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  • 2022-03-18 10:58:59

    最近因为更换一台DELL XPS的SSD遇到启动修复的麻烦,上网查找了不少资料,特此做个小结。咱们这里不做太具体的技术探究,只把术语和概念说清楚。

    PC系统(主要是IBM-PC x86 或者 x86_64)从加电到加载操作系统要经过三个主要的部件——BIOS,硬盘分区,引导程序。

    BIOS

    BIOS 是Basic Input/Output System的缩写,简而言之是一组固化在主板上的程序,主要负责硬件的输入输出,带有系统的基本信息,并且做开机自检 POST(Power-On Self-Test) 。主要有三个厂商,AWARD,AMI和Pheonix。BIOS分为两大类——Legacy BIOS和UEFI( Unified Extensible Firmware Interface) BIOS。以前的模式就是Legacy BIOS,现在比较多使用UEFI BIOS,至于为何要变,当然就是因为后面两个东西变了,导致引导产生新的问题,所以要跟着改变了。

    启动的时候BIOS先做自检,然后找到所有可以引导的设备,跟着就去硬盘(或者软盘)分区读取引导信息。BIOS在启动这块儿无论哪个版本都大差不差,尽管细节有很多不同,但不是本文的主要内容,有兴趣可以自己搜索或者Wiki。

    硬盘分区

    首先说一下“硬盘”这个词,以前是指磁盘,现在泛指HDD、SDD、USB等等。硬盘生产出来以后虽然BIOS是能认识,但操作系统还是不认识。操作系统需要分为多个逻辑空间并且格式化以后才能真正用起来。我们在这里说的“分区”泛指分区和格式化两个操作。

    分区也很简单,就是在一个叫分区表的地方标记硬盘某个区域是一个分区,然后指明这个分区是什么类型的,比如:FAT,NTFS,EXT3等等。

    分区完成后操作系统就可以看到了,但真正要读写数据还是差了点儿东西——格式化。格式化就是检查一下分区的状态丫,配置一下分区的最小单元等等信息。有了这些信息操作系统就才可以随心所欲地使用这个分区了。

    分区也有两大类,MBR和GPT。

    MBR(Master Boot Record)

    MBR就是旧的分区方式,以前只能分4个区,开始的时候4个都是主分区,每个主分区都可以引导不同的操作系统。有一点不太人性化的地方就是那个主分区要引导,就要用工具把那个分区设置成为活动分区。

    4个分区当然很快就发现不够用了。以后更新了一下,变成可以分3个主分区和一个扩展分区,扩展分区不能引导操作系统,但可以划分很多个逻辑分区。微软比较省,以前只支持一个主分区和一个扩展分区,而且同时只能够挂载26个盘(26个英文字母),当然微软新版本的分区管理没有这些限制。

    要留意一个问题,MBR不能管理超过2TB的分区,由于MBR主要涉及引导,所以其实最大的影响就是超过2TB的分区不能引导。操作系统加载以后操作系统本身可以管理超过2TB的分区,但旧版操作系统不能管理大分区是另外一个问题,与MBR无关。

    GPT(GUID Partition Table)

    简单来说,GPT用GUID描述分区,没有数量、容量和引导的限制,不需要设置活动分区,用配置表选择就可以了。但唯一的限制是必须使用UEFI BIOS引导啦。

    下面再说说GPT里面常见的两个分区——ESP和MSR。ESP是独立分区,主要用于存储引导管理程序、驱动程序等内容,就像MBR里面所说的活动分区。全新安装Windows的硬盘通常会创建这个分区,需要支持多个操作系统引导的也建议使用。MSR是微软Windows的保留分区,是GPT磁盘上用于保留空间以供备用的分区。例如在将磁盘转换为动态磁盘时会使用这些空间。MSR分区也用于防止将GPT磁盘接到低版本系统后,硬盘被当作未格式化的空硬盘而继续操作(例如重新格式化)导致数据丢失。

    分区工具

    这里不得不提一下硬盘分区的工具。每一个操作系统都会自带硬盘分区工具,如:fdisk (win/Lin),diskpart,windows磁盘管理等。对于自己版本的操作系统支持肯定是最好的,但对于多操作系统的引导或者不想破坏数据的情况下改变分区就不友好了,这种情况下就要求助于第三方分区工具,如:diskgenius,PatitionMagic,Acronis Disk Director Suite,DM等。

    MBR和GPT的比较

    参考知乎上面的材料,我抽象了一下两种分区的设计思想。MBR基本都是写死,BIOS控制前半部的引导过程,直接把棒子交到操作系统引导程序NTLDR、BOOTMGR、GRUB等的手上。而GPT都是软件定义的,因为可以直接访问分区(ESP),所以设备类型、大小、位置、驱动,操作系统位置、版本啥都是在BCD里面定义的。UEFI BIOS启动以后,先把棒子交给EFI,EFI通过读取BCD的配置找到要引导程序(NTLDR、BOOTMGR、GRUB等)。

    PBR(Partition Boot Record,分区引导记录)

    硬盘活动分区的第一个扇区。这个扇区叫做“分区引导记录”(PBR)。分区引导记录标识了用于引导操作系统的程序位置。

    引导过程小结

    一般来说有三种引导的组合,以windows为例

    1. Legacy BIOS+MBR
      Legacy BIOS->MBR->活动分区->\bootmgr->\Boot\BCD->\Windows\System32\winload.exe
    2. UEFI BIOS + MBR
      Windows没有这种组合,Linux鲜有这种组合,我就当没有这种组合,嘿嘿
    3. UEFI BIOS + GPT
      UEFI BIOS->ESP(FAT格式)->\EFI\Microsoft\boot\bootmgfw.efi->\EFI\Microsoft\BCD->\Windows\system32\winload.efi

    各种操作系统的典型启动过程

    操作系统版本

    BIOS部分

    分区部分

    操作系统部分

    自检

    加载引导扇区

    加载引导记录

    启动管理器

    DOS 6.22

    POST

    找到硬盘上的主引导记录MBR

    读取硬盘分区表
    读取活动分区

    把控制权交给活动分区中的PBR IO.sys

    MSDOS.sys

    Command.com
    config.sys
    autoexce.bat

    Win98

    POST

    找到硬盘上的主引导记录MBR

    读取硬盘分区表
    读取活动分区

    把控制权交给活动分区中的PBR IO.sys

    MSDOS.sys

    与DOS类似,最后加上win.com进入win98的GUI

    WinXP

    POST

    找到硬盘上的主引导记录MBR

    读取硬盘分区表
    读取活动分区

    把控制权交给活动分区中的PBR

    NTLDR

    boot.ini

    ntoskrnl.com
    等等

    Win7

    POST

    找到硬盘上的主引导记录MBR

    读取硬盘分区表
    读取活动分区

    把控制权交给活动分区中的PBR

    BOOTMGR

    BCD

    winload.com

    Win10

    读取GPT

    加载引导记录

    EFI\BOOT\bootx64.efi(bootia32.efi) 或EFI\MICROSOFT\BOOT\bootmgfw.efi

    BCD

    winload.efi

    RHEL5

    POST

    找到硬盘上的主引导记录MBR

    读取硬盘分区表
    读取活动分区

    把控制权交给活动分区中的PBR

    LILO

    RHEL7

    读取GPT

    加载引导记录

    GRUB

    典型启动问题处理

    先说引导修复的大原则。就是看3个地方——BIOS、分区、引导。BIOS比较简单,BIOS要注意挑选合适的硬盘,Legacy BIOS对MBR,UEFI BIOS对GPT。新的BIOS可以同时支持Legacy和UEFI,要看清楚。分区最好用分区工具看,MBR留意三个地方,主分区、活动分区,分区是否小于2TB。只有同时满足这三个情况MBR启动才能生效。GPT没有MBR这么多事,但也有新的问题——BCD。BCD要配置正确的分区信息才能找到winload.efi。其中往往容易忽视的是GUID,因为GUID是全球唯一的,通过Ghost复制基本上都会产生错误。所以Ghost安装Win10(UEFI模式)一定要用BCD工具修复。

    NTLDR is missing

    解决方案:基本上可以断定是文件缺失,该分区有引导的信息,缺没有这些引导的文件。

    BOOTMGR is missing

    解决方案:基本上可以断定是文件缺失,该分区有引导的信息,缺没有这些引导的文件。

    Can't find winload.com (winload.efi)

    解决方案:如果是Ghost安装,要注意BCD的配置是否正确指向分区。通过BCDboot,BOOTICE等工具修复。

    参考文献

    【科普】UEFI+GPT、Legacy+MBR引导模式介绍 & 引导修复

    UEFI+GPT,Legacy+MBR引导模式介绍和引导修复

    https://jingyan.baidu.com/article/eb9f7b6dac24c3869364e801.html

    Windows 7开机启动流程(原理)

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    适用范围:

    Windows 10 Technical Preview。正式版操作界面可能会有细微差异,但方法大同小异,仅供参考。

    操作步骤:

    方法一:

    1、启动到WinRE;

    通过按住“Shift”按键并在Windows 10中点击开始菜单中的“重启”,即可在重启之后进入该界面;也可以在Windows启动时不停的按F8按键来启动到WinRE;

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    如果Windows因故障无法启动时,也会弹出“恢复”界面,点击其中的“查看高级修复选项”即可进入。

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    2、使用WinRE卸载导致Windows 10出错的系统更新补丁。

    进入WinRE之后,点击其中的“疑难解答”;

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    进入之后,你就会看到最下方的“卸载预览更新”;

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    然后点击“卸载”,之后就会卸载全部的系统更新补丁。

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    方法二:

    使用含有Windows 10系统镜像的U盘或者光盘来启动电脑,出现下列界面后点击“下一步”;

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    在这个界面中,点击下方的“修复计算机”选项;

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    启动至WinRE界面后,选择其中的“疑难解答”,之后就会看到新的“使用此介质重新安装Windows Technical Preview”选项出现,点击然后安装即可;

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    这是之后的安装界面,按照屏幕提示信息操作完成安装即可。

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  • Win10系统修复Windows映像方法

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    win10系统修复windows映像方法。当 windows 映像不可用的时候,使用DISM工具可以修复损坏的windows映像。在修复映像文件之前,我们先要检查windows映像是否可修复,那么怎么检查?怎么修复?下面我们一起来看看...

    win10系统下修复windows映像方法。当 windows 映像不可用的时候,使用DISM工具可以修复损坏的windows映像。在修复映像文件之前,我们先要检查windows映像是否可修复,那么怎么检查?怎么修复?下面我们一起来看看具体操作方法。

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    DISM可用来修复 WIM 或 VHD 文件中的脱机 windows 映像,或者联机 windows 映像。联机 windows 映像在不可用的时候也会尝试自行修复。这一操作的修复与“所需功能”使用同一来源,并且这一来源由组策略设置决定。当使用 DISM 工具修复联机或脱机映像时,可以使用带 /RestoreHealth 参数的 /Source 参数来指定其他修复源位置,来搜索需要的文件。

    DISM 的 /ScanHealth、 /CheckHealth、和 /RestoreHealth 参数只有在服务于 windows(R) 8 或 windows Server® 2012 映像时才能使用。

    检查windows映像是否可修复

    1.扫描映像来检查损坏。这个操作将花费数分钟时间。例如,在命令提示符下键入以下命令(扫描系统文件是否有损坏):

    Dism /Online /Cleanup-Image /ScanHealth

    2.检查映像以查看是否有检测到损坏。例如,在命令提示符下键入以下命令(映像安装源检测) :

    Dism /Online /Cleanup-Image /CheckHealth

    当使用 /CheckHealth 参数时,DISM 工具将报告映像是状态良好、可以修复、还是不可修复。如果映像不可修复,必须放弃该映像,并重新开始。如果映像可以修复,可以使用 /RestoreHealth 参数来修复映像。

    修复windows映像方法

    1.使用 /RestoreHealth 参数来修复映像。

    Dism /Online /Cleanup-Image /RestoreHealth

    若要使用已装载的映像作为修复源来修复一个脱机映像,请在命令提示符下键入下列命令:

    Dism /Image:C:offline /Cleanup-Image /RestoreHealth /Source:c:testmountwindows

    或者,若要使用你自己的一些来源,不使用 windows 更新来修复一个联机映像,则键入:

    Dism /Online /Cleanup-Image /RestoreHealth /Source:c:testmountwindows /LimitAccess

    如果没有给修复文件指定 /Source,那么将使用“所需功能”的默认位置。如果指定了多个 /Source,那么将复制在第一个位置找到的文件,并忽略其他位置的文件。可以使用 /LimitAccess 来阻止 DISM 工具使用 windows 更新作为联机映像的修复源或备份修复源。

    以上就是今天给大家介绍的win10系统下修复windows映像方法。希望上面的方法对大家有用。

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    方法一、使用系统还原

    其次,如果您的系统开启了系统还原功能,并且还原点比较合适(距离出问题时间较近的还原点),用这项功能进行系统修复是最省时省力的。虽然还原到之前时间点的系统状态,但被还原的只是系统和软件,您在还原点之后的文件资料(包括文档、照片、视频以及其他文件)不会被修改。该功能比较好用,往往会在关键时刻助你一臂之力,建议大家不要将其关闭。

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    方法二、使用自带的高级启动修复

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    (Windows7高级启动选项)

    开机时按F8键,进入Windows7高级启动选项,这和WindowsXP的安全模式比较,多了第一项的“修复计算机”和后面的“禁用系统失效时自动重启”,“禁用驱动程序签名强制”三项,而“修复计算机”就是Windows7系统光盘启动修复选项全部功能。

    方法三、系统自带SFC命令修复

    再次,就是用Windows7系统自带的修复功能也就是sfc.exe这个程序。一般的运行方式是在“开始菜单”中搜索“cmd”,右键选择”用管理员权限打开“,然后输入“sfc /scannow”并按下回车键。等待一段时间之后大多数情况下也就搞定了。

    1、在搜索结果中找到CMD程序,右键点击程序,选择以管理员身份运行!如下图所示!

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    3、调出命令提示符!在命令提示符输入Sfc/?后回车,如下图所示!对话框将提示你所有的修复命令!

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    4、在提示符后面输入Sfc /Scannow回车,执行扫描系统文件并自动修复!等待修复完成即可!整个扫描过程持续时间大概10分钟。www.winwin7.com

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    5、扫描结果会详细列出问题点,以及修复记录如下图所示!小编刚重装系统,未发现任何异常!

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    6、我们还以对系统的参考文件进行扫描和自动修复!只要在命令框输入Sfc /Scanfile回车即可!

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    修复方法四:升级覆盖安装

    首先,最简单有效的方式就是在原有系统环境下选择“升级”安装现有系统。“升级”安装之所以被打上引号,是因为仅借助其来修复系统,并不是真的升级。

    以目前比较常见的Windows7为例,这种安装方式就是放入安装盘(包括系统光盘和专门制作的系统U盘)或者用“软媒虚拟光驱”加载系统镜像后,选择“升级”安装的方式修复系统。这种方式简单而且安全,缺点是比较耗时。如果您不是太着急的话,推荐使用这种方式。

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    同时自有win7安装盘的话还可以使用光盘中的修复功能,这通常是系统无法启动后才使用的方法,大家可以在上面的方法中找到合适的方法来修复Windows7系统。

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