Загрузка Windows 2000

Прежде чем операционная система Windows 2000 сможет начать работу, она долж­на загрузиться. Процесс загрузки создает начальные процессы. С точки зрения аппаратного обеспечения, процесс загрузки состоит из чтения первого сек­тора первого диска (главной загрузочной записи), после чего управление передается прочитанной програм­ме. Эта короткая программа на ассемблере считывает таблицу разделов, что­бы определить, в каком разделе содержится загружаемая операционная система. Найдя раздел с операционной системой, начальный загрузчик считывает первый сектор этого раздела, называемый загрузочным сектором, и передает управление ему. Программа, содержащаяся в загрузочном секторе, считывает корневой ката­лог своего дискового раздела, находит в нем файл ntldr. Если этот файл удается найти, он загружается в память и ему передается управление. Программа ntldr загружает операционную систему Windows 2000. Существует не­сколько версий загрузочного сектора в зависимости от формата раздела (FAT-16, FAT-32 или NTFS). При установке Windows 2000 на диск записываются соответ­ствующие версии главной загрузочной записи и загрузочного сектора.

Затем программа ntldr считывает файл Boot.ini, представляющий собой един­ственный файл с информацией о конфигурации, не содержащейся в реестре. Он хранит в себе списки всех версий файлов hal.dll и ntoskernl.exe, которые могут быть загружены с данного раздела диска. В этом файле также содержатся такие пара­метры, как количество центральных процессоров и оперативной памяти, сколько памяти отводить процессу пользователя (2 или 3 Гбайт), а также на какой часто­те работают часы реального времени. Затем программа ntldr выбирает и загру­жает файлы hal.dll и ntoskernl.exe, а также файл bootvid.dll, представляющий собой видеодрайвер по умолчанию. Он обеспечивает вывод на дисплей во время процес­са загрузки. После этого программа ntldr считывает реестр, чтобы найти драйверы, необходимые для завершения загрузки (например, драйверы клавиатуры и мыши, а также десятки других драйверов, требуемых для управления различными микро­схемами на материнской плате). Наконец, загрузчик считывает все эти драйверы и передает управление программе ntoskernl.exe.

После запуска операционная система выполняет некоторые общие процедуры инициализации, а затем вызывает компоненты исполняющей системы, чтобы те также выполнили собственную инициализацию. Например, менеджер объектов подготавливает свое пространство имен, чтобы другие компоненты могли обра­щаться к нему и добавлять свои объекты в пространство имен. Многие компонен­ты также выполняют определенные действия, относящиеся к их функциям. В частности, менеджер памяти настраивает начальные таблицы страниц, а менеджер plug-and-play определяет, какие устройства ввода-вывода присутствуют, и загружает их драйверы. Вся загрузка состоит из десятков этапов, в течение которых на экране отображается полоса прогресса, растущая по мере выполнения очередных этапов. Последний этап заключается в создании первого настоящего пользовательского процесса – сеансового менеджера smss.exe. Как только этот процесс начинает рабо­ту, загрузка считается законченной.

Сеансовый менеджер представляет собой «родной» процесс операционной системы Windows 2000. Он обращается к истинным системным вызовам и не пользуется вызовами подсистемы окружения Win32, которая в тот момент еще даже не работает. Одной из его первоочередных обязанностей является запуск этой подсистемы (csrss.exe). Он также считывает с диска ульи реестра и узнает из них, что еще он должен сделать. Как правило, его работа заключается в помещении мно­жества объектов в пространство имен менеджера объектов, создании дополнитель­ных файлов подкачки и открытии нужных DLL. Завершив свою работу, сеансо­вый менеджер создает демон регистрации winlogon.exe.

В этот момент операционная система загружена и работает. Теперь пора запус­тить служебные процессы (демоны в пространстве пользователя) и позволить пользователям регистрироваться в системе. Сначала winlogon.exe создает менед­жера аутентификации (lsass.exe), а затем запускает родительский процесс всех слу­жебных процессов (sennces.exe). Последний процесс по информации, хранящейся в реестре, определяет, какие демоны в пространстве пользователя нужно запустить и в каких файлах они находятся. После этого он приступает к их созданию. Как правило, уже после того, как первый пользова­тель зарегистрировался в системе, но еще до того, как он успел в ней что-либо сделать, в операционной системе Windows 2000 наблюдается высокая активность с большим количеством обращений к диску. Это программа services.exe создает системные службы. Кроме того, она загружает все оставшиеся (еще не загружен­ные) драйверы устройств.

Программа winlogon.exe также отвечает за регистрацию всех пользователей в системе. После успешного входа пользователя в систему про­грамма winlogon.exe получает из реестра профиль пользователя и определяет по нему, какую оболочку запустить. Стан­дартный рабочий стол Windows представляет собой программу explorer.exe, у которой настроены некоторые параметры. При желании пользо­ватель может выбрать в качестве оболочки другую программу, для чего ему нужно просто отредактировать реестр. Отметим, что редактирование реестра требует особой внимательности и осторожности, а всего одна допущенная ошибка может сделать систему незагружаемой.

8.3. Управление памятью вWindows 2000