Все, что вы хотели знать про загрузку Windows, загрузчики и восстановление загрузки ОС

В этой статье я не планирую подробно рассказывать обо всех типах загрузчиков, но хочу свести воедино всю необходимую информацию, которую нужно знать для создания загрузочных дисков, флэшек, а также для восстановления загрузчиков.

Принципы загрузки операционных систем

При включении компьютера управление процессором получает BIOS, и если он настроен на загрузку (boot) с винчестера, то он подгружает в оперативную память компьютера первый сектор диска (MBR) и передает управление ему. Если у вас несколько жестких дисков, то каждый из них содержит свою MBR. В этом случае можно или менять порядок загрузки дисков в BIOS, или же прописать все операционные системы с разных дисков в один PBR загрузчик, об этом ниже.

Сразу оговоримся, что если у BIOS у вас включен режим загрузки UEFI, то структура разделов диска у вас должна быть не MBR, а GPT. GPT имеет не только другую структуру разделов, но и другую структуру загрузочной области. Там в первый сектор записывается «заглушка» для BIOS (Protective MBR), которая служит для того, чтобы старый Legacy BIOS мог загрузиться с GPT диска в режиме совместимости, если ОС была установлена на GPT (часто в BIOS его называют CSM – Compatibility Support Module). Однако, вы никогда не сможете загрузить ОС с MBR диска, если в BIOS выставлена загрузка в режиме UEFI.

При загрузке операционной системы, сначала считывается первый сектор с устройства загрузки, представляющий собой главную загрузочную запись (Master Boot Record — MBR). Стандартно, в качестве MBR выступает первый сектор загрузочного диска. MBR содержит список разделов, признак активного раздела (раздела, с которого будет выполняться загрузка ОС), некоторые служебные данные, а также программный код для считывания в память загрузочного сектора активного раздела (Partition Boot Record — PBR) и передачи ему управления.

Размер сектора на жестком диске — 512 байт. В секторе MBR хранятся данные, которые должны заканчиваться специальной сигнатурой. Этим словом называется специальная, строго установленная, последовательность из 2 байт с шестнадцатеричными значениями 55h AAh, которая записывается в последние 2 байта сектора и соответственно имеет смещение от начала сектора 1FEh. Если хотя бы один из двух последних байтов отличается по значению, считается, что первый сектор не является MBR и не содержит осмысленной информации. Если компьютер при старте, прочитав первый сектор, не обнаружит правильной сигнатуры, он не будет передавать управление располагающемуся там коду, даже если он правильный, а выдаст сообщение о том, что главная загрузочная запись не найдена.

Общая структура MBR может быть представлена следующей таблицей:

Смещение Длина Описание

000h 446 Код загрузчика

1BEh 64 Таблица разделов

1CEh 16 Раздел 2

1DEh 16 Раздел 3

1EEh 16 Раздел 4

1FEh 2 Сигнатура (55h AAh)

Длина указана в байтах.

Как видно, MBR может содержать информацию максимум о 4 разделах. Каждый 16-байтовый блок, содержащий информацию о разделах, в своем начале содержит признак активности раздела — т.е. признак того, что операционную систему следует загружать именно из этого раздела — может иметь значения 80h (раздел активен) и 00h (раздел не активен). Количество активных разделов должно быть не более одного.

Шестнадцатеричный однобайтовый код далее указывает на тип (ID) раздела. Например, 07h – раздел типа NTFS, 0Bh – FAT32, 17h – скрытый NTFS раздел, 27h – системный скрытый NTFS раздел для восстановления системы.

Типы MBR

Выше мы увидели, что в сектор MBR записывается код загрузчика. Что же это? Дело в том, что в MBR может быть записан как «стандартный» загрузчик, так и альтернативные загрузчики.

Существуют следующие распространенные типы MBR:

• Windows NT версий 5.х и 6.x, занимает 1 сектор. Может загружать ОС только с первичного активного раздела.
• GRUB4DOS версий 5.х и 6.x – занимает 16 секторов. Представляет собой файл gbldr.mbr. также его можно установить в качестве PBR прямо в раздел.
• GRUB 2.0 – универсальный загрузочный менеджер, занимает 63 сектора. Состоит из файлов boot.img и core.img. Может работать с любыми файловыми системами и загружать ОС как с первичных, так и логических разделов.
• PLoP – занимает 62 сектора и имеет продвинутый интерфейс. Позволяет организовать загрузку с CD/Floppy/USB без поддержки и обращения к BIOS.
• UltraISO USB-HDD – занимает 1 сектор и позволяет выполнять загрузку с внешних USB HDD дисков.

Конечно, с учетом многообразия ОС, существует масса других MBR, но они не так популярны.

Операционные системы дружат только с определёнными типа загрузчиков, однако это не значит, что их нельзя модифицировать для поддержки других ОС. Так, в Windows MBR можно добавить информацию о Linux разделе, но этого недостаточно, чтобы Linux стал грузиться. Для этого также потребуется редактировать и PBR. Однако линуксовый LDLINUX.SYS требует наличия своего микрокода в MBR, чтобы обращаться к нему в процессе загрузки, то есть если у вас загрузочная запись Windows NT MBR, а загрузчик GRUB, то такая схема работать не будет. Виндовсовые загрузчики могут обойтись без наличия соответствующего микрокода в MBR, поэтому они могут грузиться и через GRUB MBR.

Главное, что вам нужно понять, что MBR содержит микрокод, инструкции для процессора, а не файлы. PBR же указывает на загрузчик, который является файлом.

Разнообразие PBR

Мы с вами выяснили, что MBR передает управление на активный раздел с PBR. PBR (Partition Boot Record), так же называют volume boot record (VBR) – это микрокод в начальном секторе раздела диска (часто это сектор 63), который содержит информацию, какой же загрузчик искать.

Существуют следующие загрузчики:

Тип MBR — NT 5.x/6.x, 1 сектор

• io.sys для MS-DOS, Windows 95/98/МЕ
• ntldr для Windows 2000/XP/2003
• bootmgr для Windows Vista/7/8/8.1/10

Тип MBR — Grub4DOS, 18 секторов

Тип MBR — LILO/GRUB и др. линуксовые (к-во секторов зависит от версии и количества файлов)

• ldlinux.sys – основной базовый модуль
• syslinux.sys — для загрузки с FAT, FAT32, NTFS
• isolinux.bin — для загрузки с iso9660
• pxelinux — для загрузки по PXE
• extlinux для загрузки с ext2/ext3/ext4 или btrfs

Как я сказал выше, загрузчик является не загрузочной областью, а бинарным файлом.

• Файлы Windows NTLDR или BOOTMGR должны лежать в корне активного системного раздела и работают они по-разному. Об этом ниже.
• Файл GRLDR используется Grub4DOS также должен лежать в корне партиции, с котрой выполняется загрузка
• Syslinux – универсальный загрузчик, содержащий много модулей и поддерживающий загрузку с файловых систем ext2/¾, FAT, NTFS, CD/DVD дисков, по сети через PXE. Позволяет организовать текстовое или графическое загрузочное меню.
  Чаще всего этот загрузчик используют для запуска Linux с файловых систем FAT/NTFS или же создания мультизагрузочных USB флэшек, позволяющих загружать как Linux-совместимые приложения под DOS, так и Windows PE.

Например, типичные пример создания мультизагрузочной флэшки – Multiboot USB 2k10, создаваемые уважаемыми conty9 & korsak7. Мультизагрузочный диск системного администратора с возможностью загрузки c CD/DVD, флешки, USB-HDD и обычного HDD и состоящий из нескольких Windows PE-сборок, а также DOS версий продуктов компании Acronis – например Acronis True Image (выполнены на Linux-ядре). Именно из-за этого смешанного зоопарка систем и приходится использовать загрузчик Syslinux (хотя можно и Grub4DOS).

В своем арсенале вам необходимо обязательно иметь утилиту BootICE. Уникальная в своём роде утилита для изменения или бэкапа/восстановления MBR (Master Boot Record) или PBR (Partition Boot Record). С BOOTICE, вы можете легко изменять тип MBR/PBR. Поддерживается загрузочные записи: Grub4DOS, SysLinux, PLoP, MS NT52/60… Например, с помощью этой утилиты, вы можете установить Grub4DOS вашим MBR или PBR, установить NTLDR или BOOTMGR к вашему PBR, установить SYSLINUX на PBR, и так далее.

ПК-Дайджест

Для установки операционной системы на различные накопители существует очень известная утилита WinNTSetup. По использованию данной программы написано огромное множество статей, но в них не описаны ошибки при работе с этой программой, из-за этого в комментариях пользователи задают одни и те же вопросы.

В этой статье мы разберем самые частые вопросы пользователей, которые возникают при работе с программой. Основные проблемы возникают при выборе загрузочного диска. В правой части данного пункта находятся 3 зеленых огонька. Чтобы программа правильно установила ОС, а она затем запустилась они должны быть зелеными. Но у некоторых пользователей они имеют желтый или красный цвет, именно эти проблемы мы и будем решать.

MBR горит красным или желтым

BOOTMRG PBR горит красным или желтым

WinNTSetup горит красным или желтым

Данные индикаторы меняют свой цвет при указании диска, на который будет установлен загрузчик. каждый пункт означает определенную настройку носителя.

Когда горят 3 зеленых огонька, то такой загрузочный сектор создан правильно, и система успешно загрузиться с такой флешки. А вот если они горят другими цветами, то нужно настраивать загрузочный диск. И так

MBR горит красным или желтым

В этом случае диск был отформатирован правильно, но на нем не установлена загрузочная запись. Чтобы это исправить, понадобиться программа bootice. Скачать ее можно по ссылке ниже или с официального сайта разработчика.

bootice скачать с нашего сайта или с сайта разработчика

После того как вы скачали программу, распаковываем архив в любое удобное место, и в зависимости от разрядности системы запускаем BOOTICEx64_2016.06.17_v1.3.4.0.exe для 64 разрядных систем и BOOTICEx86_2016.06.17_v1.3.4.0.exe для 32 разрядных.

После запуска в разделе «Destination disk» нужно выбрать свой накопитель, на который вы будете или уже установили Windows. В нашем случае это флешка.

Затем нажимаем кнопку «Process MBR», откроется окно с выбором типа загрузочной записи, выбираем последний вариант, как на картинке ниже, и нажимаем кнопку «Instal/Config»

Затем в открывшемся окошке нажимаем на кнопку «Windows NT 6.x MBR».

После завершения процесса записи загрузочной части утилита уведомит вас об этом уведомлением. Нажимаем ОК.

После этого закрываем программу и заново выбираем диск в WinNTSetup. Теперь огонек около MBR, должен гореть зеленым.

BOOTMRG PBR горит красным или желтым

Данная ошибка достаточно редкая, и исправляется переформатированием раздела разгрузчика, для этого нужно нажать кнопку «F» рядом с кнопкой выбрать, и выставить правильные настройки, затем нажать форматирование.

Для флешек распространенной ошибкой является форматирование в FAT16 FAT32, а для Windows оба раздела должны быть отформатированы в NTFS.

Ниже представлен один из примеров:

BOOT PART горит красным или желтым

Данная ошибка тоже достаточно часто возникает у пользователей. Она возникает из-за того, что выбран «Активным» не тот диск. Чтобы система успешно установилась «Активным» должен быть выбран загрузочный диск. Решается она также как и первая, с помощью программы bootice.

Запускаем программу bootice

После запуска в разделе «Destination disk» нужно выбрать свой накопитель, на который вы будете или уже установили Windows. В нашем случае это флешка.

Затем нажимаем кнопку «Part Manage», откроется окно с редактором дисков для выбранного накопителя. Часто проблема заключается в том, что активням является не загрузочный раздел. Тоесть как можно увидеть на картинке ниже буковка A в графе Act. стоит напротив диска D объемом 29.7 ГБ куда будет устанавливаться система. А должна стоять напротив диска J, размером 100 мб.

Имена с дисков могут меняться быть другими, не как в нашем примере.

Чтобы исправить эту проблему, выделяем диск J и нажимаем внизу кнопку «Activate». После завершения операции программа покажет уведомление.

Все, теперь закрываем bootice, и заново в программе WinNTSetup выбираем наш загрузочный диск. Проблема должна решиться.

ПК-Дайджест

Для установки операционной системы на различные накопители существует очень известная утилита WinNTSetup. По использованию данной программы написано огромное множество статей, но в них не описаны ошибки при работе с этой программой, из-за этого в комментариях пользователи задают одни и те же вопросы.

В этой статье мы разберем самые частые вопросы пользователей, которые возникают при работе с программой. Основные проблемы возникают при выборе загрузочного диска. В правой части данного пункта находятся 3 зеленых огонька. Чтобы программа правильно установила ОС, а она затем запустилась они должны быть зелеными. Но у некоторых пользователей они имеют желтый или красный цвет, именно эти проблемы мы и будем решать.

MBR горит красным или желтым

BOOTMRG PBR горит красным или желтым

WinNTSetup горит красным или желтым

Данные индикаторы меняют свой цвет при указании диска, на который будет установлен загрузчик. каждый пункт означает определенную настройку носителя.

Когда горят 3 зеленых огонька, то такой загрузочный сектор создан правильно, и система успешно загрузиться с такой флешки. А вот если они горят другими цветами, то нужно настраивать загрузочный диск. И так

MBR горит красным или желтым

В этом случае диск был отформатирован правильно, но на нем не установлена загрузочная запись. Чтобы это исправить, понадобиться программа bootice. Скачать ее можно по ссылке ниже или с официального сайта разработчика.

bootice скачать с нашего сайта или с сайта разработчика

После того как вы скачали программу, распаковываем архив в любое удобное место, и в зависимости от разрядности системы запускаем BOOTICEx64_2016.06.17_v1.3.4.0.exe для 64 разрядных систем и BOOTICEx86_2016.06.17_v1.3.4.0.exe для 32 разрядных.

После запуска в разделе «Destination disk» нужно выбрать свой накопитель, на который вы будете или уже установили Windows. В нашем случае это флешка.

Затем нажимаем кнопку «Process MBR», откроется окно с выбором типа загрузочной записи, выбираем последний вариант, как на картинке ниже, и нажимаем кнопку «Instal/Config»

Затем в открывшемся окошке нажимаем на кнопку «Windows NT 6.x MBR».

После завершения процесса записи загрузочной части утилита уведомит вас об этом уведомлением. Нажимаем ОК.

После этого закрываем программу и заново выбираем диск в WinNTSetup. Теперь огонек около MBR, должен гореть зеленым.

BOOTMRG PBR горит красным или желтым

Данная ошибка достаточно редкая, и исправляется переформатированием раздела разгрузчика, для этого нужно нажать кнопку «F» рядом с кнопкой выбрать, и выставить правильные настройки, затем нажать форматирование.

Для флешек распространенной ошибкой является форматирование в FAT16 FAT32, а для Windows оба раздела должны быть отформатированы в NTFS.

Ниже представлен один из примеров:

BOOT PART горит красным или желтым

Данная ошибка тоже достаточно часто возникает у пользователей. Она возникает из-за того, что выбран «Активным» не тот диск. Чтобы система успешно установилась «Активным» должен быть выбран загрузочный диск. Решается она также как и первая, с помощью программы bootice.

Запускаем программу bootice

После запуска в разделе «Destination disk» нужно выбрать свой накопитель, на который вы будете или уже установили Windows. В нашем случае это флешка.

Затем нажимаем кнопку «Part Manage», откроется окно с редактором дисков для выбранного накопителя. Часто проблема заключается в том, что активням является не загрузочный раздел. Тоесть как можно увидеть на картинке ниже буковка A в графе Act. стоит напротив диска D объемом 29.7 ГБ куда будет устанавливаться система. А должна стоять напротив диска J, размером 100 мб.

Имена с дисков могут меняться быть другими, не как в нашем примере.

Чтобы исправить эту проблему, выделяем диск J и нажимаем внизу кнопку «Activate». После завершения операции программа покажет уведомление.

Все, теперь закрываем bootice, и заново в программе WinNTSetup выбираем наш загрузочный диск. Проблема должна решиться.