает с данными хранилища конфигурации загрузки BCD как с обычным разделом реестра Windows. Поскольку, данный раздел реестра предназначен для использования загрузчиком BOOTMGR, при ручном просмотре c использованием редактором реестра, он имеет разрешение только на чтение, которое можно изменить с помощью контекстного меню, вызываемого правой кнопкой мышки. Естественно, на данный раздел реестра, как и на любой другой, распространяются все допустимые действия, выполняемые в редакторе - просмотр, изменение, удаление, импорт и экспорт.

Раздел конфигурации BCD содержит подраздел Description с параметрами описания и подраздел Objects с объектами конфигурации загрузки. Данные конфигурации загрузки можно условно разделить на 3 основных составляющих:

- хранилище BCD (Store)
- записи в хранилище (Entries)
- параметры записей (Entry Options)