Inicialização e UEFI

Artigo
12/14/2023

Importante

Algumas informações nesta seção podem se aplicar apenas a Windows 10 Mobile e determinadas arquiteturas de processador.

Um dispositivo que executa Windows 10 tem vários requisitos para inicializar no sistema operacional. Depois que o firmware do dispositivo inicializa todo o hardware, o dispositivo precisa garantir que haja energia suficiente para inicializar. Posteriormente, o dispositivo precisa garantir que o dispositivo esteja inicializando no sistema operacional apropriado, dependendo se o usuário quiser executar uma atualização ou uma restauração no dispositivo ou se o usuário quiser inicializar o dispositivo no sistema operacional main.

Para acomodar cada um desses cenários, o processo de inicialização Windows 10 usa os seguintes componentes:

Carregadores de inicialização de firmware fornecidos pelo fornecedor do SoC (System on Chip).
Ambiente UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) fornecido pelo fornecedor do SoC.
Gerenciador de Inicialização do Windows fornecido pela Microsoft.

Este artigo fornece uma visão geral do processo de inicialização e descreve mais detalhadamente os carregadores de inicialização de firmware do SoC, UEFI e Gerenciador de Inicialização do Windows.

Visão geral do processo de inicialização

Quando um dispositivo Windows 10 é ativado, ele passa pelo seguinte processo de alto nível:

O dispositivo é ativado e executa os carregadores de inicialização de firmware específicos do SoC, que inicializam o hardware no dispositivo e fornecem funcionalidade de flash de emergência.
Os carregadores de inicialização de firmware inicializam o ambiente UEFI e entregam o controle para aplicativos UEFI escritos pelo fornecedor de SoC, Microsoft e OEMs. Esses aplicativos podem utilizar drivers e serviços UEFI.
O ambiente UEFI inicia o Gerenciador de Inicialização do Windows, que determina se a imagem FFU (Atualização Flash Completa) deve ser inicializada ou o modo de redefinição de dispositivo, para o sistema operacional de atualização ou para o sistema operacional main.

O diagrama a seguir ilustra esse processo em alto nível.

Visão geral do processo de inicialização para windows phone.

Veja a seguir mais detalhes sobre alguns dos componentes neste diagrama:

O sistema operacional de atualização é um ambiente mínimo do sistema operacional fornecido pela Microsoft. Esse sistema operacional é usado especificamente para instalar atualizações.
O modo de flash de imagem FFU (Atualização Flash Completa) refere-se a um aplicativo UEFI que exibe uma imagem do sistema operacional no armazenamento do dispositivo. A Microsoft fornece um aplicativo flash UEFI que pode ser usado em cenários de não fabricação. Os OEMs também podem implementar seu próprio aplicativo de flash UEFI. Para obter mais informações, consulte Capturar e aplicar imagens FFU (Atualização Flash Completa) do Windows.

Carregadores de inicialização de firmware soC

Os carregadores de inicialização de firmware do SoC inicializam o conjunto mínimo de hardware necessário para que o dispositivo seja executado. Os carregadores de inicialização de firmware do SoC foram projetados para serem concluídos o mais rápido possível e nada é atraído para a tela enquanto eles estão em execução. Após a conclusão dos carregadores de inicialização de firmware do SoC, o dispositivo é inicializado no ambiente UEFI.

Os carregadores de inicialização de firmware do SoC também contêm uma funcionalidade de flash de emergência que permite que os dispositivos sejam exibidos quando o ambiente de inicialização não estiver estável e o flash de FFU (Atualização Flash Completa) usando a ferramenta flash fornecida pela Microsoft não for possível. O flash de emergência requer ferramentas específicas para o SoC. Para obter mais informações, entre em contato com o fornecedor do SoC.

UEFI

Windows 10 utiliza a UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) para dar suporte à entrega do controle do sistema do carregador de inicialização de firmware soc para o sistema operacional. O ambiente UEFI é um sistema operacional de inicialização mínimo no qual os dispositivos são inicializados e o sistema operacional Windows 10 é executado. Para obter mais informações, consulte UEFI no Windows.

Noções básicas sobre o Gerenciador de Inicialização do Windows

O Gerenciador de Inicialização do Windows é um aplicativo UEFI fornecido pela Microsoft que configura o ambiente de inicialização. Dentro do ambiente de inicialização, aplicativos de inicialização individuais iniciados pelo Gerenciador de Inicialização fornecem funcionalidade para todos os cenários voltados para o cliente antes da inicialização do dispositivo.

Importante

Todos os componentes dentro do ambiente de inicialização são fornecidos pela Microsoft e não podem ser modificados, substituídos ou omitidos por OEMs.

Os aplicativos de inicialização implementam a funcionalidade para os seguintes cenários:

Carregando a bateria do dispositivo antes da inicialização.
Capturando e salvando despejos de falha offline (somente builds de desenvolvedor).
Exibindo o dispositivo com uma nova imagem.
Redefinindo o dispositivo.
Atualizando o dispositivo.
Inicializando o dispositivo para o sistema operacional main.

O diagrama a seguir ilustra algumas das principais partes do processo que o Gerenciador de Inicialização segue após ser iniciado pelo ambiente UEFI.

processo do gerenciador de inicialização para windows phone.

As etapas a seguir descrevem esse processo com mais detalhes:

Depois que o ambiente UEFI inicia o Gerenciador de Inicialização, o Gerenciador de Inicialização inicializa bibliotecas de inicialização, lê o banco de dados de configuração de inicialização para determinar quais aplicativos de inicialização executar e em qual ordem executá-los. O Gerenciador de Inicialização inicia aplicativos de inicialização sequencialmente e cada aplicativo sai de volta para o Gerenciador de Inicialização após a conclusão.

As bibliotecas de inicialização são bibliotecas de funções que se estendem sobre a funcionalidade existente da UEFI e foram projetadas para serem usadas no ambiente de inicialização. Somente aplicativos de inicialização, que são iniciados pelo Gerenciador de Inicialização, têm acesso às bibliotecas de inicialização.
O Gerenciador de Inicialização captura primeiro todas as combinações de botão de hardware reservadas que são pressionadas pelo usuário.
Em imagens de sistema operacional não comerciais, o Gerenciador de Inicialização executa um aplicativo de inicialização de despejo de memória offline que permite que o dispositivo capture um instantâneo de memória física da sessão anterior do sistema operacional. Quando o dispositivo é redefinido anormalmente, a memória da sessão anterior do sistema operacional é preservada na redefinição. Quando isso acontece, o aplicativo de despejo de falhas offline salva essa memória e a transforma em um arquivo de despejo de falha offline, que pode ser transferido para fora do dispositivo e analisado. Se o dispositivo não tiver sido redefinido anormalmente na sessão anterior do sistema operacional, o aplicativo de despejo de falha offline será encerrado imediatamente.
Em todas as imagens do sistema operacional, o Gerenciador de Inicialização executa o mobilestartup.efi em seguida. Esse aplicativo executa várias bibliotecas de inicialização, algumas das quais são executadas apenas na primeira inicialização (por exemplo, para provisionar a política de inicialização segura) ou apenas em imagens não comerciais (por exemplo, para entrar no modo de armazenamento em massa USB). As seguintes bibliotecas são sempre executadas:
1. Primeiro, mobilestartup.efi executa a biblioteca que implementa o carregamento de bateria UEFI. Essa biblioteca permite que o usuário carregue seu dispositivo enquanto o dispositivo está no ambiente de inicialização (ou é percebido como sendo desativado). Essa biblioteca é executada primeiro para garantir que o dispositivo tenha energia suficiente para inicializar totalmente. Para obter mais informações sobre cenários que envolvem o aplicativo de carregamento de bateria, consulte Carregamento de bateria no ambiente de inicialização.
2. Em seguida, mobilestartup.efi executa as bibliotecas que implementam flash, redefinição de dispositivo e atualizações. Essas bibliotecas determinam se o dispositivo deve ser inicializado no modo de flash ou redefinição de dispositivo ou se o dispositivo deve continuar para o sistema operacional de atualização ou sistema operacional principal.
Se mobilestartup.efi não inicializar no modo de flash ou redefinição de dispositivo, o Gerenciador de Inicialização será inicializado no sistema operacional principal ou no sistema operacional de atualização.