Démarrage et UEFI

Article
12/15/2023

Important

Certaines informations de cette section peuvent s’appliquer uniquement à Windows 10 Mobile et à certaines architectures de processeur.

Un appareil exécutant Windows 10 a plusieurs exigences pour le démarrage dans le système d’exploitation. Une fois que le microprogramme de l’appareil a initialisé tout le matériel, l’appareil doit s’assurer qu’il dispose de suffisamment d’alimentation pour démarrer. Ensuite, l’appareil doit s’assurer qu’il démarre dans le système d’exploitation approprié, selon que l’utilisateur souhaite effectuer une mise à jour ou une restauration sur l’appareil, ou si l’utilisateur souhaite démarrer l’appareil dans le système d’exploitation main.

Pour prendre en charge chacun de ces scénarios, le processus de démarrage Windows 10 utilise les composants suivants :

Chargeurs de démarrage de microprogramme fournis par le fournisseur Système sur puce (SoC).
Environnement UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) fourni par le fournisseur soC.
Gestionnaire de démarrage Windows fourni par Microsoft.

Cet article fournit une vue d’ensemble du processus de démarrage et décrit plus en détail les chargeurs de démarrage du microprogramme SoC, UEFI et le Gestionnaire de démarrage Windows.

Vue d’ensemble du processus de démarrage

Lorsqu’un appareil Windows 10 est activé, il passe par le processus général suivant :

L’appareil est sous tension et exécute les chargeurs de démarrage de microprogramme spécifiques au SoC, qui initialisent le matériel sur l’appareil et fournissent des fonctionnalités de clignotement d’urgence.
Les chargeurs de démarrage de microprogramme démarrent l’environnement UEFI et transfèrent le contrôle aux applications UEFI écrites par le fournisseur soC, Microsoft et les fabricants OEM. Ces applications peuvent utiliser des pilotes et des services UEFI.
L’environnement UEFI lance le Gestionnaire de démarrage Windows, qui détermine s’il faut démarrer en mode flashage d’image de mise à jour flash complète (FFU) ou de réinitialisation de l’appareil, sur le système d’exploitation de mise à jour ou sur le système d’exploitation main.

Le diagramme suivant illustre ce processus de manière générale.

Vue d’ensemble du processus de démarrage pour Windows Phone.

Voici plus d’informations sur certains des composants de ce diagramme :

Le système d’exploitation de mise à jour est un environnement de système d’exploitation minimal fourni par Microsoft. Ce système d’exploitation est utilisé spécifiquement pour l’installation des mises à jour.
Le mode de flashage d’image FFU (Full Flash Update) fait référence à une application UEFI qui flashe une image de système d’exploitation sur le stockage de l’appareil. Microsoft fournit une application clignotante UEFI qui peut être utilisée dans des scénarios hors fabrication. Les fabricants OEM peuvent également implémenter leur propre application clignotante UEFI. Pour plus d’informations, consultez Capturer et appliquer des images FFU (Windows Full Flash Update).

Chargeurs de démarrage du microprogramme SoC

Les chargeurs de démarrage du microprogramme SoC initialisent l’ensemble minimal de matériel nécessaire à l’exécution de l’appareil. Les chargeurs de démarrage du microprogramme SoC sont conçus pour se terminer aussi rapidement que possible, et rien n’est dessiné à l’écran pendant leur exécution. Une fois les chargeurs de démarrage du microprogramme SoC terminés, l’appareil est démarré dans l’environnement UEFI.

Les chargeurs de démarrage du microprogramme SoC contiennent également une fonctionnalité de flashage d’urgence qui permet aux appareils d’être flashés lorsque l’environnement de démarrage n’est pas stable et que le flashage basé sur les images FFU (Full Flash Update) à l’aide de l’outil de flashage fourni par Microsoft n’est pas possible. Le clignotement d’urgence nécessite des outils spécifiques au SoC. Pour plus d’informations, contactez le fournisseur soC.

UEFI

Windows 10 utilise l’interface UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) pour prendre en charge le transfert du contrôle système du chargeur de démarrage du microprogramme SoC au système d’exploitation. L’environnement UEFI est un système d’exploitation de démarrage minimal sur lequel les appareils sont démarrés et le système d’exploitation Windows 10 s’exécute. Pour plus d’informations, consultez UEFI dans Windows.

Présentation du Gestionnaire de démarrage Windows

Le Gestionnaire de démarrage Windows est une application UEFI fournie par Microsoft qui configure l’environnement de démarrage. Dans l’environnement de démarrage, les applications de démarrage individuelles démarrées par le Gestionnaire de démarrage fournissent des fonctionnalités pour tous les scénarios destinés aux clients avant le démarrage de l’appareil.

Important

Tous les composants de l’environnement de démarrage sont fournis par Microsoft et ne peuvent pas être modifiés, remplacés ou omis par les fabricants OEM.

Les applications de démarrage implémentent des fonctionnalités pour les scénarios suivants :

Chargement de la batterie de l’appareil avant le démarrage.
Capture et enregistrement des vidages sur incident hors connexion (builds de développeur uniquement).
Flashage de l’appareil avec une nouvelle image.
Réinitialisation de l’appareil.
Mise à jour de l’appareil.
Démarrage de l’appareil sur le système d’exploitation main.

Le diagramme suivant illustre certaines des parties clés du processus que le Gestionnaire de démarrage suit après son lancement par l’environnement UEFI.

processus de gestionnaire de démarrage pour Windows Phone.

Les étapes suivantes décrivent ce processus plus en détail :

Une fois que l’environnement UEFI a lancé le Gestionnaire de démarrage, celui-ci initialise les bibliothèques de démarrage, lit la base de données de configuration de démarrage pour déterminer les applications de démarrage à exécuter et dans quel ordre les exécuter. Le Gestionnaire de démarrage lance les applications de démarrage de manière séquentielle, et chaque application se ferme à nouveau au Gestionnaire de démarrage une fois l’opération terminée.

Les bibliothèques de démarrage sont des bibliothèques de fonctions qui s’étendent sur les fonctionnalités UEFI existantes et sont conçues pour être utilisées dans l’environnement de démarrage. Seules les applications de démarrage, qui sont lancées par le Gestionnaire de démarrage, ont accès aux bibliothèques de démarrage.
Le Gestionnaire de démarrage capture d’abord toutes les combinaisons de boutons matériels réservés qui sont enfoncées par l’utilisateur.
Dans les images de système d’exploitation non commerciales, le Gestionnaire de démarrage exécute ensuite une application de démarrage de vidage sur incident hors connexion qui permet à l’appareil de capturer une instantané de mémoire physique à partir de la session précédente du système d’exploitation. Lorsque l’appareil se réinitialise anormalement, la mémoire de la session de système d’exploitation précédente est conservée tout au long de la réinitialisation. Dans ce cas, l’application de vidage sur incident hors connexion enregistre cette mémoire et la transforme en fichier de vidage sur incident hors connexion, qui peut être transféré hors de l’appareil et analysé. Si l’appareil n’a pas été réinitialisé anormalement dans la session précédente du système d’exploitation, l’application de vidage sur incident hors connexion se ferme immédiatement.
Dans toutes les images de système d’exploitation, le gestionnaire de démarrage exécute ensuite mobilestartup.efi. Cette application exécute plusieurs bibliothèques de démarrage, dont certaines sont exécutées uniquement au premier démarrage (par exemple, pour provisionner la stratégie de démarrage sécurisé) ou uniquement dans des images non commerciales (par exemple, pour passer en mode de stockage de masse USB). Les bibliothèques suivantes sont toujours exécutées :
1. Tout d’abord, mobilestartup.efi exécute la bibliothèque qui implémente la charge de batterie UEFI. Cette bibliothèque permet à l’utilisateur de charger son appareil pendant que celui-ci se trouve dans l’environnement de démarrage (ou est perçu comme étant désactivé). Cette bibliothèque est d’abord exécutée pour s’assurer que l’appareil dispose de suffisamment d’alimentation pour démarrer complètement. Pour plus d’informations sur les scénarios impliquant l’application de chargement de batterie, consultez Chargement de la batterie dans l’environnement de démarrage.
2. Ensuite, mobilestartup.efi exécute les bibliothèques qui implémentent le flashing, la réinitialisation de l’appareil et les mises à jour. Ces bibliothèques déterminent si l’appareil doit démarrer en mode clignotant ou de réinitialisation de l’appareil, ou si l’appareil doit continuer vers le système d’exploitation de mise à jour ou le système d’exploitation principal.
Si mobilestartup.efi ne démarre pas en mode clignotant ou de réinitialisation de l’appareil, le Gestionnaire de démarrage démarre dans le système d’exploitation principal ou le système d’exploitation de mise à jour.