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PCの電源を入れてWindowsデスクトップが表示されるまでの仕組みを説明してみる

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Twitterでフォローしてる方からこんな投稿があったので
自分なりに調べてみました。

Step1 : 電源を入れる

icon_157000_32.png
このマークがついてるボタンをポチる。
ノートPCはスライドして電源ONするタイプもあります。

Step2 : UEFI BIOS 起動

UEFI BIOSとは

マザーボードに記録されている、電源を入れたら最初に起動するプログラム。
読みはそのまま UEFI BIOS(ゆーいーえふあい ばいおす)でいいそうです。

Windowsを起動するときのUEFI BIOSの役割は大きく2つあって、1つはPC内部のハードウェアが正しく取り付けられているかチェックすること、もう1つは起動デバイスを設定すること。

  1. POST パワーオンセルフテスト(正しく取り付けられていないと音で知らせる)
  2. 起動デバイスを設定

Windows10 をクリーンインストールしたとき、EFIシステムパーティションという区画が自動的に作られて、このなかにある Windows Boot Maneger(実体は\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi)を UEFI BIOS が見つけて起動する
UEFI BIOS の画面を開くと、ちゃんと Windows Boot Maneger が見えてます。
IMG_1252.JPG
EFIシステムパーティションはこちら
UEFI_01.png
※ BIOSの画面で Windows Boot Maneger が見えないときは UFEIがオフの状態。 旧BIOSとの違いについては今回は割愛。

Step3 : ブートマネージャー と ブートローダー

ブートマネージャーの役割は、OSが複数インストールされているとき、どのOSを起動するか選択画面を表示すること。
Windows Boot Manager は選択された Windows のブートローダー(Winload.efi)を読み込んでOSを起動する
マルチブートのときのブートマネージャーとブートローダーはこんな感じ
cm01.png

Step4 : カーネル(ntoskrnl.exe)起動

カーネルの起動に必要な最低限のドライバが読み込まれた後に、カーネルが起動

  • 各種デバイスの初期化
  • ブートに必要なレジストリの読み込み
  • ブートに必要なドライバの読み込み
  • セッション マネージャー プロセス(Smss.exe)に制御を渡す

Step5 : セッション マネージャー(Smss.exe)起動

たくさんのプロセスが動き始める

  • 各種セッションの初期化
  • 残りのレジストリの読み込み
  • 残りのドライバの読み込み
  • ログオン処理(winlogon.exe)に移行

Step6 : ログオン画面(winlogon.exe)

  • おなじみのログオン画面(LogonUI.exe)を表示
  • ユーザー認証
    • ユーザー名とパスワードの入力を受け付ける
    • 入力された情報は LSASS(ローカルセキュリティ認証サブシステムサーバー、lsass.exe)に渡され、ローカルアカウントなら「SAM(Security Authentication Manager)」、ドメインアカウントなら Active Directory のドメインコントローラーから取得したユーザー情報と照合して、正しいログオン情報であるかどうか検証される
  • 認証されたらユーザーログオンアプリケーション(Userinit.exe)を起動

Step7 : デスクトップ表示

  • ログインユーザーのセッション作成(Userinit.exe)
    • Explorer.exe が起動
      • ユーザー固有(HKCU)のレジストリ読み込み
      • ログオンスクリプト、スタートアッププログラム実行
      • デスクトップの表示

Process Monitor でログを取ってみたりしたのですが、いまいち使い方が…:thinking:
間違いがあれば、ご指摘いただけたら幸いです。

参考リンク

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