Thuật ngữ nạp (boot) xuất phát từ từ ngừ chương trình khởi động (bootstrap) và mô tả phương pháp để máy tính trở nên sẵn sàng để dùng. Một máy tính tải hệ điều hành lớn bằng cách tải lần đầu chương trình nhỏ mà sau đó có thể tải hệ điều hành vào bộ nhớ. Dây chuyền các sự kiện bắt đầu với nguồn ứng dụng và cuối cùng dẫn đến hệ thống máy tính đủ chức năng với phần mềm được tải và chạy. Mỗi sự kiện bị gọi bởi sự kiện trước nó và khởi động sự kiện sau nó.
Lần theo quy trình khởi động hệ thống có thể giúp tìm ra vị trí của sự cố nếu bạn kiểm tra Những thông báo lỗi hiển thị khi sự cố xảy ra. Nếu thấy thông báo lỗi được hiển thị bởi chương trình riêng biệt, bạn có thể chắc chương trình trong nghi vấn là tối thiểu được tải và chạy từng phần. Kết hợp thông tin này với kiến thức chuỗi quy trình nạp hệ điều hành, bạn có thể nói được thủ tục khởi động của hệ thống tiến triển trước sự cố xảy ra bao xa. Thường nên nhìn vào những tệp tin hay những vùng đĩa đang được truy cập trong lúc quy trình nạp hệ điều hành thất bại. Những thông báo lỗi hiển thị trong quy trình khởi động và những thông báo lỗi hiển thị trong hệ điều hành thông thường khó mà giải mà. Tuy vậy, bước đầu tiên trong giải mà một thông báo lỗi là biết nơi thông báo xuất phát — chương trình nào thực sự phát sinh hay hiển thị nó. Những chương trình sau có khả năng hiển thị những thông báo lỗi trong suốt quy trình nạp hệ điều hành:
Hệ điều hành độc lập
■ROM BIOS bo mạch chủ
■Những sự mở rộng ROM BIOS card thiết bị tiếp hợp
■Bản ghi khởi động chính (MBR; Master boot record)
■ Bản ghi khởi động ổ đĩa (VBR: Volume boot record)
Hệ điều hành phụ thuộc
■Những tệp tin hệ thống
■Những trình điều khiển thiết bị
■Những chương trình chạy lúc khởi động
Phần đầu của chuỗi quy trình khởi động là hệ điều hành độc lập, nghĩa là những bước này thì giống nhau cho tất cả máy tính không có vấn đề gì với hệ điều hành nào được cài đặt. Phần sau của chuỗi quy trình khởi động là hệ điều hành phụ thuộc, nghĩa là những bước này có thể thay đổi tùy thuộc vào hệ điều hành nào được cài đặt hay được tải. Phần sau đây xem xét chuỗi khởi động hệ điều hành độc lập và quy trình khởi động hệ điều hành phụ thuộc cho nhiều hệ điều hành. Những phần này cung cấp bản khai chi tiết nhiều thông báo lỗi có thể xảy ra trong suốt quy trình khởi động.
Quy trình nạp phần cứng: Hệ điều hành độc lập
Nếu có vấn đề với hệ thống trong suốt kỳ khởi động và có thể xác định nơi trong chuỗi sự kiện hệ thống của bạn bị hỏng, bạn biết những sự kiện nào xảy ra và có thể loại trừ từng cái trong chúng như một căn nguyên sự cố. Những bước sau xảy ra trong sự khởi động hệ thống thông thường không màng tới hệ điều hành nào bạn đang tải:
1. Bật nguồn điện hệ thống.
2.Bộ nguồn thực hiện tự kiểm tra (được xem như POST). Khi tất cả điện áp và mức điện hiện hành được chấp thuận, bộ nguồn cho biết nguồn điện ổn định và gửi tín hiệu PovverGood tới bo mạch chủ. Thời gian từ lúc bật công tắc đến tín hiệu PowerGood thông thường khoảng 0.1 đến 0.5 giây.
3.Chip đo thời gian bộ vi xử lý nhận tín hiệu PovverGood, làm nó dừng phát sinh ra tín hiệu lặp lại đến bộ vi xử lý.
4.Bộ vi xử lý bắt đầu thực thi mà ROM BIOS, khởi đầu tại địa chỉ bộ nhớ FFFF:0000. Bởi vì vị trí này chỉ có 16 byte từ đầu cuối của khoảng không gian ROM có thể dùng được, chứa đựng tập lệnh JMP (jump) đến địa chỉ khởi động ROM BIOS thực sự.
5.ROM BIOS thực thi một kiểm tra phần cứng trung tâm để xác định chức năng hệ thống cơ bàn. Bất kỳ lỗi nào xảy ra được báo hiệu bàng những mã tiếng “bíp" do hệ thống video chưa khởi động. Nếu BIOS là loại cắm vào là chạy (PnP: Plug and Play), những bước sau được thực thi; nếu không, nhảy xuống bước 10.
6.BIOS cắm vào là chạy kiểm tra bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên lưu dữ liệu dù mất điện đột xuất (NVRAM: Nonvolatile random access memory) cho những địa chi cổng input/output (I/O), những dòng yêu cầu ngắt (IRQs: interrupt request lines), những kênh truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA: direct memory access) và những thiết lập cần thiết khác để cấu hình những thiết bị PnP trên máy tính.
7.Tất cả những thiết bị cắm vào là chạy được tìm thấy bởi BIOS PnP được vô hiệu hóa để loại bỏ những xung đột tiềm năng.
8.Một ánh xạ của nguồn được sử dụng và không được sử dụng được tạo ra.
9.Những thiết bị cắm vào là chạy được cấu hình và có khả năng trở lại, một thiết bị tại một thời điểm. Nếu máy tính không có BIOS cắm vào là chạy, những thiết bị PnP được khởi động dùng những thiết lập mặc định của nó. Những thiết bị này có thể được tái cấu hình một cách năng động khi Windows khởi động. Tại thời điểm này, Windows kiểm tra BIOS Plug and Play về thông tin thiết bị và kế tiếp kiểm tra những thiết bị Plug and Play về cấu hình của nó.
10.BIOS thực hiện quét Rom video những định vị bộ nhớ C000:0000-C780:000 tìm những chương trình ROM BIOS được chứa trong thiết bị tiếp hợp video từ card cắm vào khe cắm hay được tích hợp trên bo mạch chủ. Nếu việc quét định vị ROM BIOS Video, nó được kiểm tra bởi thủ tục kiểm tra tổng (checksum); kế tiếp mã Rom video khởi động thiết bị tiếp hợp video và con trỏ xuất hiện trên màn hình. Nếu kiểm tra tổng bị hỏng, thông báo sau xuất hiện:
C000 ROM Error
11.Nếu BIOS không tìm thấy ROM thiết bị tiếp hợp video, nó dùng những trình điều khiển video ROM bo mạch chủ để khởi động phần cứng hiển thị video và con trỏ xuất hiện trên màn hình.
12.ROM BIOS trên bo mạch chủ quét những định vị bộ nhớ C8000:0000-DF80:0000 trong 2KB những gia số cho bất kỳ ROM khác nào được định vị trên bất kỳ card tiếp hợp khác (như là những thiết bị tiếp hợp SCSI). Nếu bất kỳ ROM nào được tìm thấy, chúng bị kiểm tra tổng và thực thi. Những thiết bị tiếp hợp ROM này có thể làm thay đổi những thủ tục BIOS hiện hữu và thiết lập những thủ tục mới.
13. Thất bại kiểm tra tổng cho bất kỳ trong số những module ROM này tạo ra thông báo sau:
xxxx ROM Error
Nơi những địa chỉ xxxx chỉ ra địa chỉ phân đoạn của module ROM bị hỏng.
14. ROM BIOS kiểm tra giá trị từ tại định vị bộ nhớ 0000:0472 để xem sự khởi động là khởi động dùng phần cứng (cold start) hay khởi động bằng phần mềm (warm start). Một giá trị từ của 1234h trong định vị này là một cờ cho biết một khởi động bằng phần mềm, làm BIOS bỏ qua phần kiểm tra bộ nhớ của POST. Bất kỳ giá trị từ khác trong định vị này cho biết một khởi động dùng phần cứng và BIOS thực hiện thủ tục POST đầy đủ. Cho ví dụ một số BIOS hệ thống để bạn kiểm soát những khía cạnh khác nhau của thủ tục POST, làm nó bỏ qua bước kiểm tra bộ nhớ, có thể dài lê thê trong một hệ thống nhiều RAM.
15. Nếu đó là khởi động dùng phần cứng, POST thực thi đủ; nếu đó là khởi động bằng phần mềm, POST thực thi nhưng không có phần kiểm tra RAM. Bất kỳ lỗi nào được tìm thấy trong suốt kỳ POST được báo cáo bởi sự kết hợp âm thanh và nhừng thông báo lỗi hiển thị. Sự hoàn tất thành công của POST được chi ra bởi một tiếng bip (ngoại trừ một số máy tính Compaq, hai lần tiếng bip).
16. ROM BIOS tìm bản ghi khởi động (boot record) tại cylinder 0, head 0, sector 1 trên đĩa khởi động mặc định. Tại lúc trước, đĩa khởi động mặc định luôn luôn là đĩa mềm thứ nhất (hoặc A: ổ đĩa). Tuy nhiên, BIOS trên những hệ thống ngày nay cho phép chọn thiết bị khởi động mặc định và thứ tự trong đó BIOS sẽ tìm những thiết bị khác đê khởi động nếu cần thiết, dùng ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng hay thậm chí ổ CD-ROM trong bất kỳ thứ tự bạn chọn. Sector này được tải vào bộ nhớ tại 0000:7C00 và được kiểm tra. Nếu đĩa trong ổ đĩa nhưng sector không thể đọc được, hoặc nêu không có đĩa, BIOS tiếp tục bước 19.
Khởi động từ 0 đĩa quang hay ồ đĩa mềm
Nếu bạn muốn khởi động lừ ổ đĩa quang, hãy chắc ổ đĩa này được liệt kê trước ổ cứng trong bảng chọn những thiết bị khởi động ở BIOS Setup. Cũng vậy nếu có ổ đĩa mềm được lắp đặt, bạn thiết lập nó trong vị trí trước 0 cứng. Điều này cho phép luôn luôn sẵn sàng trong trường hợp khẩn cấp. Miễn là bạn không khởi động hệ thống với đĩa mềm hay đĩa quang có thể khởi động được tải, BIOS bỏ qua cả hai ổ quang và ổ mềm và khởi động từ ổ cứng.
17.Nếu đang khởi động từ đĩa mềm và byte đầu tiên của Volume Boot Record thì ít hơn 06h, hay nếu byte đầu tiên lớn hơn hay bằng 06h và chín từ đầu tiên chứa cùng mẫu dừ liệu, thông báo lỗi này xuất hiện và hệ thống dừng lại:
602-Diskelte Boot Record Error
18.Nếu Volume Booĩ Record không thể tìm hay tải những tệp tin hệ thống, hoặc nếu một sự cố bị đụng độ việc tải chúng, một trong những thông báo sau xuất hiện:
Non-System disk or disk error
Replace and strike any key when ready
Non-System disk or disk error
Replace and press any key when ready
Invalid system disk
Replace the disk, and then press any key
Disk Bôt failure
Disk I/O Error
Tất cả những thông báo này xuất phát từ Volume Boot Record (VBR) và liên quan đến VBR hay những vấn đề tệp tin hệ thống.
19.Nếu không có bản ghi khởi động (boot record) có thể đọc từ ổ đĩa A: (như là khi không có đĩa trong ổ đĩa), BIOS kế tiếp tìm bản ghi khởi động chính (MBR: master boot record) tại cylinder 0, head 0, sector I của ổ đĩa cứng thứ nhất. Nếu sector này được tìm thấy, nó được tải vào địa chỉ bộ nhớ 0000:7C00 và được kiểm tra.
Nếu hai byte cuối (signature) cùa MBR không bằng 55AAh, ngắt phần mềm 18h (Int 18h) đươc khơi dậy trong phần lớn hệ thống. Điều này gây ra BIOS hiển thị thông báo lỗi thay đổi tùy theo những nhà sản xuất BIOS khác nhau, nhưng thường tương tự với một trong những thông báo dưới đây:
AMI BIOS:
NO ROM BASIC - SYSTEM HALTED Award BIOS:
DISK BOOT FAILURE, INSERT SYSTEM DISK AND PRESS ENTER Phoenix BIOS:
No boot device available -
strike FI to retry boot, F2 for setup utility
or
No boot sector on fixed disk -
strike FI to retry boot, F2 for setup utility
Older IBM BIOS:
The IBM Personal Computer Basic Version Cl. 10 Copyright IBM Corp 1981 62940 Bytes free
Ok
Ghi chú:
Phần lớn máy tính IBM từ năm 1987 hiển thị đồ họa kỉ tự khác lạ miêu tả phần trước ổ mềm, đĩa 3 1/2" và tạo dấu mũi tên nhắc bạn chèn một đĩa vào ổ và nhấn khóa F1 để tiếp tục.
Older Compaq BIOS:
Non-System disk or disk error replace and strike any key when ready
Mặc dù những thông báo khác nhau từ BIOS đến BIOS, nguyên tắc cho mỗi thông báo gắn liền những byte cụ thể trong MBR, là sector đầu tiên của ổ cứng tại định vị vật lý cylinder 0, head 0, sector 1.
Vấn đề liên quan một đĩa là không bao giờ được phân vùng hay có Master Boot Sector bị hỏng. Trong suốt quy trình khởi động, BIOS kiểm tra hai byte cuối trong MBR (sector đầu tiên của ổ) cho giá trị đặc trưng (signature value) 55AAh. Nếu hai byte cuối không bằng 55AAh, một ngắt 18h được khơi dậy, gọi là thủ tục con (subroutine) hiển thị một trong những thông báo lỗi cơ bản chỉ dẫn người dùng chèn đĩa mềm có thể khởi động để tiếp tục. MBR (bao gồm những byte ký số) được ghi vào ổ cứng bởi những chương trình FDISK, Disk Management hay DISK PART, Ngay sau khi ổ cứng được định dạng mức độ thấp, tất cả sector được khởi động với mẫu byte và sector thứ nhất không chứa giá trị 55AAh. Mặt khác, những thông báo lỗi ROM này là chính xác cái bạn thấy nếu bạn thử khởi động từ ổ cứng được định dạng mức độ thấp nhưng chưa được phân vùng hay nếu MBR bị hỏng như thế những byte đặc trưng bị ghi đè.
21.MBR tìm những bảng phân vùng dựng sẵn của nó cho byte bộ chỉ thị khởi động đánh dấu nhập phân vùng hoạt động.
22.Nếu không có phân vùng được đánh dấu hoạt động (bootable), BIOS khởi động ngắt phần mềm 18h, hiển thị một thông báo lỗi (tham khảo bước 20).
23.Nếu bất kỳ bỵte bộ chỉ thị khởi động trong bảng phân vùng MBR không hiệu lực, hoặc nếu nhiều hơn một phân vùng hoạt động, thông báo sau đây hiển thị và hệ thống dừng lại:
Invalid partition table
24.Nếu một phân vùng hoạt động được tìm thấy trong MBR, bản ghi khởi động phân vùng (partition boot record) từ phân vùng hoạt động được tải và được kiểm tra.
25.Nếu bản ghi khởi động phân vùng (partition boot record) không thể đọc thành công từ phân vùng hoạt động trong vòng năm cố gắng làm lại (retry) do những lỗi đọc, thông báo sau đây hiển thị và hệ thông dừng lại:
Error loading operating system
26.Bản ghi khởi động phân vùng (partition boot record) của ổ cứng được kiểm tra kí số (signature). Nếu không có chứa kí số có hiệu lực của 55AAh tại hai byte cuối trong sector, thông báo sau đây hiển thị và hệ thống dừng lại;
Missing operating system
27. VBR (Volume boot record) được thực thi như một chương trình. Chương trình này tìm và tải phần lỗi hệ điều hành hoặc những tệp tin hệ thống. Nếu VBR không thể tìm thấy hoặc tải những tệp tin hệ thống, hay nếu một sự cố đụng độ việc tại chúng một trong những thông báo sau xuất hiện:
Non – System disk error
Replace and strike any key when ready
Non – System disk error
Replace and press any key when ready
Invailid system disk
Replace the disk, and then press any key
Disk Boot failure
Disk I/O Error
Tất cả những thông báo đều phát xuất từ VBR và liên quan đến VBR hay những sự cố tệp tin hệ thống.
Tiếp theo, những gi xảy ra tùy thuộc vào hệ điều hành bạn có. Hệ điều hành – các tiến khởi động phụ thuộc được đề cặp trong vài phần kế tiếp.
Theo “Nâng cấp và sửa chữa máy tính” Scott Mueller