Start und UEFI

Artikel
12/15/2023

Wichtig

Einige Informationen in diesem Abschnitt gelten möglicherweise nur für Windows 10 Mobile und bestimmte Prozessorarchitekturen.

Ein Gerät, auf dem Windows 10 ausgeführt wird, hat mehrere Anforderungen für das Starten im Betriebssystem. Nachdem die Firmware des Geräts die gesamte Hardware initialisiert hat, muss das Gerät sicherstellen, dass genügend Strom zum Starten vorhanden ist. Danach muss das Gerät sicherstellen, dass das Gerät mit dem entsprechenden Betriebssystem gestartet wird, je nachdem, ob der Benutzer ein Update oder eine Wiederherstellung auf dem Gerät durchführen möchte oder ob der Benutzer das Gerät im Standard Betriebssystem starten möchte.

Um jedes dieser Szenarien zu berücksichtigen, verwendet der Windows 10 Startprozess die folgenden Komponenten:

Firmware-Startladeprogramme, die vom SoC-Anbieter (System on Chip) bereitgestellt werden.
Vom SoC-Anbieter bereitgestellte UEFI-Umgebung (Unified Extensible Firmware Interface).
Von Microsoft bereitgestellter Windows-Start-Manager.

Dieser Artikel bietet eine Übersicht über den Startprozess und beschreibt die SoC-Firmware-Startladeprogramme, UEFI und Windows-Start-Manager ausführlicher.

Übersicht über den Startvorgang

Wenn ein Windows 10 Gerät eingeschaltet ist, durchläuft es den folgenden allgemeinen Prozess:

Das Gerät ist eingeschaltet und führt die SoC-spezifischen Firmware-Startladeprogramme aus, die die Hardware auf dem Gerät initialisieren und Notfallblitzfunktionen bereitstellen.
Die Firmware-Startladeprogramme starten die UEFI-Umgebung und übergeben die Steuerung an UEFI-Anwendungen, die vom SoC-Anbieter, Microsoft und OEMs geschrieben wurden. Diese Anwendungen können UEFI-Treiber und -Dienste verwenden.
Die UEFI-Umgebung startet den Windows-Start-Manager, der bestimmt, ob im Flash-Imagemodus (Full Flash Update, FFU) oder im Gerätezurücksetzungsmodus, im Updatebetriebssystem oder im Standard Betriebssystem gestartet werden soll.

Das folgende Diagramm veranschaulicht diesen Prozess auf hoher Ebene.

Übersicht über den Startprozess für Windows Phone.

Im Folgenden finden Sie weitere Details zu einigen komponenten in diesem Diagramm:

Das Updatebetriebssystem ist eine minimale Betriebssystemumgebung, die von Microsoft bereitgestellt wird. Dieses Betriebssystem wird speziell für die Installation von Updates verwendet.
Der FFU-Modus (Full Flash Update) bezieht sich auf eine UEFI-Anwendung, die ein Betriebssystemimage in den Gerätespeicher blinkt. Microsoft stellt eine UEFI-Flashanwendung bereit, die in Nicht-Fertigungsszenarien verwendet werden kann. OEMs können auch eine eigene UEFI-Flashanwendung implementieren. Weitere Informationen finden Sie unter Erfassen und Anwenden von Windows Full Flash Update-Images (FFU).

SoC-Firmware-Startladeprogramme

Die SoC-Firmware-Startladeprogramme initialisieren den minimalen Hardwaresatz, der für die Ausführung des Geräts erforderlich ist. Die SoC-Firmware-Startladeprogramme sind so konzipiert, dass sie so schnell wie möglich fertig sind, und während der Ausführung wird nichts auf den Bildschirm gezeichnet. Nachdem die SoC-Firmware-Startladeprogramme abgeschlossen sind, wird das Gerät in der UEFI-Umgebung gestartet.

Die SoC-Firmware-Startladeprogramme enthalten auch eine Notfallblitzfunktion, mit der Geräte geblitzt werden können, wenn die Startumgebung nicht stabil ist und imagebasiertes Flash-Update (Full Flash Update, FFU) mit dem von Microsoft bereitgestellten Flashtool nicht möglich ist. Für das Blinken im Notfall sind tools erforderlich, die für das SoC spezifisch sind. Wenden Sie sich an den SoC-Anbieter, um weitere Informationen zu erhalten.

UEFI

Windows 10 verwendet die Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), um die Übergabe der Systemsteuerung vom SoC-Firmwarestartladeprogramm an das Betriebssystem zu unterstützen. Die UEFI-Umgebung ist ein minimales Startbetriebssystem, auf dem Geräte gestartet werden und das Windows 10 Betriebssystem ausgeführt wird. Weitere Informationen finden Sie unter UEFI in Windows.

Grundlegendes zum Windows-Start-Manager

Der Windows-Start-Manager ist eine von Microsoft bereitgestellte UEFI-Anwendung, die die Startumgebung einrichtet. Innerhalb der Startumgebung stellen einzelne Startanwendungen , die vom Start-Manager gestartet werden, Funktionen für alle kundenorientierten Szenarien bereit, bevor das Gerät gestartet wird.

Wichtig

Alle Komponenten innerhalb der Startumgebung werden von Microsoft bereitgestellt und können nicht geändert, ersetzt oder von OEMs weggelassen werden.

Startanwendungen implementieren Funktionen für die folgenden Szenarien:

Laden Sie den Geräteakku vor dem Start auf.
Erfassen und Speichern von Absturzabbildern im Offlinemodus (nur Entwicklerbuilds).
Blinken des Geräts mit einem neuen Bild.
Zurücksetzen des Geräts.
Aktualisieren des Geräts.
Starten des Geräts mit dem Standard Betriebssystem.

Das folgende Diagramm veranschaulicht einige der wichtigsten Teile des Prozesses, dem der Start-Manager nach dem Start durch die UEFI-Umgebung folgt.

Start-Manager-Prozess für Windows Phone.

In den folgenden Schritten wird dieser Vorgang ausführlicher beschrieben:

Nachdem die UEFI-Umgebung den Start-Manager gestartet hat, initialisiert der Start-Manager Startbibliotheken und liest die Startkonfigurationsdatenbank, um zu bestimmen, welche Startanwendungen ausgeführt werden und in welcher Reihenfolge sie ausgeführt werden sollen. Der Start-Manager startet Startanwendungen sequenziell, und jede Anwendung wird nach Abschluss des Vorgangs wieder mit dem Start-Manager beendet.

Startbibliotheken sind Bibliotheken mit Funktionen, die auf vorhandene UEFI-Funktionen erweitern und für die Verwendung in der Startumgebung konzipiert sind. Nur Startanwendungen, die vom Start-Manager gestartet werden, haben Zugriff auf die Startbibliotheken.
Der Start-Manager erfasst zunächst alle reservierten Hardwareschaltflächenkombinationen, die vom Benutzer gedrückt werden.
In betriebssystemfremden Betriebssystemimages führt der Start-Manager als Nächstes eine Offlineabbildstartanwendung aus, mit der das Gerät eine Momentaufnahme des physischen Arbeitsspeichers aus der vorherigen Betriebssystemsitzung erfassen kann. Wenn das Gerät anormal zurückgesetzt wird, bleibt der Arbeitsspeicher der vorherigen Betriebssystemsitzung während der Zurücksetzung erhalten. In diesem Fall speichert die Offlineabbildanwendung diesen Speicher und wandelt ihn in eine Offlineabbilddatei für Absturz um, die vom Gerät übertragen und analysiert werden kann. Wenn das Gerät in der vorherigen Betriebssystemsitzung nicht ungewöhnlich zurückgesetzt wurde, wird die Offlineabbild-Anwendung sofort beendet.
In allen Betriebssystemimages führt der Start-Manager als Nächstes mobilestartup.efi aus. Diese Anwendung führt mehrere Startbibliotheken aus, von denen einige nur beim ersten Start (z. B. zum Bereitstellen der Richtlinie für den sicheren Start) oder nur in Nicht-Einzelhandelsimages (z. B. zum Wechseln in den USB-Massenspeichermodus) ausgeführt werden. Die folgenden Bibliotheken werden immer ausgeführt:
1. Zunächst führt mobilestartup.efi die Bibliothek aus, die UEFI-Akkuladung implementiert. Mit dieser Bibliothek kann der Benutzer sein Gerät aufladen, während sich das Gerät in der Startumgebung befindet (oder als ausgeschaltet wahrgenommen wird). Diese Bibliothek wird zuerst ausgeführt, um sicherzustellen, dass das Gerät über genügend Leistung verfügt, um vollständig zu starten. Weitere Informationen zu Szenarien mit der Akkuladeanwendung finden Sie unter Akkuladevorgang in der Startumgebung.
2. Als Nächstes führt mobilestartup.efi die Bibliotheken aus, die Flashing, Gerätezurücksetzung und Updates implementieren. Diese Bibliotheken bestimmen, ob das Gerät im Flashing- oder Geräterücksetzungsmodus gestartet werden soll oder ob das Gerät mit dem Updatebetriebssystem oder dem Hauptbetriebssystem fortfahren soll.
Wenn mobilestartup.efi nicht im Flashing- oder Geräterücksetzungsmodus gestartet wird, wird der Start-Manager im Hauptbetriebssystem oder im Updatebetriebssystem gestartet.