UEFI+GPT、Legacy+MBR引导模式介绍 & 引导修复

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UEFI+GPT、Legacy+MBR引导模式介绍 & 引导修复

• 一、磁盘分区表格式
• 二、BIOS引导方式
• 三、引导修复教程

一、磁盘分区表格式

一般来说，磁盘分区表有两种格式：MBR和GPT

MBR分区表在windows操作系统下最多支持4个主分区或3个主分区+1个扩展分区（包含多个逻辑分区），扩展分区必须划分为逻辑分区才能使用，1个扩展分区可以划分多个逻辑分区
MBR分区表不支持容量大于2.2TB的分区(一些硬盘制造商将他们的容量较大的磁盘升级到了4KB的扇区,这意味着MBR的有效容量上限提升到了16 TB)
如下图是一个MBR分区表示例：1个主分区+1个扩展分区（划分了3个逻辑分区）

GPT分区表对分区数量没有限制，但在windows系统上最多可以支持128个主分区
GPT分区表突破了MBR最大支持2.2T分区的限制，貌似最大支持18EB的分区
如下图是一个GPT分区表示例：划分了7个主分区

二、BIOS引导方式

目前主要的系统引导方式也有两种：传统的LegacyBIOS和新型的UEFI BIOS

一般来说，有如下两种引导+磁盘分区表组合方式：LegacyBIOS+MBR和UEFI BIOS+GPT
Legacy BIOS无法识别GPT分区表格式，所以也就没有LegacyBIOS+GPT组合方式；
UEFI BIOS可同时识别MBR分区和GPT分区，所以UEFI下，MBR和GPT磁盘都可用于启动操作系统。不过由于微软限制，UEFI下使用Windows安装程序安装操作系统是只能将系统安装在GPT磁盘中。
再来说说传统Legacy BIOS和新型UEFI BIOS引导方式的工作原理吧：
Legacy BIOS
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LegacyBIOS→MBR→“活动的主分区”→\bootmgr→\Boot\BCD→\Windows\system32\winload.exe
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传统Legacy BIOS引导windows操作系统时，是通过一个活动的主分区下的bootmgr（启动管理器）文件导入根目录下boot文件夹里的BCD（启动设置数据）文件，然后BCD文件根据自身的配置内容加载系统启动文件winload.exe（位置：根目录\Windows\system32\winload.exe）来启动系统。
一个BCD文件可以加载多个系统启动文件从而实现引导多个系统的启动
通过EasyBCD工具看以看到BCD文件的内容，如下是我的win8.1和win10两个系统的BCD内容：

我的windows 8.1在C盘，winload.exe位置：C: \Windows\system32\winload.exe
我的window 10在G盘，winload位置：G: \Windows\system32\winload.exe
通过BCD来加载不同位置的winload.exe来实现这两个系统的启动

通过引导修复工具NTBOOT Autofix查看BCD文件内容，如下图：

需要注意的是：MBR磁盘格式下，windows系统的启动文件（bootmgr、BCD）必须存放在活动的主分区内，这样才能正常引导系统启动（MBR磁盘分区格式下，只允许有一个分区是活动的）。
如果是使用微软原版操作系统按照windows安装程序来进行系统安装，系统会自动创建一个隐藏的活动主分区（win7貌似是100M，win8貌似是350M）用来存放启动文件；
如果采用其他安装方式来安装系统，由于系统默认并不会自动创建这个活动的主分区，启动文件将会存放我们的系统盘里，所以我们在采用其它安装方式安装第一个系统时，需要确保安装系统的分区是活动的、而且是主分区，而安装第二个、第三个…系统时，就不必要求必须是主分区了，逻辑分区也可以，因为安装第二个、第三个…系统时，我们已经有了一个活动的主分区了（第一个系统所在的分区），这个活动的主分区下的BCD文件里已经包含了我们的第二个、第三个…系统的启动信息用来启动第二个、第三个…系统。
UEFI BIOS
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UEFIBIOS→EFI系统分区（FAT格式的分区）→\efi\Microsoft\boot\bootmgfw.efi→efi\Microsoft\BCD→\Windows\system32\winload.efi
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UEFI BIOS引导windows系统时，是通过一个FAT格式分区下的bootmgfw.efi文件来导入BCD文件，然后BCD文件根据自身的配置内容加载系统引导文件winload.efi
(对比legacy引导发现，UEFI的引导文件为winload.efi，而Legacy的引导文件为winload.exe)
需要注意的是：GPT磁盘格式下，windows系统的启动文件（bootmgfw.efi、BCD）是存放在一个FAT格式的分区里的，有些出厂预装win8系统的电脑下将该FAT分区称之为ESP分区或EFI分区
如下图，ESP和EFI分区一般都是隐藏的FAT分区，可以通过DG分区工具来创建ESP分区，还可以用DG为该分区添加盘符让其在资源管理器下显现出来

可见，UEFI+GPT模式引导windows系统时，并不需要mbr主引导记录，也不需要活动分区，只需要你一个存放了引导启动文件的fat格式分区就可以了，这个fat分区当然也可以是U盘等外接USB设备了。

就目前情况而言，GPT分区表磁盘不支持32位的win7以及win7之前的系统，支持64位的XP、win7、win8、win10和32位的win8、win10。一般地，GPT磁盘多与64位windows系统组合搭配。

三、引导修复教程

再来说说引导丢失、损坏导致系统无法正常进入情况下，如何通过修复引导来使系统正常启动。
引导问题故障举例：
常见的引导丢失、损坏情况说明如下：

上图，Winload.exe文件有问题，可见是Legacy BIOS引导文件出错；如果此处是winload.efi，则应推测是UEFI BIOS引导文件出错。

上图，NTLDR is missing，NTLDR文件丢失。推断为:XP等NT5.x架构操作系统引导丢失。
NTLDR是如win 2000、XP、win 2003等NT5.x架构操作系统的启动管理器文件，与之对应的bootmgr则是如Vista、win7/8/9/2008/2012等NT6.x架构操作系统的启动管理器，如下图：

上图，Bootmgr is missing，推断为:win7、win8等NT6.x架构操作系统引导丢失。

引导修复：
针对于以上各种引导问题给出引导修复解决方法
一般地，引导修复有很多种方法，牛逼的大神直接使用dos命令来搞定，那么针对于我们普通用户，我推荐你先使用网络上的引导修复工具来进行修复，等到使用熟练了，想多学习些技术，这时候再去研究dos命令吧。

下面介绍的两种方法所涉及到NABOOT Autofix、BOOTICE、DG等工具一般PE下都会集成的，这里就不给大家放单独的下载链接了。PE制作及使用的话，这里就不说了，记得N久N久N久以前就发过专门的教程了，如果你非要问我关于PE的东西，请百度“电脑店”“大白菜”“老毛桃”等关键字。

方法一：使用NTBOOT AutoFix工具来修复引导
引导修复工具有很多，这里推荐这款工具给大家，上手简单，操作简单

如果你的系统无法正常进入，那么请到PE下运行NTBOOT AutoFix进行修复；如果你是多系统，其中有一个系统可以正常进入，其它系统引导丢失，那么就可以在这个正常的系统下使用NTBOOT AutoFix进行修复，一般PE下都会集成这个软件。

选择你的系统盘符，如下图

可以选择自动修复或手动修复
自动修复：会自动检测你的所有分区，然后查找到你的分区上已安装的系统自动进行修复
手动修复：检测你的所有分区，查找到你的分区上已安装的系统，让你手动决定是否进行修复，


如下图，我选择了手动修复，检测到我的G盘安装了win10，提示我修复还是跳过，因为我的引导正常，为了给大家演示，我选择了跳过——不修复，然后检查到我的C盘安装了win8.1

必须等到修复报告建立完成，才可以点击“退出”完成引导修复

【注意】
使用该软件进行UEFI+GPT模式系统引导修复时，需要先挂载ESP/EFI分区，可通过DG等工具为ESP/EFI分区指定盘符挂载，打开NTBOOT引导修复工具，在里面选择ESP/EFI分区所在盘符，修复即可
方法二：使用BOOTICE工具来修复引导
此工具不是专门用来修复引导的，其功能很是强大，这里只讲如何借助它修复引导
这里我以修复UEFI+GPT模式下win8和win10双系统引导为例说明，Legacy+MBR类似

运行BOOTICE后，切换到“BCD编辑”，然后“新建BCD”

新建BCD，文件名为:BCD

然后点击“查看/修改”

点击“添加”，选择“windows vista/7/2008”（这是NT6.x架构系统，当然win8/10也适用）

点击“添加”后，如下图为默认的初始BCD内容，在此基础上，我们进行win8+win10 BCD的修改

按照下图说明进行各项修改，启动文件winload.efi为UEFI+GPT启动文件，如果是修复Legacy+MBR启动文件，此处应为winload.exe。
修改后，点击“保存到当前系统设置”，这样，win8的BCD内容就添加完成了

接下来，我们按照上面的方法再次添加win10的BCD信息，修改好之后，保存当前系统设置，win10的BCD信息就添加好了；然后再点击“保存全局设置”，这样，win8和win10的引导信息就会保存到我们创建的这个BCD文件中了，如下图：

创建好BCD文件后，我们只需在PE下将这个BCD替换到相应的目录下就可以完成引导修复了。上面我们是以UEFI+GPT模式举例的，随意此处BCD替换文件的目录为ESP/EFI这个fat分区：efi\Microsoft\BCD
如果是Legacy+MBR模式，若磁盘有一个隐藏的活动主分区，我们需要先给这个隐藏的主分区添加盘符（PE下磁盘管理添加盘符或借助DG工具添加），然后将该BCD文件替换到这个活动主分区:\Boot\BCD

方法二，同样适用于单系统BCD文件的修改；也可以不新建BCD文件，直接对系统中的BCD文件进行修改，就省去了替换BCD的步骤，如下：

之后的步骤跟上面一样。

最后说明下，方法二看起来要比方法一复杂了许多，但是我为什么还要费如此功夫介绍呢？因为，通过方法二，大家会更加清楚理解UEFI+GPT、Legacy+MBR引导的运行机制，这样就可以以不变应万变了！

另外，如果你是系统折腾狂的话，通过添加修改BCD文件，你甚至可以制作出支持UEFI和Legacy BIOS 的win7+win8+win10多合一启动U盘，从而实现一盘在手，天下我有——一个U盘就可以搞定多个系统的安装！

本文标签： 模式 GPT UEFI legacy amp