Установка Windows 7 на USB storage и/или виртуальный диск VHD

В данной статье хочу рассмотреть вопросы по установке на внешний USB-накопитель не обычного набора инструментов реанимации, а полноценной рабочей ОС, которую можно носить с собой. И если Linux ставится из коробки на любое устройство и без проблем работает, то Windows и не ставится, и не работает.
Также раздел этой статьи может быть полезен при загрузке Windows на новом оборудовании (при обновлении материнской платы и т.д.).

Изначально было 2 противоречивых требования души:«всё своё ношу с собой» и «не хочу быть нагруженным», что в итоге вылилось в установку Ubuntu на внешний диск. Всё было замечательно, но чувствовалась какая-то незавершённость. И решил я установить Windows 7 туда же.

Но появились проблемы:

1. Windows 7 предупреждает о невозможности загрузки с USB (заботливый какой) и не хочет устанавливаться на него;
2. установщик не умеет работать с VHD;
3. при загрузке Windows 7 с USB-storage появляется BSOD.

И они были успешно решены.

Нам потребуются

1. Сам внешний USB-накопитель (в данном случае USB-HDD) с созданными разделами.
2. Виртуальная машина (в данном случае буду опираться на VMWare Player).
   
   • стоит отметить, что для распаковки install.wim можно воспользоваться утилитой ImageX из WAIK (Windows Automated Installation Kit, доступный для свободного скачивания с сайта разработчика), об этом можно прочитать в других статьях, например тут, но у меня же душа очень сильно противилась скачиванию чего-либо лишнего, по-этому я решил обойтись уже установленным VMWare (VMWare Player доступен для свободного скачивания)
3. Windows 7 Enterprise или Ultimate (только они поддерживают Native VHD boot). Но можно воспользоваться и другой версией и поставить на физический раздел, а не VHD — в таком случае надо просто пропустить манипуляции с консолью при установке.

Поехали

В настройках виртуальной машины подключаем к CD-ROM Windows 7 и добавляем HDD: «Use physical disk» -> выбрать диск, соответствующий USB (скорее всего, он последний). Стоит отметить, что другие диски на данном этапе лучше удалить из виртуальной машины. Загружаемся с CD и попадаем в установщик.

Установка

Сейчас самое время указать установщику VHD. Командой Shift+F10 открывается консоль. Допустим, мы хотим установить Windows на C:\win7.vhd:

diskpart
create vdisk file=C:\win7.vhd type=fixed maximum=25000
select vdisk file=C:\win7.vhd
attach vdisk
create partition primary
list volume


Убеждаемся, что имеем 3 volume с Fs: UDF, NTFS, RAW. Ну или больше, если на диске есть другие разделы.

Теперь можно уходить с консоли и перейти к непосредственной установке. При выборе назначения установки, мы должны увидеть Disk 1 Partition 1, при выборе которого Windows 7 заботливо предупредит о возможных проблемах, но продолжить всё-таки разрешит.
Теперь можете откинуться на спинку кресла и отдохнуть. По завершению данного этапа установщик должен записать загрузчик на физический раздел, который запустит Windows с виртуального диска. В итоге мы получим рабочую Windows 7 внутри виртуальной машины. Самое время подготовиться к запуску с USB.

Настройка для запуска с USB

С особенностями загрузки Windows 7 я особо не знаком, но вкратце суть примерно такая: загрузчик читает ядро и самые важные драйвера (к которым USB не относится) и передаёт управление ядру, которое должно прочитать всё остальное, но в нашем случае оно ничего не найдёт. Соответственно, сам напрашивается вариант: надо сказать загрузчику, что USB критически важен и надо бы сначала его загрузить, а потом передавать управление. И, что характерно, в Microsoft дали такие возможности: надо в реестре по адресам [HKLM/System/CurrentControlSet/services/usb*] установить значение ключа Start в 0. Самым неприятным оказывается то, что периодически это поле само сбрасывается в 3, судя по всему при появлении новых устройств. Но и это не проблема. Существует 2 возможных решения (суть которых, естественно, совпадает):

1. usbbotfix.bat — мне понравился больше, ибо командный файл, который легко правится. Взят отсюда и мною добавлены улучшения: отключение создания имён 8.3, отключение обновления времени последнего обращения (ну зачем нам лишние операции записи) и запрет удаления страниц с исполняемым кодом, дабы случайно не сбросился в своп код драйвера USB (вполне возможно, что это не обязательно, но лучше перестраховаться). Этот файл также скажет планировщику вызывать его при Event 20003 — т.е. при добавлении новых устройств.
   Содержимое файла такое:
   @echo off
if "%1"=="fix" goto :fix

rem -- install task
copy /y "%~f0" "%SystemRoot%\system32\usbbootfix.bat"
SCHTASKS /Create /RU SYSTEM /SC ONEVENT /MO "*[System[Provider[@Name='Microsoft-Windows-UserPnp'] and EventID=20003]]" /EC System /TN USBBootFix /TR "'%SystemRoot%\system32\usbbootfix.bat' fix" /F
rem -- apply other settings
fsutil behavior set disablelastaccess 1
fsutil behavior set disable8dot3 1
reg add "HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management" /v DisablePagingExecutive /t REG_DWORD /d 1 /f
reg add HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\services\pciide /v Start /t REG_DWORD /d 0x0 /f
reg add HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\services\msahci /v Start /t REG_DWORD /d 0x0 /f
reg add HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\services\intelide /v Start /t REG_DWORD /d 0x0 /f
reg add HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\services\viaide /v Start /t REG_DWORD /d 0x0 /f
rem -- run :fix once after install

:fix
call :fixservice usbehci "Boot Bus Extender"
call :fixservice usbohci "Boot Bus Extender"
call :fixservice usbuhci "Boot Bus Extender"
call :fixservice usbhub "System Bus Extender"
call :fixservice usbstor "SCSI miniport"
goto :eof

:fixservice
setlocal
set Start=
set Group=
for /f "skip=2 tokens=1,2,*" %%I in ('reg query HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\services\%~1') do (
if "%%I"=="Start" set Start=%%K
if "%%I"=="Group" set Group=%%K
)
if not "%Start%"=="0x0" reg add HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\services\%~1 /v Start /t REG_DWORD /d 0x0 /f
if not "%Group%"=="%~2" reg add HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\services\%~1 /v Group /t REG_SZ /d "%~2" /f
endlocal
goto :eof

   
2. UsbBootWatcher.exe — проверенное временем решение, устанавливается как сервис и вызывается при изменении выбранных нами ключей реестра. Можно взять тут.

Если загрузка системы не происходит

В случае, если мы уже пришли на новое место и там оказалось, что ОС запускаться не хочет, придётся чинить тем, что есть: раздел загрузки Repair, в который Windows скорее всего сам и предложит загрузиться после неудачной попытки (если не предложит — перед загрузкой нажимать F8). Затем открываем «Command Prompt» (в случае неудавшегося автоматического восстановления перед этим нажимаем «View advanced options»).

1. Запускаем редактор реестра командой «regedit». Стоит отметить, что это — реестр системы восстановления.
2. Подключаем нужный реестр (точнее, улей). Нас интересует "[HKLM/SYSTEM/]", он хранится в файле %WINDIR%\System32\Config\System. Для этого наводим фокус на «HKEY_LOCAL_MACHINE», в меню выбираем File -> Load Hive -> нужный файл -> Key name: «nn» (в случае установки на VHD, необходимо его в подключить в консоли).
3. В загруженном улье должно быть несколько ControlSet*, нужный записан в «Select/Current». Переходим в «ControlSet*/services». В разделе чуть выше описано, что и зачем делать. Но стоит отметить, что в случае запуска не с USB, могут заинтересовать ключи вроде «atapi», «pciide», «intelide», «msahci» и аналогичные им.

Загрузка с USB

Т.к. перезапускаться лишний раз всем лень, проверимся мы снова в виртуальной машине. Выключаем её, в настройках удаляем все HDD, запускаемся, перебрасываем USB-HDD в виртуалку и… Понимаем, что наш диск не видно. Но ведь в списке того, что требуется не была упомянута поддержка BIOS'ом загрузки с USB.
Качаем plop boot manager — в архиве есть образы iso и img. Указываем виртуальной машине грузиться с диска plpbt.iso (или plpbt.img для floppy) и уже он передаст управление загрузчику с USB. Всё должно пройти успешно и в итоге запустится Windows 7 и скажет, что найдено новое устройство.

Теперь мы можем перенести внешний диск на любую другую реальную машину и запуститься. Вот и всё. Интересны Ваши предложения по практическому применению.

Краткое резюме

1. запускаем виртуальную машину, подключив usb-hdd и установщик Windows 7;
2. в процессе установки указываем, что хотим установить на VHD (по желанию);
3. меняем приоритет загрузки драйверов;
4. запускаемся с USB, если BIOS не может, то пользуемся plpbt.

Важные замечания/нерешённые проблемы

1. до загрузки ядра возможны проблемы с доступом к диску по адресам выше 137Gb (у меня были) — можно посоветовать лишь перенести раздел в начало диска (собственно, в т.ч. и из-за этого ограничения я и устанавливал на VHD, а не создавал новый раздел);
2. после каждой загрузки Windows сообщает о том, что что-то поменялось и надо переуказать своп — лучше всего указать руками явный размер свопа и назначить его на D: (физический раздел, C: — виртуальный диск), но при запуске на другой машине вопрос снова возникнет, а если там размер памяти другой, то своп будет выбран автоматически;
3. совсем честные хлопцы предлагают вызывать %windir%\system32\sysprep\sysprep.exe перед переносом на другое железо, но я заметил, что это не обязательно и даже вредно (заново предлагают создать пользователя/сбрасываются настройки/требуется лишний перезапуск после поиска драйверов) — лично у меня всё прекрасно работает и при условии обычного выключения и, что характерно, если ранее система запускалась на данном оборудовании, то повторный запуск пройдёт мгновенно, все драйвера подцепятся автоматически и без перезапусков;
4. загрузчик (bootmgr, Boot\) должен находиться именно на физическом диске (делается автоматически), а хотелось бы всё сбросить внутрь VHD и уже из grub передавать ему управление. Вот эти ребята сделали свой grub с модулем vhd, однако я его не осилил (сначала пришлось править Makefile'ы, чтобы vhd.mod таки создался, но после копирования в /boot/grub/, команда «insmod vhd» завершилась ошибкой «incompatible license»; более детальное изучение кода vhd.c показало, что были внесены изменения в код самого grub-1.97, что меня не устроило, ибо в Ubuntu используется grub-1.99).

Использованные источники

• Описание usbbootfix.bat;
• Описание UsbBootWatcher;
• Описание модуля VHD для GRUB;
• Загрузка по USB, если BIOS не позволяет;
• Статья про fsutil.
• Действия при замене материнской платы.

P.S. А цены-то на накопители в последнее время сильно взлетели из-за затопления Тайвани.