Boot süreci arka arkaya meydana gelen gelen 5 bölümden olusur:

Pre-Boot
Boot
Kernel Yüklenmesi
Kernel`in Başlaması
Logon bölümleridir.

1. Pre-Boot

Pre-Boot bölümü, bilgisayar açıldığında, işletim sistemini yüklenmeden önce başlar. Pre-Boot bölümünde, bilgisayar POST`u (Power-On-Self-Test) çalıstırır, fiziksel memory`i belirler ve donanım bileşenlerini gösterir. Bilgisayar Plag and Play bir BIOS`a sahipse, donanım bunu tanır ve konfigüre edilir. Bilgisayarın BIOS`u boot aygıtı kurar, sonra Master Boot Record`u (MBR) çalıştırır. Bu Pre-Boot bölümünü tamamlar.

2. Boot

Boot bölümü Pre-Boot bölümü tamamlandıktan sonra başlar. Boot bölümü dört asamadan olusur.

İlk Boot Loader,
İşletim Sisteminin Seçimi,
Donanım bulunması ve Konfigürasyon seçimidir.

Boot bölümü seçmeli olarak 6 adet dosya kullanır : Ntldr, Boot.ini, Ntdetect.com, Ntoskmi.exe, Ntbootdd.sys, ve Bootsect.dos.

Boot Loader`ın başlatılması sırasında, Ntldr işlemciyi real moddan degiştirir, RAM`in 640K`lık bölümü MS MS-DOS için ayrılır ve arta kalan XP`nin kalan tüm erişilebilir memory`i kullanabilmesi için 32 bit`lik genişlemis memory olarak belirtilir.Bundan sonra Ntldr mini dosyalama sistemi (file system) yapılandırılmasını başlatır. Bu Ntldr`nin NTFS yada FAT ile formatlanan partitionları bulmasını sağlar ve onlar üzerinden start-up başlar. Bu ilk boot loader aşamasını bitirir ve işletim sistemi seçimi aşamasını başlatır.

İşletim sistemi seçimi aşaması süresince, bilgisayar üzerinde birden çok işletim sistemi varsa, Boot.ini dosyası “işletim sistemi seçimi” sunmak için konfigure edilmistir. Monitör de “başlatmak için isletim sistemini seçin” görüntüsünü gösterir. Bu Ntldr`nin sistem partitionu üzerinde yeralan ve gizli bir dosya olan Boot.ini dosyasını okumasıyla meydana gelir

Ntldr, hangi diskde ve XP`nin sistem dosyalarının hangi partitionda olduğunu bulmak için Boot.ini dosyasındaki bilgileri kullanır. Bu dosya aynı zamanda diğer işletim sistemlerinin nerede konumlandıgını da belirtir.Bu dosya üzerindeki timeout , default işletim sistemi yüklenmeden önce sistemin bekleme süresini saniye olarak belirtir.

Timeout değeri default olarak 30 saniyedir. Fakat istenilen değere değiştirilebilir.

- Timeout değerinin 0 olaması kullanıcıya seçim hakkı vermeksizin default işletim sistemini başlatır.

- Timeout değerinin -1 olması kullanıcıyı işletim sistemini seçmeye zorlar.

Boot.ini dosyası, işletim sisteminin yerini belirtmek için ARC (Advanced RISC Computing) isimlendirme kurallarını kullanır.İlk entry, SCSI ya da Multi olabilen, kulanmak için controller`ı belirtir. SCSI , SCSI BIOS`u etkin kılınmamış SCSI controler için kullanılır. Diğer bütün adaptörler ve Kontrolörleri için Multi kullanılır. Sözü edilen SCSI sayısı kontrolörü belirler. Disk değeri sadece bir SCSI kontrolör için kullanılır. Bu değer isletim sisteminin hangi fiziksel disk üzerinde oldugunu belirtir. Partition değeri ise isletim sisteminin hangi partition üzerinde olduğunu tanımlar.

Diskler ve kontrolörler 0`dan başlayarak numaralandırılırlar, partitionlar ise 1 ile başlar. İlk entry(giriş) multi olduğunda r-disk değeri disk degeri yerine kullanılır. Herşey tam anlamıyla SCSI kontrolörde çalıştığı gibi çalışır.Boot.ini dosyasında bir tane işletim sistemi varsa işletim sistemi seçimi ekranı gözükmeyecek ve default işletim sistemi yüklenecektir. Bu boot bölümünün işletim sistemi seçimi aşamasını tamamlar ve donanım taramasını başlatır.

Hardware Detection (Donanımın Bulunması)

Ntdetect ve Ntldr dosyaları donanım tarama işlemini gerçekleştirirler. XP yüklenecek olan işletim sistemi olarak seçildikten sonra, Ntdetect kurulu olan donanım bileşenlerinin bir listesini toplar ve bu listeyi, registery(kayıt defteri) içindeki donanım key`lerinin oluşturulmasında kullanılmak için Ntldr`e verir.Taranan bileşenler bus/adapter tipleri, Ekran kartı, İletişim Portları, Paralel portlar, Kayan Nokta İşlemcisi, Removable Media, Klavye ve İşaretleme aygıtlarını içerir.Donanım Taraması aşaması biter ve konfigürasyon seçimi başlar.

Configuration Selection

Konfigürasyon seçimi süresince bilgisayar birden fazla hardware profile`a sahip olacak şekilde konfigüre edilmişse Ntldr Harware Profile/Configuration Recovery menüsünü gösterir. Bilgisayar sadece bir tane hardware profile`a sahipse XP default profile`ı kullanarak yüklenir.Kernel`in yüklenmesi esnasında, Ntldr Windows XP`nin Kernel`i olarak adlandırılan Ntoskml.exe`yi yükler. Kernel yüklenir fakat başlatılmaz. Daha sonra Ntldr HAL.dll dosyasından Hardware Abstraction Layer`ı (HAL) yükler

HAL, Memory üzerinde , XP Kernel`i ile gerçek donanım arasında konumlanan yazılımın zayıf tabakasıdır. Kernel ve birkaç seçilen kernel mode servisi hardware directX erişebilir hale gelir.HAL , hardware tarafından yapılan tanımlanamayan beklenmedik çağrıları çözerken bir filtre gibi davranır. Bu filtreleme işlemi, isletim sistemine farklı donanımların benzer gözükmesini sağlar, XP`nin donanım aygıtlarının geniş yelpazedeki donanım aygıtlarını yönetmesine izin verir.

HAL aynı zamanda bütün platformlar üzerinde aygıtların desteklenmesi için tek bir aygıt sürücüsünün kullanılmasını sağlar. Böylece donanıma gönderilen bütün çağrılar HAL üzerinden geçmek zorunda değildir.

HAL`ın yüklenmesinden sonra, HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM registery key yüklenerek Kernel yüklenme aşaması devam eder. Ntldr hangi control set`in yükleneceğini belirlemek için SELECT key`ini okur.Control Set, servisleri yüklemek ve başlatmak için kullanılan aygıt sürücüleri gibi sistemi kontrol etmek için kullanılan konfigürasyona ait veri içerir. Ntldr 0 değeri ile başlayan aygıt sürücülerini yükler. Tipik olarak bunlar low-level aygıt sürücüleridir.Registery aygıt sürücüleri için yol içerir, bu şekilde de Ntldr dosyaları bulabilir. Default olarak belirtilen control set`in aynası olan control set yüklenirlen kernel başlatılması aşaması başlar. Tam bu noktada Ntldr kontrolü Kernel`e bırakır.Kernel`in başlatılması bölümünün başında ekranın ortasında çok renkli durumda XP logosu görüntülenir

Kernelin başlatılması bölümünde dört tane görev tamamlanır. HARDWARE key oluşturulur, Clone Control Set oluşturulur, Aygıt sürücüleri yüklenir ve başlatılır ve servisler start edilir.İlk görev registery içindeki harware key`inin oluşturulmasıdır. Kernel, HKEY_LOCAL_MACHINE\HARDWARE registery key`ini oluşturmak için hardware taraması süresince toplanan bilgileri kullanır.İkinci görev Clone Control Set`in oluşturulmasıdır. Kernel, System`in altındaki SELECT key`i için default değer olarak gösterilen control set`in bir kopyasını (clone`nunu) oluşturulur. Clonlanmıs Control Set, Ntldr tarafından yüklenen set`in aynısıdır. Clone asla modifiye edilmez fakat Boot Proses`de daha sonra kullanılır.Üçüncü görev device driverlarını yüklemek ve başlatmatılmasıdır. Kernel, Kernel Yüklenmesi bölümünde yüklenen low-level device driverları başlatılır. Kernel daha sonra HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services key`i altında 1 değeri ile başlayan device driverlarını tarar.

Bu device driverlar yüklenir yüklenmez başlatılır. Eğer bir hata meydana gelirse, Kernel sonucu belirlemek için Driver`ın ErrorControl değerini kullanır.

- 0 degeri ignore`dur. Boot proses bir hata mesajı göstermeden devam eder.

- 1 degeri normal`dir. Boot prosesi bir hata mesajı gösterir fakat bu hatayı yoksayarak devam eder.

- 2 degeri hatadır. Boot prosesi başarısızlıkla sounçlanır, arkasından LastKnownGood Control Set kullanılarak restart edilir. Eğer boot proses önceden LastKnownGood Control Set`i kullanmıssa, bu yok sayılır ve boot devam eder.

- 3 değeri kritiktir. Boot proses başarısız olur ve LastKnownGoog Control Set kullanılarak restart edilir. Eger LastKnownGood Control Set`i de critical eror ile sonuçlanırsa boot proses durur ve bir hata mesajı gösterir.

Kernel yüklendikten ve low-level device driverları başlatıldıktan sonra Session Manager (oturum yöneticisi) büyük sıradaki alt sistemleri ve servisleri başlatır. Session Manager input/output deviceları (aygıtları) kontrol eden ve video görüntüsüne eriştiren Win32 alt sistemini başlatır.Bu grafiksel kullanıcı arayüzünü (GUI), klavye ve diğer giriş-çıkış birimlerini enable eder. Session Manager ayrıca Winlogon prosesini başlatır. Bu kernel başlatılması bölümünü bitirir ve Logon aşamasını başlatır.

Logon Aşaması (Giriş)

Winlogon.exe Local Security Authority`i başlatır. Tam bu noktada XP Logon ekranı ya da dialog kutusu gözükür(konfigürasyonunuza bağlı olarak). Geride 3 aşamalı driverların(sürücülerin) başlatılması devam ediyor olmasına rağmen, artık logon olunabilir.Siz buna login oldum şeklinde söylersiniz.

Sonraki adımda Service Controller, 2 ve 2`den daha büyük bir değerle başlayan servislere bakarak, HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services`i son bir kez kontrol eder. Servisler, driver girdilerine (DependOnService) , gruplara (DependOnGroup) ve başlama değerlerine bağlı olarak yüklenirler.Bu drumda, Netlogon servisi LanmanWorkstation servisine baglıdır. LanmanWorkstation servisi başarılı bir şekilde başlayana kadar Netlogon Servisi başlamaz.

XP boot prosesi bir kullanıcı başarılı bir şekilde logon olan'a kadar tamamlanmış sayılmaz. Başarılı bir logon`dan sonra sistem Clone Control Set`i LastKnowGood Control Set`e kopyalar. Bu başarılı bir boot prosesi olarak Windows Günlüklerine kayıt edilir.

Kaynak:

“Examining the Microsoft Windows XP Professional Boot Process” (Yıl= 2009) [Microsoft Corp.Bill Gates Makalesi]