ntldr内存初始化、分配、操作及相关函数分析

2021山东春考《计算机组装与维护》复习重点【2021复习重点一】：计算机组成与声卡、显卡、显示器等其它设备【2021复习重点二】：主板、内存【2021复习重点三】：CPU【2021复习重点四】：硬盘（结构、性能、分区、格式化、数据恢复）【2021复习重点五】：BIOS【2021复习重点六】：操作系统、驱动程序的安装、备份与还原【2021复习重点七】：故障分析与排除【2021复习重点八】：查缺补漏【2021复习重点四】：硬盘（结构、性能、分区、格式化、数据恢复）一、硬盘引导原理MBR：主引导扇区：0面0道1扇区：分区产生：整个硬盘的第1个扇区。

MBR:主引导记录： 446字节:检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区。

DPT:硬盘分区表：64字节：记录了硬盘有多少个分区。

每个分区信息占16字节，所以最多4个分区：主+扩<=4 55AA：结束标志：2字节OBR：操作系统引导扇区：0面1道1扇区：操作系统产生：操作系统可以访问的第1个扇区，D盘等的引导扇区在本分区的第1扇区OBR：引导程序：判断本分区根目录前两个文件是否为操作系统的引导文件。

BPB：本分区参数记录表：记录本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式等FAT（FAT2）:文件分配表：在OBR之后，其大小由本分区的大小及文件分配单元的大小决定。

FAT的大小由谁决定？DIR：目录区：记录着每个文件（目录）的起始单元、文件的属性等。

FAT必须和DIR配合才能准确定位文件的位置？？？DATA：数据区：占据硬盘绝大部分空间。

误格、误删、误分区、快速低格、重整缺陷列表均不清除DATA数据。

只有完全低级格式化，才会全部清零。

删除文件且拷贝新数据覆盖，DATA中对应的该文件的数据会无法恢复。

二、硬盘BIOS设置【模拟2021】小刘新购买的为一块西数 2TB 的 SATA 接口的硬盘，购买回来后作为主盘使用，而原有的希捷 500GB 的硬盘作为从盘使用。

本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==如何解决开机出现NTLDR is missing不能进系统的问题经常摆弄电脑的朋友一定遇到过这样的问题，打开电源后，电脑提示：NTLDR is missing,Press CTRL+ALT+DEL to restart提示进不了XP系统。

这是怎么回事呢?故障现象:开机自检一切正常,可是在进入系统,也就是进行系统引导的时候卡住了,显示NTLDR is missing,Press CTRL+ALT+DEL to restart.原因分析:可能原因1.XP系统为NT内核,而LDR为操作系统中常用的loader的缩写,故该故障可能是因为系统引导文件丢失导致的,而该文件的名称为NTLDR可能原因2.该计算机是在进入操作系统,也就是进行系统引导的时候卡住了,故判断其可能为无法进行系统引导而导致无法进入操作系统.微软官方网站说明:启动计算机时收到“NTLDR is missing”(缺少 NTLDR)错误信息症状在将多个文件复制到使用 NTFS 文件系统的启动卷的根文件夹后，下次启动计算机时可能会收到下面的错误信息：NTLDR is missing Press CTRL+ALT+DEL to restart.如果删除复制到根文件夹的文件，主文件表 (MFT) 分配索引并不会降到原大小。

原因如果 MFT 根文件夹碎片较多，则可能会出现此问题。

如果 MFT 根文件夹包含多个文件，则 MFT 就会变得非常零碎，以至于需要另外创建一个分配索引。

因为文件是按字母顺序映射到分配索引中的，NTLDR 文件可能会被推到第二个分配索引中。

如果发生此现象，就会看到本文“症状”部分中描述的错误信息。

一般情况下不将文件写入根文件夹。

如果一个程序定期在根文件夹中创建和删除临时文件，或者将许多文件误复制到根文件夹，就会造成这一情况。

引导程序（英语：boot loader）位于电脑或其他计算机应用上，是指引导操作系统启动的程序。

引导程序启动方式及程序视应用机型种类而不同。

例如在普通的个人电脑上，引导程序通常分为两部分：第一阶段引导程序位于主引导记录（MBR），用以引导位于某个分区上的第二阶段引导程序，如NTLDR、BOOTMGR和GNU GRUB等。

BIOS开机完成后，bootloader就接手初始化硬件设备、创建内存空间的映射，以便为操作系统内核准备好正确的软硬件环境。

简单的bootloader的虚拟汇编码，如其后的八个指令：第一：将P寄存器的值设为8第二：检查纸带（paper tape）读取器，是否已经可以进行读取第三：如果还不能进行读取，跳至1第四：从纸带读取器，读取一byte至累加器第五：如为带子结尾，跳至8第六：将寄存器的值，存储至P寄存器中的数值所指定的地址第七：增加P寄存器的值第八：跳至1但是随着计算机操作系统越来越复杂，位于主引导记录的空间已经放不下引导操作系统的代码，于是就有了第二阶段的引导程序，而MBR中代码的功能也从直接引导操作系统变为了引导第二阶段的引导程序。

NTLDRNTLDR（NT loader的缩写）是微软的Windows NT系列操作系统（包括Windows XP和Windows Server 2003）的引导程序。

NTLDR可以从硬盘以及CD-ROM、U盘等移动存储器运行并引导Windows NT系统的启动。

如果要用NTLDR启动其他操作系统，则需要将该操作系统所使用的启动扇区代码保存为一个文件，NTLDR可以从这个文件加载其它引导程序。

Windows XP的NTLDR高级开机菜单NTLDR主要由两个文件组成，这两个文件必须放在系统分区（大多数情况下都是C 盘）：NTLDR，这是引导程序本身boot.ini，这是引导程序的配置文件当boot.ini丢失时，NTLDR会启动第一块硬盘第一个分区上的\Windows目录中的系统。

内存的工作原理及时序介绍时序及相关概念以下我把时序分为两部分，只是为了下文介绍起来作为归类，非官方分类方法。

第一时序：CL-tRCD-tRP-tRAS-CR，就是我们常说的5个主要时序。

第二时序：（包含所有XMP时序）在讲时序之前，我想先让大家明白一些概念。

内存时钟信号是方波，DDR内存在时钟信号上升和下降时各进行一次数据传输，所以会有等效两倍传输率的关系。

例如DDR3-1333的实际工作频率是666.7MHz，每秒传输数据666.7*2=1333百万次，即1333MT/s，也就是我们说的等效频率1333MHz，再由每条内存位宽是64bit，那么它的带宽就是：1333MT/s*64bit/8（8bit是一字节）=10667MB/s。

所谓时序，就是内存的时钟周期数值，脉冲信号经过上升再下降，到下一次上升之前叫做一个时钟周期，随着内存频率提升，这个周期会变短。

例如CL9的意思就是CL这个操作的时间是9个时钟周期。

另外还要搞清楚一些基本术语：Cell：颗粒中的一个数据存储单元叫做一个Cell，由一个电容和一个N沟道MOSFET组成。

Bank：8bit的内存颗粒，一个颗粒叫做一个bank，4bit的颗粒，正反两个颗粒合起来叫做一个bank。

一根内存是64bit，如果是单面就是8个8bit颗粒，如果是双面，那就是16个4bit的颗粒分别在两面，不算ECC颗粒。

Rank：内存PCB的一面所有颗粒叫做一个rank，目前在Unbuffered台式机内存上，通常一面是8个颗粒，所以单面内存就是1个rank，8个bank，双面内存就是2个rank，8个bank。

Bank与rank的定义是SPD信息的一部分，在AIDA64中SPD一栏可以看到。

DIMM：指一条可传输64bit数据的内存PCB，也就是内存颗粒的载体，算上ECC芯片，一条DIMM PCB最多可以容纳18个芯片。

第一时序CAS Latency（CL）：CAS即Column Address Strobe，列地址信号，它定义了在读取命令发出后到数据读出到IO接口的间隔时间。

计算机系统启动内幕经常碰到有人问到计算机无法启动，好像还未到操作系统了，以及WINDOWS启动怎么慢，怎么提示找不到文件，或者蓝屏等关于WINDOWS启动的故障，我根据多年的实战经验，并查阅了微软的技术文档，从计算机启动的内幕分析它的启动过程。

让用户对系统的启动有更深层更细致的了解。

首先，我将计算机系统的完整启动画了一张图，如下图所示，后面的讲解都是根据这个图示来完成了。

一、自检及初始化部分第1步：加电自检（Power On Self Test，简称POST），CPU复位。

功能是检查电脑是否良好，通常完整的POST自检将包括对CPU，640K基本内存，1M以上的扩展内存，ROM，主板，CMOS存储器，串并口，显示卡，软硬盘子系统及键盘进行测试，一旦在自检中发现问题，系统将给出提示信息或鸣笛警告。

自检中如发现有错误，将按两种情况处理：对于严重故障（致命性故障）则停机，此时由于各种初始化操作还没完成，不能给出任何提示或信号；对于非严重故障则给出提示或声音报警信号，等待用户处理。

第2步：BIOS部分，系统初始化,包括创建中断向量、设置寄存器、对一些外部设备进行初始化和检测等，其中很重要的一部分是BIOS设置，主要是对硬件设置的一些参数，当电脑启动时会读取这些参数，并和实际硬件设置进行比较，如果不符合，会影响系统的启动。

EFI（Extensible Firmware InterfaceI，可扩展固件接口）是由英特尔，一个主导个人电脑技术研发的公司推出的一种在未来的类PC的电脑系统中替代BIOS的升级方案，这里不做探究。

）引导程序，功能是引导WINDOWS或其他操作系统。

BIOS先从软盘或硬盘的开始扇区读取主引导记录（MBR），如果没有找到，则会在显示器上显示没有引导设备，如果找到引导记录会把电脑的控制权转给主引导记录，由主引导记录找到分区引导记录，再由分区引导记录把操作系统装入电脑，BIOS的这部分任务就完成了。

Windows操作系统启动过程二○一一年九月专业班级：网络工程1班姓名：指导教师：李辉信息科学技术学院内容摘要当我们打开计算机的电源之后，开始了windows操作系统的引导过程。

该引导过程细分为预引导、引导、载入内核、初始化内核，以及登录这五个阶段。

我们按下电源按钮，BIOS自检程序开始运行，并且找到主引导记录MBR，将系统控制全交给引导记录。

接着主引导记录被装入内存，并且程序开始执行，活动分区的引导扇区被装入内存，NTLDR从引导扇区被装入并初始化，并将处理器的实模式改为32位平滑内存模式。

NTLDR开始运行适当的小文件系统驱动程序(小文件系统驱动程序是建立在NTLDR内部的，它能读FAT或NTFS)。

由于所有的windows操作系统记录都会被boot.imi文件中，所以NTLDR必须找到并读boot.ini文件，并且装载所选操作系统。

与此同时， 会搜索计算机硬件并将列表传送给NTLDR，以便将这些信息写进HKEY_LOCAL_MACHINE/HARDWARE中。

然后NTLDR装载windows XP的内核文件Ntoskrnl.exe和硬件抽象层Hal.dll，完成载入内核阶段。

随后开始初始化内核，在这一阶段中会完成四个任务：创建Hardware注册表键、对ControlSet 注册表键进行复制、载入和初始化设备驱动，以及启动服务。

当前三个个任务完成之后，系统内核成功载入,接着启动Win32子系统。

当所有操作都完成之后，Windows的图形界面就可以显示出来了。

最后winlogon.exe进程将启动本地安全性授权子系统，这时候就可以顺利登陆了。

ABSTRACTWhen we open the computer power after, began operating system Windows of the guide process. This guide process for the lead and guide the subdivision, load the kernel, initialize kernel, and login this five stages.We press the power button, the BIOS self-inspection program started running, and find the master boot record MBR, will control system to guide the record. Then the master boot record loaded into memory, and the program started, the boot sector of the active partition loaded into memory, NTLDR from the boot sector was loaded and initialization, and will be the real mode to processor 32-bit memory smooth mode. NTLDR began to run the proper small file system driver (small file system driver is based on NTLDR internal, it can read FAT or NTFS). Because all the Windows operating system records will be drive imi file., so NTLDR must find and read drive. Ini file, and load the selected operating system. At the same time, would search for computer HARDWARE and will send NTLDR list, so that the information written into HKEY_LOCAL_MACHINE/HARDWARE. And then NTLDR load Windows XP kernel file. Ntoskrnl exe and the hardware abstraction layer (Hal. DLL loaded, complete kernel stage. Then began to initialize kernel, at this stage will be completed in four mission: create Hardware registry keys, ControlSet registry keys to reproduction, load and initialization device drivers, and startup services. The current three tasks completed, system kernel loaded, then start success Win32 subsystem. When all the operation after completion of all, the graphical interface of the Windows can be displayed. Finally winlogon. Exe process will start local security authorized, by this time can smoothly subsystem landed.目录1 预引导 (6)1.1 上电 (6)1.2 通电自检 (6)1.3定位引导设备 (6)2 引导阶段 (6)2.1 初始化引导载入程序 (6)2.2 操作系统选择 (7)2.3 硬件检测 (7)2.4 配置文件选择 (7)3 载入内核阶段 (7)4 初始化内核 (8)4.1 创建Hardware注册表键 (8)4.2 对Control Set注册表键进行复制 (8)4.3 载入和初始化设备驱动 (8)4.4 启动服务 (9)5 登录阶段 (9)Windows操作系统启动过程打我们开电源之后，开始操作系统的引导过程。

ssdt内置函数
在SSDT（系统服务描述表）中，有数百个内置函数可用于实现系统调用。

以下是一些常见的SSDT内置函数：
1. NtCreateFile：创建或打开一个文件。

2. NtOpenProcess：打开一个已存在的进程。

3. NtCreateProcess：创建一个新进程。

4. NtTerminateProcess：终止一个进程。

5. NtAllocateVirtualMemory：分配虚拟内存。

6. NtFreeVirtualMemory：释放虚拟内存。

7. NtProtectVirtualMemory：修改虚拟内存的访问权限。

8. NtCreateThread：创建一个新线程。

9. NtWriteFile：写入文件数据。

10. NtReadFile：读取文件数据。

11. NtDeviceIoControlFile：向设备发送控制命令。

12. NtQuerySystemInformation：查询系统信息。

13. NtSetInformationThread：设置线程信息。

14. NtQueryInformationProcess：查询进程信息。

15. NtCreateEvent：创建一个系统事件。

16. NtSetEvent：设置一个处于未激发状态的系统事件。

17. NtWaitForSingleObject：等待一个系统事件变为激发状态。

18. NtClose：关闭一个内核对象句柄。

注意：这些函数通常是保护等级最高的函数，只有内核权限的代码才能够调用它们。

ddr3初始化过程DDR3（Double Data Rate 3）是一种主要用于计算机系统的随机存取存储器（RAM）类型。

DDR3 初始化过程通常由内存控制器负责，这个过程涉及一系列的时序和信号操作。

下面是 DDR3 初始化的一般过程：1. 上电初始化：在系统上电或复位时，内存控制器会对 DDR3 内存进行初始化。

此时，控制器需要确保时钟、控制信号等正常工作。

2. 发出预充电命令：在初始化阶段，内存控制器会向DDR3 发出预充电（Precharge）命令。

预充电操作会将存储芯片的每个存储单元的电荷电压复位，以确保它们处于初始状态。

3. 发出初始化命令：接着，内存控制器会发出初始化（MR Initialization）命令。

这个命令用于设置 DDR3 内存的模式寄存器（Mode Register，MR），其中包含一些重要的配置信息，例如CAS （Column Address Strobe）延迟、写时序、读时序等。

这个阶段的初始化确保内存能够按照正确的时序响应后续的读写请求。

4. 设置时序参数：内存控制器会根据系统的时钟频率和DDR3 的规格，设置适当的时序参数，包括 CAS延迟、RAS（Row Address Strobe）延迟、预充电周期等。

5. 发出模式设置命令：内存控制器会根据系统的要求发出一系列的模式设置（Mode Set）命令，以配置 DDR3 内存的不同模式，例如写入模式、读取模式等。

6. 发出刷新命令： DDR3 内存需要定期进行刷新操作，以防止存储单元失去电荷。

内存控制器会定期发出刷新（Refresh）命令，确保数据的可靠性。

7. 完成初始化：初始化过程完成后，DDR3 内存就可以正常响应系统的读写请求了。

请注意，具体的 DDR3 初始化过程可能因内存控制器、芯片组、主板和系统设计而有所不同。

因此，最好参考相关厂商的文档和规格表，以确保正确配置和初始化 DDR3 内存。

一、实训目的本次实训旨在通过对各子系统的初始化操作，使学生掌握系统初始化的基本流程和操作方法，提高学生的实际操作能力和对计算机系统组成结构的认识。

通过本次实训，学生应能够熟练地进行以下操作：1. 了解各子系统的组成和功能；2. 掌握各子系统的初始化流程；3. 熟练进行各子系统的初始化操作；4. 分析初始化过程中可能出现的问题及解决方法。

二、实训内容1. CPU子系统初始化（1）了解CPU子系统的组成：CPU子系统主要由中央处理器（CPU）、寄存器、控制单元、总线等组成。

（2）初始化流程：① 加载BIOS程序：BIOS（Basic Input/Output System）是计算机启动时首先运行的程序，负责计算机硬件的检测和初始化。

在BIOS程序加载过程中，系统会自动检测硬件设备，并设置系统参数。

② 加载操作系统：操作系统是计算机的核心软件，负责管理计算机硬件资源和提供用户接口。

在BIOS程序加载完成后，系统会根据CMOS中的设置，加载指定的操作系统。

③ 初始化硬件设备：操作系统加载完成后，系统会自动检测并初始化硬件设备，如硬盘、内存、显卡等。

（3）初始化操作：① 按下电源按钮，启动计算机。

② 观察屏幕显示，确认BIOS程序正在加载。

③ 等待操作系统加载完成，进入操作系统界面。

2. 内存子系统初始化（1）了解内存子系统的组成：内存子系统主要由内存条、内存控制器、内存插槽等组成。

（2）初始化流程：① 检测内存条：BIOS程序加载后，系统会自动检测内存条，确认内存条数量、容量、速度等信息。

② 设置内存参数：根据内存条性能，调整内存参数，如内存频率、时序等。

③ 初始化内存控制器：操作系统加载完成后，系统会自动初始化内存控制器，确保内存工作正常。

（3）初始化操作：① 观察屏幕显示，确认BIOS程序正在检测内存条。

② 根据内存条性能，调整内存参数。

③ 等待操作系统加载完成，进入操作系统界面。

3. 硬盘子系统初始化（1）了解硬盘子系统的组成：硬盘子系统主要由硬盘、硬盘控制器、硬盘接口等组成。

NTLDR的用途和常见故障分析方法很多人对BOOT.INI 的重要性非常熟悉，但是实际上，和Windows NT 架构操作系统启动相关的重要文件不仅仅是BOOT.INI，更重要的文件是NTLDR。

本文件简单的描述了NTLDR 的基本用途和一些常见的故障分析方法。

本文适用于初次接触Windows NT1架构操作系统的用户。

基本介绍NTLDR，Windows NT 架构操作系统特有的一个文件，用于操作系统的引导。

如果这个文件不存在则操作系统不能够正常启动。

该文件储存在启动卷根目录下，一般为C:\。

NTLDR 职责1. 解析BOOT.INI 文件的内容。

2. 加载Windows NT 内核或把控制权交给BOOTSECT.DOS2文件用于启动Win9X 或把控制权交给其他操作系统引导代码。

NTLDR 的使用NTLDR 启动以后，如果在系统卷根目录下发现了Hiberfil.sys 文件且文件是有效的，那么NTLDR 读取Hiberfil.sys 里面的信息并让系统恢复到休眠以前的状态。

这个时候并不处理BOOT.INI 文件。

如果BOOT.INI 文件里面有两个或两个以上的启动选项，那么NTLDR 暂停系统引导，让用户选择一个启动选项直至超时。

超时值由BOOT.INI 里面的TimeOut 值设定。

超时以后，NTLDR 读取BOOT.INI里面DEFAULT 后面的信息，获取Windows 目录的路径以便执行后面的启动流程。

提示:按下F8 会显示启动菜单，启动菜单里面可以选择多种启动模式。

NTLDR 根据用户的选择，设置不同的启动参数并使用启动参数来加载NT 内核。

用户也可以直接在BOOT.INI 里面设置启动参数。

完整的BOOT.INI 的启动参数可以在/Information/bootini.html 查阅到。

另外在Windows 帮助文档里面也记录了常1 Windows NT 架构操作系统:指在Windows NT 操作系统上发展起来的操作系统，目前主流的有:Windows 2000、WindowsXP 和Windows Server 2003 等。