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.

Восстановление «Загрузчика» на Windows 10: разные способы

Порой клиенты Windows сталкиваются с проблемой, которую, казалось бы, они не в силах решить: сообщение об отсутствии загрузочного файла (No bootable device) на чёрном фоне. Операционная система и «Рабочий стол» при этом не загружаются, поэтому выполнить какие-либо манипуляции в настройках компьютера не представляется возможным. Как решить данную проблему?

Что такое «Загрузчик» и какую роль он играет в системе

В «операционке» Windows, которую инсталлируют чаще всего на различных устройствах, есть встроенная утилита «Загрузчик». Именно она запускает ОС, когда пользователь нажимает на кнопку Power, чтобы включить свой ПК. Происходит это после того, как BIOS (специальный набор микропрограмм, который функционирует отдельно от ОС) успешно проверил все аппаратные части устройства на работоспособность. По данной схеме происходит включение не только стационарных ПК и лэптопов, но и мобильных девайсов (планшетов и смартфонов).

«Загрузчик» отвечает, в частности, за выполнение следующих действий:

• подготовку аппаратных компонентов ПК к запуску ядра ОС;
• непосредственную загрузку этого ядра, которое располагается на жёстком диске или передаётся по сети;
• передачу ядру ОС управление компьютером.

Почему с ним могут возникнуть неполадки

Иногда при включении компьютера (стационарного или переносного — лэптопа) пользователи могут столкнуться с одним их сообщений, появившемся на чёрном экране монитора: An operating system wasn’t found или No bootable devices found. Также в них указывается, что нужно нажать определённое сочетание клавиш для перезапуска системы. Одной из причин возникновения данных ошибок — неполадки с «Загрузчиком».

На чёрном экране при загрузке Windows может появиться сообщение о том, что операционная система не найдена (An operating system wasn’t found)

Когда BIOS успешно закончил проверку всех аппаратных частей ПК и решил, что устройство готово к работе, ему необходимо передать управление запуском «операционки» «Загрузчику». Описанные выше ошибки с уведомлениями возникают на чёрном экране, если его не получается найти в месте, где он изначально должен находиться (как правило, это первый сектор загрузочного диска). Соответственно, оказывается, что запускать систему, в которой должен работать ПК, просто некому.

О неполадках в работе «Загрузчика» свидетельствует сообщение на чёрном экране, что загрузочное устройство не найдено (No bootable devices found)

Почему может возникнуть неполадка в виде отсутствия загрузочной записи:

1. На диске есть битые секторы.
2. Компьютер не видит имеющийся жёсткий диск.
3. Старая «операционка» была установлена поверх новой.
4. На компьютере была проведена установка второй ОС.
5. На диске отсутствует файл «Загрузчика», который называется bootmgr на Windows 10.
6. Пользователь установил конфликтный жёсткий диск, подключил неподдерживаемый накопитель (флешку) или другое периферийное устройство. Попробуйте извлечь устройство (если это USB-накопитель) и перезагрузить ПК.
7. В доме произошло внезапное отключение электричества или другой сбой. В результате было непредвиденное завершение работы компьютера.
8. Пользователь принудительно выключил ПК с помощью кнопки Power при зависании компьютера либо его обновлении.
9. На ПК есть опасные вредоносные программы.

Как вернуть в строй «Загрузчик» на Windows 10

Чтобы как можно быстрее получить снова доступ к своей «операционке» и продолжить в ней работать, воспользуйтесь одним или несколькими ниже описанными методами.

Автоматическое восстановление при загрузке с помощью установочного диска Windows

Самое простое решение — запуск автоматического средства восстановления системы через установочный диск Windows той версии, которая установлена у вас ПК. Если у вас нет оригинального диска, возьмите любой другой загрузочный накопитель «операционки» (флешку, внешний жёсткий диск и т. д.). Его можно легко создать с помощью утилиты от Microsoft, которую нужно скачать с официального сайта компании. Для этого вам, однако, понадобится другой компьютер, так как доступ к своему у вас пока нет.

Опишем подробно шаги по запуску средства восстановления:

1. Сначала подключаем загрузочный носитель к компьютеру. Включаем ПК. Когда устройство начнёт загружаться, необходимо зайти в так называемое Boot-меню: нажимаем либо на Escape, либо на F12. Нажмите на Escape или на F12, чтобы открыть Boot Menu
2. В запустившемся меню голубого цвета выбираем из перечня всех подключённых к ПК устройств носитель, который вы вставили в ваш компьютер ранее. Так, загрузка произойдёт не через жёсткий диск, а через загрузочную флешку или диск.
3. Экран станет голубого цвета. Вам предложат выбрать язык. Кликаем по нужному.
4. После этого на дисплее появится начальный экран установки Windows. Здесь обращаем сразу внимание на левый угол окна внизу. Там будет надпись «Восстановление системы». Чтобы запустить нужные разделы, кликаем по ней. Кликните левой кнопкой по ссылке «Восстановление системы», которая находится в левом нижнем углу
5. В меню для выбора действия кликаем сразу по третьему разделу, посвященному поиску и решению имеющихся в системе неисправностей.
6. После этого нажимаем на опцию «Восстановление при загрузке». Нажмите на пункт «Восстановление при загрузке», чтобы запустить процесс
7. Мастер восстановления попросит пользователя выбрать ОС, для которой нужно провести процедуру устранения неполадок.
8. Затем запустится процесс поиска и исправления ошибок. «Загрузчик» должен быть в результате восстановлен, как и доступ к ОС и, соответственно, «Рабочему столу».

Восстанавливаем загрузочные файлы через «Командную строку»

Этот метод решения более сложный, чем автоматическое восстановление, так как подразумевает работу с «внутренностями» операционной системы при помощи специальных кодов, которые вводятся в чёрном редакторе «Командная строка». Для данного метода также нужно найти или самостоятельно создать загрузочный диск либо другой накопитель с дистрибутивом ОС, которая стояла у вас на компьютере. В этой статье мы рассматриваем восстановление на примере Windows 10:

1. Загрузите свой ПК с установочного диска или другого накопителя, как это было описано в инструкции выше. В блоке «Диагностика» заходим в «Дополнительные параметры», а там уже кликаем по пункту «Командная строка».
2. Её вы также можете открыть с помощью сочетания клавиш Shift + F10. Комбинация действует с момента, когда вам предлагают выбрать язык интерфейса.
3. В чёрном редакторе «Командной строки» печатаем по очереди три кода и нажимаем на Enter для их выполнения:
   • diskpart;
   • list volume;
   • exit. Введите команду list volume, чтобы вывести в чёрном редакторе информацию о томах и дисках
4. После выполнения кода list volume вам необходимо обратить внимание на латинскую букву того жёсткого диска, на котором располагаются все важные системные файлы вашей «операционки» и, соответственно, загрузочный документ. Им может в итоге оказаться и не диск C, хотя в большинстве своём именно на нём инсталлируют ОС. Запоминаем эту букву. Она нам понадобится в дальнейшем.
5. После выполнения кода exit вам нужно всего лишь ввести ещё одну команду следующего вида: bcdboot c:\windows. Вместо буквы «с» вставьте при необходимости ту, что вы запомнили в предыдущем шаге. Нажмите по традиции на Enter. Данный код поможет вам восстановить «Загрузчик». Введите команду bcdboot c:\windows, чтобы создать заново загрузочные файлы Windows
6. В окне появится сообщение, что новые загрузочные файлы были успешно созданы. Вам остаётся только перезапустить своё устройство, но уже с жёсткого диска (отключите флешку или выньте диск), чтобы проверить, сработал ли данный метод. Учтите, что после восстановления запуск «операционки» может занять больше времени. Если возникнет ошибка с номером 0xc0000001, повторите перезапуск — проблема будет решена.

Ещё один способ решения проблемы в «Командной строке»

Если предыдущий метод не сработал, воспользуйтесь сразу же ещё одним: все манипуляции будут также выполняться в «Командной строке», но на этот раз вам необходимо будет печатать больше кодов:

1. Открываем «Командную строку», используя инструкцию из предыдущего раздела этой статьи.
2. Вводим снова diskpart, а затем list volume. Теперь изучаем разделы гораздо внимательнее. Вам необходимо определить, какой том будет использоваться в дальнейших командах.
3. Если у вас система с UEFI и GPT, в списке вы должны увидеть скрытый раздел с файловой системой FAT32 и размером 99 – 300 МБ. Если же BIOS и MBR, то должен обнаружиться раздел размером 500 МБ (после чистой установки Windows 10) или меньше с файловой системой NTFS. Запоминаем номер этого раздела (Том 0, Том 1 и т. д.). В кодах ниже будем использовать букву N вместо номера. Также обращаем внимание на букву, соответствующую тому, на котором хранятся системные файлы Windows. Запомните номер тома с файловой системой FAT32
4. После вводим поочерёдно коды (будьте предельно внимательны при этом):
   • select volume N;
   • format fs=fat32 или format fs=ntfs (в зависимости от того, какая файловая система в томе);
   • assign letter=Z (называем раздел буквой Z);
   • exit (закрываем утилиту Diskpart);
   • bcdboot C:\Windows /s Z: /f ALL (где C — диск с файлами Windows, Z — буква, которую мы присвоили ранее скрытому разделу). Введите первую команду select volume N, где N — номер тома, который вы запомнили ранее
5. Если у вас несколько «операционок», необходимо повторить ввод этих команд, только уже с другим расположением файлов.
6. После этого необходимо напечатать ещё одну партию команд:
   • diskpart;
   • list volume;
   • select volume N (номер скрытого тома, которому мы присваивали букву);
   • remove letter=Z (удаляем букву, чтобы том не отображался в системе, когда устройство перезагрузится);
   • exit.
7. После всех манипуляций закрываем чёрный редактор и перезапускаем ПК с жёсткого диска, чтобы проверить, решена ли проблема.

Видео: как сделать «Загрузчик» работоспособным

Вернуть в строй «Загрузчик» Windows 10 можно несколькими способами. Используйте «Командную строку» или средство для автоматического восстановления и решения проблем с компонентами «операционки». Все методы можно применить при наличии оригинального установочного диска с определённой версией Windows (той, что установлена у вас) либо самостоятельно созданного загрузочного накопителя (флешки) c ОС. Последний можно создать самостоятельно, используя другой компьютер и специальное приложение от компании Microsoft.