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标题: 传统Legacy BIOS和新型UEFI BIOS的引导过程分析 [打印本页]

作者: yidong158 时间: 2016-9-1 07:57
标题: 传统Legacy BIOS和新型UEFI BIOS的引导过程分析
本帖最后由 yidong158 于 2016-9-1 08:29 编辑

传统Legacy BIOS和新型UEFI BIOS的引导过程分析

【迅维网原创文章，禁止转载】

　　当前电脑的BIOS正处于Legacy BIOS向新型UEFI BIOS过渡的阶段，也可以说是最后阶段吧。而本站却有不少系统维护者仍然抱着老的知识不放，不了解最新的UEFI相关的知识，其实，目前市面（2012年以后）上出售的电脑产品已经没有老式BIOS了（最多是兼容、一些平板类上面已经彻底消失）。今天在这里简单重温老式BIOS和探讨新式UEFI BIOS的启动过程，和大家一起进步。

　　首先是老式BIOS的启动过程：
　　++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
　　LegacyBIOS→MBR→“活动的主分区”→\bootmgr→\Boot\BCD→\Windows\system32\winload.exe
　　++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
　　这个大家应该很熟悉了，从DOS时代开始启动过程就是从位于硬盘第一扇区的主引导记录（mbr）开始。传统Legacy BIOS引导windows操作系统时，是通过一个活动的主分区下的bootmgr（启动管理器）文件导入根目录下boot文件夹里的BCD（启动设置数据）文件，然后BCD文件根据自身的配置内容加载系统启动文件winload.exe（位置：根目录\Windows\system32\winload.exe）来启动系统。
　　MBR磁盘格式下，windows系统的启动文件（bootmgr、BCD）必须存放在活动的主分区内，这样才能正常引导系统启动（MBR磁盘分区格式下，只允许有一个主分区是激活状态，否则启动失败）。
　　从WIN7以后（之前的XP/win98和DOS的引导过程基本没差别），如果是使用微软原版操作系统按照windows安装程序来进行全新的系统安装，系统会自动创建一个隐藏的活动主分区（分区类型是FAT16/32，win7貌似是100M大小，win8貌似是350M）用来存放启动文件；如果采用其他安装方式来安装系统，由于系统默认并不会自动创建这个活动的主分区，启动文件将会存放我们的系统盘里（类似DOS系统），所以我们在采用其它安装方式安装第一个系统时，需要确保安装系统的分区是活动的、而且是主分区，而安装第二个、第三个…系统时，就不必要求必须是主分区了，逻辑分区也可以，因为安装第二个、第三个…系统时，我们已经有了一个活动的主分区了（第一个系统所在的分区），这个活动的主分区下的BCD文件里已经包含了我们的第二个、第三个…系统的启动信息用来启动第二个、第三个…系统。
　　通过上面的讲解，想必你已经能分析出来为啥在XP以前的时代ghost都是万能的了。。为啥到了WIN7开始，有的用ghost能启动，有的却不行了（其实你只要修复启动环境即可）。

　　下面是UEFI BIOS的启动过程向前看，以后主要是它了，忘记过去吧)
　　++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
　　UEFIBIOS→EFI系统分区（FAT格式的分区）→\efi\Microsoft\boot\bootx64.efi（bootmgfw.efi）→efi\Microsoft\BCD→\Windows\system32\winload.efi
　　++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
　　UEFI BIOS引导windows系统时，是通过加载一个FAT16/32分区中的bootmgfw.efi文件来启动系统的，然后读取BCD文件，根据BCD文件的配置内容加载windows系统的引导文件winload.efi。
　　从上面可以看出UEFI BIOS和老式 BIOS的主要区别：
　　1、UEFI引导windows系统的文件为winload.efi，而Legacy的引导文件为winload.exe，UEFI整个引导过程都是在UEFI环境中实现的。
　　2、UEFI是从文件系统引导，而MBR是扇区代码级别。
　　3、UEFI有专门的引导分区ESP，本质和DOS的FAT16/32是一个东西，启动后是隐藏的。

　　关于GPT磁盘：
　　在大硬盘容量的需求下，GPT磁盘格式也逐渐代替了老旧的MBR磁盘格式（不能支持容量大于2T的磁盘），目前UEFI基本都是和GPT磁盘配套使用的。因此，实际上出厂预装win8系统的电脑都是UEFI+GPT的系统。
　　在GPT磁盘格式下，windows系统的启动文件（bootmgfw.efi、BCD）是存放在一个FAT16/32格式的分区里的，将该FAT分区称之为ESP分区或EFI分区。用一个分区专门用来启动系统，取代原来的一个扇区代码（MBR）启动系统，系统的安全性、灵活性、可扩展XD得到极大的提高。

　　下面以图解方式，介绍一个实际的例子：
　　（系统：WIN10，GPT+UEFI，从硬盘迁移到128G的SSD中，分成ESP分区和windows10普通数据分区 2个分区）
　　用U盘启动WINPE工具盘查看ESP分区和启动文件（老手也可以用WIN自带的工具diskpart加载ESP分区，然后在资源管理器里查看）

图 ESP分区

图 bootx64.efi文件位置

图 BCD文件位置

　　BCD文件内容需要专门的BCD编辑器打开

图 BCD文件内容

　　win10正常启动后，在资源管理器里查看winload.efi文件

图 winload.efi位置

总结：
　　UEFI+GPT模式引导windows系统时，并不需要mbr主引导记录，也不需要活动分区，只需要一个存放了引导启动文件的fat格式分区就可以了，这个fat分区当然也可以是U盘等外接USB设备了。
　　GPT分区表磁盘不支持32位的win7以及win7之前的系统，支持64位的XP、win7、win8、win10和32位的win8、win10。
　　一般情况下，在WIN8后的系统中应尽量使用UEFI+GPT磁盘与64位windows系统组合的搭配，充分发挥新式UEFI BIOS的性能，实现从固件底层增强系统的安全性、实现不同平台硬件下统一管理的Windows或Linux系统的多启动、实现诸如3秒快速开关机等强大功能。

作者: 天意wx 时间: 2016-9-1 08:28
这个值得看看 UEFI的新式BIOS 已经普及

作者: xjz110609 时间: 2016-9-1 08:30
感谢楼主分享，受教了

作者: yidong158 时间: 2016-9-1 08:32
这篇文章对于安装、迁移、GHOST后无法启动，或者想学习修复 win7/8/10启动的朋友，了解启动的过程和需要的文件。

看懂本篇文章后，完全可以手动修复WIN的启动环境。

作者: yjsodnmq 时间: 2016-9-1 08:45
GHOST系统安装支持UEFI+GPT否

作者: yidong158 时间: 2016-9-1 09:06
本帖最后由 yidong158 于 2016-9-1 09:12 编辑

yjsodnmq 发表于 2016-9-1 08:45
GHOST系统安装支持UEFI+GPT否

不是都说了吗，不要再抱着老东西不放了。和BIOS一样，GHOST要翻篇了（事实上新的平板和部分笔记本已经没有BIOS了）。做镜像的工具更多、更安全，比如：WIM等格式速度更快、压缩率更高。镜像文件可以放在专门的恢复分区，不被破坏，对用户，对病毒来说不可见。

作者: 陈继斌 时间: 2016-9-1 09:18
gtp格式的只能装安装版的系统吗？

作者: yidong158 时间: 2016-9-1 09:22

陈继斌发表于 2016-9-1 09:18
gtp格式的只能装安装版的系统吗？

只要你的工具支持GTP就行。比如本文就是将一个硬盘上的win10 (MBR)迁移到 SSD 上的。

作者: yidong158 时间: 2016-9-1 09:24
GPT ，不仅是为了支持2T 硬盘，有很多新特性，比如：可以创建ESP、MSR、OEM等分区，已保证系统安全和厂商、用户的扩展（比如打造自己的恢复分区）。

作者: 有闷油瓶 时间: 2016-9-1 09:45
楼主厉害这都能找道

作者: szzbq 时间: 2016-9-1 09:58
落后了，还没用过UEFI和GPT

作者: zbg 时间: 2016-9-1 10:14
感谢楼主分享

作者: 有闷油瓶 时间: 2016-9-1 10:15
楼主厉害这都能弄

作者: chenfanghuan 时间: 2016-9-1 10:20
UEFI和GPT 一下子还是不太习惯

作者: zouyabin 时间: 2016-9-1 10:22
好东西，学学了

作者: zouyabin 时间: 2016-9-1 10:25
看看有点头晕

作者: 饥饿的胃 时间: 2016-9-1 11:54
学习了好东西

作者: 直接点 时间: 2016-9-1 12:36
UEFI是主流了

作者: 13113410226 时间: 2016-9-1 12:52
表示看的不是很明白没这样玩过有空试一下学习一些新知识

作者: 人人和电脑 时间: 2016-9-1 13:30
唉，这还真是有点麻烦，，，，

作者: 华科电脑 时间: 2016-9-1 14:36
这个不好弄，我试过，在点难度、但是还是要学，只有这样才有人找你装系统呀！现在GHOST是人都会，还有些二货说ghost没有什么技含量

作者: 华科电脑 时间: 2016-9-1 14:41
如何将win7\win8\win10的原版安装文件都作到一个U盘上而又不产生想互覆盖呢？

作者: 锐杰电脑3 时间: 2016-9-1 14:47
看来现在的BIOS很快就要更新换代了，技术也得更新了

作者: koung 时间: 2016-9-1 15:13
激活方面我没有找到稳定的，好用的

作者: yidong158 时间: 2016-9-1 16:09

华科电脑发表于 2016-9-1 14:41
如何将win7\win8\win10的原版安装文件都作到一个U盘上而又不产生想互覆盖呢？

只要你的U盘够大，还可以同时安装LINUX/FREEBSD等等。
可以设置成互相不影响，互相看不到对方的分区（盘符）。在MBR时代是想都不能想的。

作者: yidong158 时间: 2016-9-1 16:18

koung 发表于 2016-9-1 15:13
激活方面我没有找到稳定的，好用的

你是说迁移吗？这个看你原来装的版本。
新装的话，建议用原版（看本站系统软件版）+KMS激活，无任何代码，保持纯洁。

作者: 江源客 时间: 2016-9-1 16:41
受教了,可以做资料保留下来.已加分

作者: xiangqian 时间: 2016-9-1 18:38
楼主总是在牛A与牛C之间徘徊

作者: 慧龙业余电脑 时间: 2016-9-1 19:24
哥你太强悍了看了我老九头晕晕的在哪里剪切下来的

作者: 炫彩 时间: 2016-9-1 19:56
这个值得学习一下，

作者: 西山行 时间: 2016-9-1 20:11
新主板都是UEFI了。

作者: 句容诚信电脑 时间: 2016-9-1 20:54
更新的太快了广大维修同胞的学习脚步都跟不上了我也是

作者: 旋涡名人 时间: 2016-9-1 21:22
感谢楼主，领教了

作者: 源仓a 时间: 2016-9-1 21:30
强烈学习中。

作者: jdwxt 时间: 2016-9-1 22:15
知识要不断更新才行，每一个转折点，都要加油。

作者: schqwei 时间: 2016-9-1 23:42
学习了，一直没实践过。

作者: amdkgd 时间: 2016-9-2 00:30
我落伍了,,,上次一台笔记本,,重新分区后,,,系统无法激活,,,,,,,,呵呵

作者: 张闲逛 时间: 2016-9-2 07:39
精华学习了

作者: oyzy2012 时间: 2016-9-2 08:21
这个以前还真的不是很清楚

作者: oyzy2012 时间: 2016-9-2 08:22
楼主很无私，又让大家补缺啦

作者: 华科电脑 时间: 2016-9-2 08:35
那如何制作UEFI+GUID的启动U盘工具呢？哪位大侠作一个教程发上来

作者: znza2012 时间: 2016-9-2 09:53
感谢楼主分享，。。。

作者: 88201466 时间: 2016-9-2 10:53
学习了

作者: ぉ╰☆ぷ 时间: 2016-9-2 11:00
看来还真的要好好学习一下了要不然都没得修了

作者: 407320566 时间: 2016-9-2 13:07
高手学习了

作者: snakezjp 时间: 2016-9-2 13:23
熟悉的mbr该放弃了，固态硬盘efi+gpt 开机8秒，3T以上的大容量硬盘很快也就普及了。gpt 分区有优势就真正的体现出来了。

作者: 天昱科技 时间: 2016-9-2 14:26
好帖学习。。

作者: fengshaoju 时间: 2016-9-2 14:49
学习一下充充电

作者: 神州电脑维修 时间: 2016-9-2 16:10

UEFI是我们长设置的选项

作者: 隐风之龙 时间: 2016-9-2 16:18
UEFI好像只能安WIIN8以上的系统才好用

作者: 大森林K 时间: 2016-9-2 16:57
感谢楼主发享

作者: yidong158 时间: 2016-9-2 17:02

华科电脑发表于 2016-9-2 08:35
那如何制作UEFI+GUID的启动U盘工具呢？哪位大侠作一个教程发上来

和硬盘一样呀。创建一个FAT16/32 分区，放上启动文件就行了。请仔细看下我给的图片。就那几个文件夹、文件。相关的制作工具也有，别人做好的ISO等都可以直接刻录到 U盘上。

作者: 建明电脑 时间: 2016-9-2 17:04
学习了、好经典。还得学习高手奉献

作者: yidong158 时间: 2016-9-2 17:05
本帖最后由 yidong158 于 2016-9-2 17:06 编辑

慧龙业余电脑发表于 2016-9-1 19:24
哥你太强悍了看了我老九头晕晕的在哪里剪切下来的

我发的图片中任何一张，你给我剪切一个看看。哈哈。。

作者: yidong158 时间: 2016-9-2 17:06

snakezjp 发表于 2016-9-2 13:23
熟悉的mbr该放弃了，固态硬盘efi+gpt 开机8秒，3T以上的大容量硬盘很快也就普及了。gpt 分区有优势就真正的 ...

保守了吧，好多朋友装机都只有 3-6秒。哈哈。。

作者: snakezjp 时间: 2016-9-2 17:20

华科电脑发表于 2016-9-2 08:35
那如何制作UEFI+GUID的启动U盘工具呢？哪位大侠作一个教程发上来

把win10的原版镜像文件直接解压到U盘里就行了，非常简单，不懂的话问问度娘。

作者: 夜已深 时间: 2016-9-2 17:25
好文章，是不是要加点权限

作者: 手机电脑维修. 时间: 2016-9-2 20:54
天空一声炸响，惊世之作华丽登场

作者: 麽麽电脑 时间: 2016-9-2 23:28
高手就是不是一样，向你学习了

作者: 华科电脑 时间: 2016-9-3 08:38
我想把一个16G的U盘作成UEFI+FAT32的启动盘，可是做不了。我描术一下，请大家指导一下。
在一个win8PE的环境下，用diskgenius把U盘的分区删除转换成GUID格式，创建了一个ESP分区100MB午剩下的就作为一个FAT32主分区创建了，可是在PE系统里，资源管理器中只用看到一个“可移动设备”100MB,还有一个可移动设备不可用，从属性中进去看“可用空间为0，已用空间也为0”……我主要的意途是，想把一个安装版的win7PE系统装到U盘里，可以在UEFI的环境下能启动……请大家指导一下。

作者: 二年级 时间: 2016-9-3 08:39
落伍了！加紧学习吧！

作者: 12421163 时间: 2016-9-3 09:38
感谢楼主分享，受教了，好东西

作者: Hi，赵喜儿 时间: 2016-9-3 11:14
》懵懵懂懂小不懂呀，给客户装win10还是用GHOST镜像过去，哈哈

作者: 技术宅 时间: 2016-9-3 11:35
分析的很透彻

作者: 蓝射的梦 时间: 2016-9-3 12:44
内容是很专业的，

作者: 星月科技 时间: 2016-9-3 13:07
不要说病毒没有办法你要相信病毒也是在发展的 ...只要有人做病毒一样会搞定你UEFI+GPT

作者: yue19960714 时间: 2016-9-3 13:44
分析的很好

作者: Eliot青 时间: 2016-9-3 15:19
legacy bios和UEFI BIOS的一个区别在于，前者通过bios自检然后进入系统，后者通过UEFI进系统，所以开机速度快一些。

作者: 窗边的小豆豆 时间: 2016-9-3 15:41
有点了解了

作者: zhoulongyong 时间: 2016-9-3 15:56
感谢楼主分享，学习了

作者: 鑫色阳光 时间: 2016-9-3 16:15
win8系统改WIN7系统要到BIOS里改一下设置

作者: 欧阳敏 时间: 2016-9-3 16:24
弄多了就好了刚出来的时候好麻烦

作者: 蒋炳锋 时间: 2016-9-3 17:07
谢谢分享，学习了

作者: znza2012 时间: 2016-9-3 17:10
这真麻烦呀、。。。

作者: chengdengjiang 时间: 2016-9-3 18:17
老东西只是方便安转系统但系统的稳定型不是很可靠。只是有的人需要安装 W7 64的。W8W10 都不是太会用转而有想改装W7的但只是时间的问题到后面还是会有很多人慢慢接受的

作者: jiafu000 时间: 2016-9-3 19:32
uefi装ghost系统也可以，只需要做个uefi启动的pe就行

作者: 遊龍維修 时间: 2016-9-3 20:01
已收藏慢慢研究。。。

作者: 冬天的小草 时间: 2016-9-3 20:32
感谢楼主分享，真的是用到老学到老

作者: 小小璇子 时间: 2016-9-4 09:13
谢谢分享！又学习了！

作者: lbxcsw2 时间: 2016-9-4 11:58
学习学习

作者: ldyz1314 时间: 2016-9-4 12:07
没有看太懂，有空多看几遍

作者: 11123456 时间: 2016-9-4 12:11
牛加分鼓励

作者: 海峰电脑维修 时间: 2016-9-4 12:14
楼主的软件水平很高啊，值得学习。

作者: 獨殤未央 时间: 2016-9-4 12:33
加分，学习，收藏，好腻害啊

作者: 88201466 时间: 2016-9-4 21:26
谢谢楼主分享

作者: 麽麽电脑 时间: 2016-9-4 21:40
高手在【迅维】，向你学习

作者: 沈元 时间: 2016-9-4 23:19
我都用ＤＧ分区安装的　

作者: 乐乐电子 时间: 2016-9-5 09:10
是的哎，现在的机器都是uefi格式的了。

作者: 我心在翔 时间: 2016-9-5 09:49
学习了明白了很多

作者: mofe 时间: 2016-9-5 11:12
UEFI也太复杂了吧？？？突然好怀念xp的年代

作者: 21钊 时间: 2016-9-5 12:31
长知识了好好看看

作者: feixiang008 时间: 2016-9-5 13:47
挺好学习下

作者: CPUPWRGD 时间: 2016-9-5 14:21
这个值得看看 UEFI的新式BIOS 已经普及

作者: 欧阳敏 时间: 2016-9-5 17:43
以后新BIOS已经是主流了

作者: 杨慧春 时间: 2016-9-5 18:01
值得看看 UEFI的新式BIOS 已经普及

作者: 一个人找北 时间: 2016-9-5 18:48
不错真的很好，学习了，谢谢

作者: 挚爱mai 时间: 2016-9-5 19:17
一直装系统都知道改这些不知道意思在哪里

作者: zhuduoliang 时间: 2016-9-5 23:30
看来要学习与时俱进听…

作者: cashli 时间: 2016-9-6 12:32
看不明白。太深奥了。

作者: 麽麽电脑 时间: 2016-9-6 12:33
高手在【迅维】修，向你学习

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