bcd 初始化庫系統卷失敗_Windows系統引導過程以及多系統引導原理

系統啟動的兩種引導方式

計算機系統引導方式主要有兩種：一種是傳統的BIOS模式，另一種是新型UEFI(全稱統一的可擴充固件接口)模式。UEFI啟動也可以看作是Bios的更新版。不同模式對應不同的磁盤分區類型，BIOS隻可以識别MBR分區；而UEFI可同時識别MBR分區和GPT分區，是以在UEFI下可以啟動不同磁盤類型中的作業系統。

BIOS晶片

• BIOS+MBR引導過程

BIOS引導過程：開機自檢>BIOS>MBR(主引導記錄)–>DPT(磁盤分區表)>PBR(分區引導記錄)> Bootmgr(引導管理器)/NTLDR>BCD(從vista開始的引導配置資料)/boot.ini(XP 引導配置檔案)>Winload.exe>核心加載 >windows vista+/windows xp

1. 開機自檢，BIOS先要對CPU初始化，然後跳轉到BIOS啟動處進行POST自檢，(此過程如有嚴重錯誤，則電腦會用不同的報警聲音提醒)，接下來采用讀中斷的方式加載各種硬體，完成硬體的初始化。
2. 讀入MBR(主引導記錄),MBR主要功能是在分區表(DPT)中尋找可引導的活動分區(也叫激活主分區)，并找到該分區的引導扇區(分區的第一個扇區)中的分區引導記錄(PBR)，載入PBR中的啟動管理器(bootmgr.exe或NTLDR)。注意：MBR磁盤分區格式下，一個磁盤隻允許有一個分區是活動的，是以啟動檔案(bootmgr、BCD)必須存放在活動的主分區内，這樣才能找到系統載入程式。
3. 啟動管理器讀取該分區boot檔案夾裡的啟動配置文本BCD(或根目錄下boot.ini)，然後根據啟動設定檔案定位并加載二級引導載入程式winload.exe來加載OS核心。如果有多個系統，啟動配置檔案就會有多個啟動項，相應的bootmgr也會提供選擇菜單，然後則根據使用者選擇來決定加載哪個系統的Winload(多系統引導選擇)。

• UEFI+GPT 引導過程

UEFI引導過程：開機>UEFI>GPT分區表>ESP分區(也稱EFI分區)>efiMicrosoftbootbootmgfw.efi>efiMicrosoftBCD>Windowssystem32winload.efi。此過程沒有MBR參與。

1. 開機啟動自檢，執行UEFI初始化子產品；
2. UEFI執行後，會進行CPU、北橋、南橋及存儲器初始化工作，當這部分裝置就緒後，緊接着它就載入UEFI驅動執行環境(Driver Execution Environment，簡稱DXE)。當DXE被載入時，系統就可以加載硬體裝置的UEFI驅動程式了。DXE使用了枚舉的方式加載各種總線及裝置驅動，UEFI驅動程式可以放置于系統的任何位置，隻要保證它可以按順序被正确枚舉。借助這一點，我們可以把衆多裝置的驅動放置在磁盤的UEFI專用分區中(ESP分區)，當系統正确加載這個磁盤後，這些驅動就可以被讀取并應用了。在這個特性的作用下，即使新裝置再多，UEFI也可以輕松地一一支援，由此克服了傳統BIOS捉襟見肘的情形。UEFI能支援網絡裝置并輕松聯網，原因就在于此。
3. 從EFI分區找到啟動管理器(efiMicrosoftbootbootmgfw.efi)。
4. 啟動管理器導入EFI分區BCD檔案(efiMicrosoftBCD)，然後根據其配置内容加載引導加載程式winload.efi(C:Windowssystem32winload.efi)來加載OS核心。如果BCD中有多個配置項，則會讓使用者選擇要啟動的系統。如果有多個系統，啟動設定檔案就會有多個啟動項，相應的bootmgr也會提供選擇菜單，然後則根據使用者選擇來決定加載哪個系統的Winload(多系統引導原理)。

在GPT磁盤格式下，windows系統的啟動檔案和啟動配置檔案(bootmgfw.efi、BCD)是存放在一個不可見的FAT格式的分區裡的(也叫ESP分區或EFI分區)。

多系統啟動原理

多系統啟動(以Windows系統為例)中，BIOS+MBR和UEFI+GPT的引導方法基本上是一樣的，都是通過啟動配置檔案(BCD或boot.ini)來顯示啟動菜單，當使用者選中其中某個啟動項後，啟動管理器會加載不同分區的Winload以啟動此分區下的作業系統。

以下是通過BOOTICE修改啟動配置檔案(BCD)，添加多系統啟動項：

名詞解釋

BIOS：基本輸入輸出系統(Basic Input Output System)。它是一組固化到計算機主機闆上一個ROM晶片上的程式，它儲存着計算機最重要的基本輸入輸出的程式、開機後自檢程式和系統自啟動程式，它可從CMOS中讀寫系統設定的具體資訊。完成硬體的初始化後，開始讀入磁盤中的主引導記錄(MBR)。

MBR：主引導記錄(Master Boot Record)是位于磁盤最前邊的一段引導(Loader)代碼，主要有啟動代碼、硬碟分區表和結束标志字三部分組成。它負責磁盤作業系統(DOS)對磁盤進行讀寫時分區合法性的判别、分區引導資訊的定位，硬碟的主引導記錄(MBR)是不屬于任何一個作業系統的，它先于所有的作業系統而被調入記憶體，并發揮作用，然後才将控制權交給主分區(活動分區)内的作業系統。

DPT：磁盤分區表(Disk Partition Table)屬于主引導記錄中的第二部分，占據主引導扇區的64個位元組(偏移01BEH--偏移01FDH)，可以對四個分區的資訊進行描述，其中每個分區的資訊占據16個位元組。

PBR：分區引導記錄 (Partition Boot Record)可以加載該分區的io.sys (dos / win9x) 或 ntldr(win2000 xp 2003) 或 bootmgr (vista/win2008/win7/win10 )。

bootmgr：啟動管理器(Boot Manager)，是在Windows Vista、Windows 7、windows 8/8.1和windows 10中使用的新的啟動管理器，以代替Windows NT系列作業系統(Windows XP、Windows 2003)中的啟動管理器——NTLDR。

NTLDR：是一個隐藏的、隻讀的系統檔案，位置在系統盤的根目錄，功能是讀取boot.ini，之後裝載所選作業系統。是windows nt 4.0/windows 2000/windows xp/windows server 2003的引導檔案。

BCD：啟動設定資料(Boot Configuration Data) ,BCD是作業系統中的啟動設定資料，在有vista或windows7的多重作業系統中，系統通過bootmgr程式導入BCD檔案完成啟動菜單的引導。可以在進階 系統設定-啟動和故障恢複 中調整開機預設作業系統和等待時間。

boot.ini：啟動配置檔案，Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows Server 2003主要依賴Boot.ini檔案來确定計算機在引導過程中顯示的可供選取的作業系統類别、等待時間等。

UEFI：統一的可擴充固件接口(Unified Extensible Firmware Interface)， 這種接口用于作業系統自動從預啟動的操作環境，加載到一種作業系統上。

GPT：GUID磁盤分區表(GUID Partition Table)是一個實體硬碟的分區表的結構布局的标準。用于替代BIOS系統存儲邏輯塊位址和大小資訊的主開機紀錄(MBR)分區表。