Порядок загрузки драйверов и сервисов в Windows

Тем, кому интересно внутреннее устойство операционной системы Windows, предлагаю небольшое исследование. Мы попробуем выяснить, что отвечает за порядок загрузки драйверов и сервисов в Windows и можно ли этот порядок изменить.

Прежде всего посмотрим текущий порядок запуска системы с помощью программы LoadOrder от Sysinternals. Программа покажет нам, что и в каком порядке загружается при запуске операционной системы.

Как видно из рисунка, сначала загружаются драйверы устройств, необходимые для запуска системы, а потом различные Windows-сервисы. Поскольку между загрузкой сервисов и загрузкой драйверов есть некоторые различия, рассматривать их будем по отдельности.

Драйверы

В качестве подопытного возьмем драйвер Microsoft ACPI (Advanced Configuration and Power Interface), который отвечает за обнаружение аппаратного обеспечения и  управление питанием. Задача ACPI - обеспечить взаимодействие между операционной системой и аппаратным обеспечением, поэтому драйвер ACPI загружается в самом начале.

Программа Loadorder предоставляет довольно ограниченную информацию о порядке загрузки, поэтому за более точными данными идем в реестр. У каждого драйвера и Windows-сервиса есть свой раздел в ветви реестра HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services. Названы разделы по имени драйвера\сервиса, соответственно нам нужен раздел ACPI.

За порядок загрузки драйвера отвечают три параметра реестра. Основной параметр  Start - определяет тип запуска драйвера. Вот правила, по которым драйверы устанавливают значение своего параметра Start:

• Драйверы, которые должны загружаться системным загрузчиком при запуске операционной системы, указывают значение Start равное 0 (запуск при загрузке системы). Пример - драйверы системных шин и драйвер файловой системы, используемый при загрузке системы;
• Драйвер, который не требуется непосредственно для загрузки системы, указывает в Start значение, равное 1 (запуск системой). Пример - стандартный драйвер видеокарты (VgaSave);
• Драйвер, не обязательный для загрузки системы, устанавливает значение Start равным 2 (автозапуск). Пример - драйвер многосетевого UNC-npoвайдера (Multiple UNC Provider, MUP), поддерживающий UNC-имена удаленных ресурсов (типа \\Computer\Share);
• Драйверы, не обязательные для работы операционной системы (например, драйверы сетевых адаптеров), указывают значение Start равным 3 (запуск по требованию).

Также драйверы устройств могут использовать параметры Group и Tag для контроля порядка своей загрузки при запуске системы. Параметр Group драйверы\сервисы используют, чтобы указать группу, к которой они принадлежат, а порядок загрузки групп определяется параметром List, находящимся в разделе HKLM\SYSTEM\ CurrentControlSet\Control\ServiceGroupOrder\.

Кстати, параметр Group указывать не обязательно. Если драйвер\сервис не входит в какую либо группу, то он загружается в самом конце очереди.

Драйвер может еще больше детализировать порядок своей загрузки с помощью параметра Tag, который указывает конкретную позицию драйвера в группе. Диспетчер ввода-вывода сортирует драйверы в группе по значениям этого параметра, а драйверы, не имеющие параметра Tag, перемещаются в конец списка драйверов группы.

Посмотрев на порядок загрузки, можно подумать что сначала загружаются драйверы с меньшими значениями Tag, потом - с большими, но это не совсем так. Приоритет значений параметров Tag в рамках группы определяется в разделе HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\GroupOrderList.

Для примера откроем двоичный параметр Boot Bus Extender, который соответствует одноименной группе, к которой относится и драйвер ACPI. Параметр представляет из себя набор двойных слов (по 4 байта каждое). Первое слово (выделено красным) задает общую длину переменной (количество двойных слов), в нашем примере 06. Остальные двойные слова как раз и являются тэгами. Драйверу ACPI соответствует тэг, равный 01 (выделен зеленым).

Приоритетность тега определяется не значением тега, а его положением: чем выше расположен тэг, тем выше его приоритет в группе, и тем выше приоритет драйвера, которому этот тэг соответствует. А поскольку 01 выше остальных тегов, то и драйвер ACPI загружается первым в группе.

Сервисы

Порядок загрузки Windows-сервисов несколько отличается от порядка загрузки драйверов. В качестве примера возьмем сервис aвтоматического обновления (wuauserv). Он не особо критичен для работы системы и поэтому грузится в последнюю очередь.

Опять идем в реестр. Параметры запуска сервиса находятся в разделе HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\wuauserv. Я выделил два основных параметра, отвечающих за порядок загрузки данного сервиса.

Windows-сервисы запускаются диспетчером управления сервисами (Service Control Manager, SCM)  в соответствии со значением параметра Start. Параметр этот для сервисов может принимать следующие значения:

• Авто запуск (2) - сервис запускается автоматически, сразу после запуска основного SCM-процесса Services.exe;
• Запуск по требованию (3) - сервис запускается при необходимости, по требованию какого либо сервиса или программы;
• Отключено (4) - сервис отключен и не запускается ни при каких условиях.

Значения 0 (запуск при загрузке системы) и 1 (запуск системой) для сервисов не могут быть указаны, только для драйверов устройств.

Кроме того, начиная с Windows Vista\Server 2008 для сервисов появился еще один режим запуска - отложенный автозапуск. Отвечает за него параметр DelayedAutoStart = 1, который  который указывает SCM произвести автоматический старт данного сервиса с задержкой. SCM запускает службы, для которых выбран отложенный запуск, после загрузки сервисов, отмеченных для автозапуска.

Режимом запуска сервисов можно управлять не только из реестра, но и в графическом режиме, из консоли Службы (Services).

Так же как и драйверы, Windows-сервисы могут использовать параметр Group в своем разделе реестра, чтобы указать группу, к которой они принадлежат. Сейчас, для наглядности, возьмем наш сервис wuauserv, находящийся в самом конце списка загрузки. С помощью ключа Group поместим его в группу Event Log, перезагрузимся и посмотрим порядок загрузки в Loadorder. Как видите, порядок изменился и wuauserv поднялся с последнего места, загрузившись сразу после своего одногруппника - службы eventlog. Правда порядок размещения внутри группы изменить уже не получится, т.к.  Tag для сервисов не используется.

И еще один параметр, который косвенно влияет на порядок загрузки сервисов - DependOnService. Он указывает, от каких сервисов зависит данный сервис. Соответственно сервис не загружается, пока не будут загружены сервисы, перечисленные в DependOnService.

Зависимости работают следующим образом - если сервисы находятся в одной группе, то зависимый сервис перемещается в конец списка и запускается после сервисов, от которых зависит. Если же группы разные, то сервис просто не запустится, а SCM выдаст ошибку.

Более наглядно это показано в оснастке Службы, где на вкладке Зависимости (Dependency) указаны как сервисы, от которых зависит данный сервис, так и сервисы, зависящие от него.

Вот мы и выяснили, в каком порядке загружаются драйверы и сервисы в Windows и как этот порядок можно изменить. Но прежде чем бросаться править реестр помните, что порядок загрузки драйверов и сервисов определяется автоматически, и не стоит вносить в него изменения без веской причины. Всего один неправильно выставленный параметр может привести к полной неработоспособности системы, и не факт что ее удасться восстановить. Поэтому, прежде чем приступить к редактированию реестра, обязательно сделайте его резервную копию, а также желательно иметь под рукой загрузочный носитель.