Загрузка и UEFI

Статья
12/14/2023

Важно!

Некоторые сведения в этом разделе могут относиться только к Windows 10 Mobile и определенным архитектурам процессора.

Устройство под управлением Windows 10 имеет несколько требований для загрузки в ОС. После того как встроенное ПО устройства инициализирует все оборудование, устройство должно убедиться, что достаточно энергии для загрузки. После этого устройство должно убедиться, что устройство загружается в соответствующую ОС в зависимости от того, хочет ли пользователь выполнить обновление или восстановление на устройстве или если пользователь хочет загрузить устройство в ос main.

Для реализации каждого из этих сценариев процесс загрузки Windows 10 использует следующие компоненты:

Загрузчики встроенного ПО, предоставляемые поставщиком System on Chip (SoC).
Среда UEFI (единый расширяемый интерфейс встроенного ПО), предоставляемая поставщиком SoC.
Диспетчер загрузки Windows, предоставляемый корпорацией Майкрософт.

В этой статье представлен обзор процесса загрузки, а также более подробно описаны загрузчики встроенного ПО SoC, UEFI и диспетчер загрузки Windows.

Обзор процесса загрузки

Когда устройство Windows 10 включено, оно проходит следующий высокоуровневый процесс:

Устройство включено и запускает загрузчики встроенного ПО, относящиеся к SoC, которые инициализируют оборудование на устройстве и обеспечивают функцию аварийного мигания.
Загрузчики встроенного ПО загружают среду UEFI и перенаправяют управление приложениям UEFI, написанным поставщиком SoC, корпорацией Майкрософт и изготовителями оборудования. Эти приложения могут использовать драйверы и службы UEFI.
Среда UEFI запускает диспетчер загрузки Windows, который определяет, следует ли загружаться в режиме полного обновления флэш-памяти (FFU) или в режиме сброса устройства, в ОС обновления или в ос main.

На следующей схеме этот процесс показан на высоком уровне.

Обзор процесса загрузки для Windows Phone.

Ниже приведены дополнительные сведения о некоторых компонентах на этой схеме.

Обновление ОС — это минимальная среда ОС, предоставляемая корпорацией Майкрософт. Эта ОС используется специально для установки обновлений.
Режим флэш-памяти полного обновления (FFU) относится к приложению UEFI, которое перенаправляет образ ОС в хранилище устройства. Корпорация Майкрософт предоставляет приложение для флэш-памяти UEFI, которое можно использовать в нерабочих сценариях. Изготовители оборудования также могут реализовать собственное приложение для флэш-памяти UEFI. Дополнительные сведения см. в статье Сбор и применение образов Windows Full Flash Update (FFU).

Загрузчики встроенного ПО SoC

Загрузчики встроенного ПО SoC инициализируют минимальный набор оборудования, необходимого для работы устройства. Загрузчики встроенного ПО SoC предназначены для максимально быстрого завершения, и во время работы ничего не отображается на экране. После завершения загрузчика встроенного ПО SoC устройство загружается в среду UEFI.

Загрузчики встроенного ПО SoC также содержат функцию аварийного мигания, которая позволяет выполнять вспышку устройств, когда загрузочная среда не стабильна, и полное обновление флэш-памяти (FFU) на основе образа с помощью средства флэш-памяти, предоставляемого Корпорацией Майкрософт, невозможно. Для аварийного мигания требуются средства, относящиеся к SoC. Для получения дополнительных сведений обратитесь к поставщику SoC.

UEFI

Windows 10 использует единый расширяемый интерфейс встроенного ПО (UEFI) для поддержки передачи системного управления от загрузчика встроенного ПО SoC в ОС. Среда UEFI — это минимальная загрузочная ОС, при которой загружаются устройства и запускается Windows 10 ОС. Дополнительные сведения см. в разделе UEFI в Windows.

Общие сведения о диспетчере загрузки Windows

Диспетчер загрузки Windows — это предоставленное корпорацией Майкрософт приложение UEFI, которое настраивает среду загрузки. В среде загрузки отдельные загрузочные приложения , запущенные диспетчером загрузки, предоставляют функциональные возможности для всех сценариев с клиентом до загрузки устройства.

Важно!

Все компоненты в среде загрузки предоставляются корпорацией Майкрософт и не могут быть изменены, заменены или опущены изготовителями оборудования.

Загрузочные приложения реализуют функциональные возможности для следующих сценариев:

Зарядка аккумулятора устройства перед загрузкой.
Сбор и сохранение автономных аварийных дампов (только сборки для разработчиков).
Перенашивание устройства с новым изображением.
Сброс устройства.
Обновление устройства.
Загрузка устройства в ос main.

На следующей схеме показаны некоторые ключевые части процесса, которым следует диспетчер загрузки после запуска средой UEFI.

процесс диспетчера загрузки для Windows Phone.

Следующие шаги описывают этот процесс более подробно.

После того как среда UEFI запустит диспетчер загрузки, диспетчер загрузки инициализирует библиотеки загрузки, считывает базу данных конфигурации загрузки, чтобы определить, какие загрузочные приложения следует запускать и в каком порядке их запускать. Диспетчер загрузки запускает загрузочные приложения последовательно, и каждое приложение возвращается к диспетчеру загрузки после завершения.

Загрузочные библиотеки — это библиотеки функций, которые расширяют существующие функции UEFI и предназначены для использования в среде загрузки. Только загрузочные приложения, запускаемые диспетчером загрузки, имеют доступ к библиотекам загрузки.
Диспетчер загрузки сначала фиксирует все сочетания зарезервированных аппаратных кнопок, нажатые пользователем.
В образах ОС, не относящихся к розничной торговле, диспетчер загрузки запускает автономное приложение аварийного дампа, которое позволяет устройству захватывать snapshot физической памяти из предыдущего сеанса ОС. При аномальном сбросе устройства память предыдущего сеанса ОС сохраняется во время сброса. В этом случае автономное приложение аварийного дампа сохраняет эту память и преобразует ее в файл автономного аварийного дампа, который можно перенести с устройства и проанализировать. Если устройство не сбросилось аномально в предыдущем сеансе ОС, автономное приложение аварийного дампа немедленно завершает работу.
Во всех образах ОС диспетчер загрузки запускает mobilestartup.efi. Это приложение запускает несколько загрузочных библиотек, некоторые из которых выполняются только при первой загрузке (например, для подготовки политики безопасной загрузки) или только в образах, не относящихся к розничной торговле (например, для входа в режим запоминающего устройства USB). Всегда выполняются следующие библиотеки:
1. Сначала mobilestartup.efi запускает библиотеку, которая реализует зарядку батареи UEFI. Эта библиотека позволяет пользователю заряжать устройство, когда устройство находится в среде загрузки (или воспринимается как отключенное). Сначала запускается эта библиотека, чтобы убедиться, что устройство имеет достаточно энергии для полной загрузки. Дополнительные сведения о сценариях, связанных с приложением для зарядки батареи, см. в разделе Зарядка батареи в среде загрузки.
2. Затем mobilestartup.efi запускает библиотеки, которые реализуют flashing, сброс устройства и обновления. Эти библиотеки определяют, должно ли устройство загружаться в режиме флэш-памяти или сброса устройства, а также следует ли продолжить обновление ОС или основную ОС.
Если mobilestartup.efi не загружается в режиме флэш-памяти или сброса устройства, диспетчер загрузки загружается в основной ОС или в ОС обновления.