以下内核 Makefile 术语有什么区别：vmLinux、vmlinuz、vmlinux.bin、zimage 和 bzimage？

Question

在浏览内核 Makefile 时，我发现了这些术语。所以我想知道vmlinux, vmlinuz, vmlinux.bin, zimage&之间有什么区别bzimage？

Answer 1

虚拟机

这是静态链接的可执行文件格式的 Linux 内核。通常，您不必担心此文件，它只是启动过程中的一个中间步骤。

原始 vmlinux 文件可用于调试目的。

vmlinux.bin

与 vmlinux 相同，但采用可引导的原始二进制文件格式。丢弃所有符号和重定位信息。vmlinux由生成objcopy -O binary vmlinux vmlinux.bin。

vmlinuz

vmlinux 文件通常使用zlib. 自 2.6.30LZMA和bzip2也可用。通过向 vmlinuz 添加进一步的引导和解压缩功能，该映像可用于引导具有 vmlinux 内核的系统。vmlinux 的压缩可以与 zImage 或 bzImage 一起发生。

该函数decompress_kernel()在启动时处理 vmlinuz 的解压，一条消息表明了这一点：

Decompressing Linux... done
Booting the kernel.

zImage ( make zImage)

这是小内核的旧格式（压缩，低于 512KB）。启动时，此映像加载到内存中（RAM 的前 640KB）中。

bzImage ( make bzImage)

大 zImage（这与 无关bzip2）是在内核增长并处理更大图像（压缩，超过 512KB）时创建的。图像被加载到内存中（超过 1MB RAM）。由于今天的内核超过 512KB，这通常是首选方式。

对 Ubuntu 10.10 的检查显示：

ls -lh /boot/vmlinuz-$(uname -r)
-rw-r--r-- 1 root root 4.1M 2010-11-24 12:21 /boot/vmlinuz-2.6.35-23-generic

file /boot/vmlinuz-$(uname -r)
/boot/vmlinuz-2.6.35-23-generic: Linux kernel x86 boot executable bzImage, version 2.6.35-23-generic (buildd@rosea, RO-rootFS, root_dev 0x6801, swap_dev 0x4, Normal VGA

Answer 2

进行详细的内核构建并搜索文件

这种方法可以提供一些洞察力，永远不会过时，并将帮助您轻松找到构建系统的哪个部分在做什么。

一旦您拥有生成其中一个文件的构建配置，请使用以下命令进行构建：

make V=1 |& tee f.log

init/main.c如果您之前已经构建过，请修改对某个 C 文件的注释以强制重新链接（例如，这是一个很好的链接）。

现在，检查f.log并搜索感兴趣的图像。

例如，在 v4.19 上，我们将得出以下结论：

init/main.c
|
| gcc -c
|
v
init/.tmp_main.o
|
| CONFIG_MODVERSIONS stuff
|
v
init/main.o
|
| ar T (thin archive)
|
v
init/built-in.a
|
| ar T (thin archive)
|
v
built-in.a
|
| ld
|
v
vmlinux (regular ELF file)
|
| objcopy
|
v
arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin
|
| GZIP
|
v

arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz
|
| .incbin
|
v
arch/x86/boot/compressed/piggy.S
|
| gcc -c
|
v
arch/x86/boot/compressed/piggy.o
|
| ld
|
v
arch/x86/boot/compressed/vmlinux (regular ELF file with gzipped code)
|
| objcopy
|
v
arch/x86/boot/vmlinux.bin
|
| arch/x86/boot/tools/build.c
|
v
arch/x86/boot/bzImage

瘦档案在：https : //stackoverflow.com/questions/2157629/linking-static-libraries-to-other-static-libraries/27676016#27676016它们是仅指向其他档案/对象而不是复制它们的档案。

内核从 v4.9 中的增量链接转移到精简档案，如以下所述：https ://stackoverflow.com/questions/29391965/what-is-partial-linking-in-gnu-linker/53959624#53959624

完整的日志解释

当我们开始从备份中读取详细的构建日志时，首先我们看到：

ln -fsn ../../x86/boot/bzImage ./arch/x86_64/boot/bzImage

所以这两个只是符号链接。

然后我们进一步搜索x86/boot/bzImage并找到：

arch/x86/boot/tools/build \
arch/x86/boot/setup.bin \
arch/x86/boot/vmlinux.bin \
arch/x86/boot/zoffset.h \
arch/x86/boot/bzImage

arch/x86/boot/tools/build 是一个可执行文件，所以我们运行它，查看帮助信息：

Usage: build setup system zoffset.h image

和 grep 找到源：

arch/x86/boot/tools/build.c

所以这个工具必须arch/x86/boot/bzImage从arch/x86/boot/vmlinux.bin其他文件生成TODO 到底有什么意义build？

如果我们遵循，arch/x86/boot/vmlinux.bin我们会看到它只是一个objcopyfrom arch/x86/boot/compressed/vmlinux：

objcopy \
-O binary \
-R .note \
-R .comment \
-S arch/x86/boot/compressed/vmlinux \
arch/x86/boot/vmlinux.bin

并且arch/x86/boot/compressed/vmlinux只是一个普通的 ELF 文件：

ld \
-m elf_x86_64 \
-z noreloc-overflow \
-pie \
--no-dynamic-linker \
-T arch/x86/boot/compressed/vmlinux.lds \
arch/x86/boot/compressed/head_64.o \
arch/x86/boot/compressed/misc.o \
arch/x86/boot/compressed/string.o \
arch/x86/boot/compressed/cmdline.o \
arch/x86/boot/compressed/error.o \
arch/x86/boot/compressed/piggy.o \
arch/x86/boot/compressed/cpuflags.o \
arch/x86/boot/compressed/early_serial_console.o \
arch/x86/boot/compressed/kaslr.o \
arch/x86/boot/compressed/kaslr_64.o \
arch/x86/boot/compressed/mem_encrypt.o \
arch/x86/boot/compressed/pgtable_64.o \
-o arch/x86/boot/compressed/vmlinux

ls -hlSr说这piggy.o是迄今为止最大的文件，所以我们搜索它，它必须来自：

gcc \
-Wp,-MD,arch/x86/boot/compressed/.piggy.o.d \
-nostdinc \
-Ilinux/arch/x86/include \
-I./arch/x86/include/generated \
-Ilinux/include \
-I./include \
-Ilinux/arch/x86/include/uapi \
-I./arch/x86/include/generated/uapi \
-Ilinux/include/uapi \
-I./include/generated/uapi \
-include linux/include/linux/kconfig.h \
-D__KERNEL__ \
-m64 \
-O2 \
-fno-strict-aliasing \
-fPIE \
-DDISABLE_BRANCH_PROFILING \
-mcmodel=small \
-mno-mmx \
-mno-sse \
-ffreestanding \
-fno-stack-protector \
-Wno-pointer-sign \
-D__ASSEMBLY__ \
-c \
-o arch/x86/boot/compressed/.tmp_piggy.o \
arch/x86/boot/compressed/piggy.S

.tmp_ 前缀解释如下。

arch/x86/boot/compressed/piggy.S 包含：

.incbin "arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz"

另见：https : //stackoverflow.com/questions/4158900/embedding-resources-in-executable-using-gcc/36295692#36295692

arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz 来自：

cat arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin arch/x86/boot/compressed/vmlinux.relocs | \
gzip -n -f -9 > arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz

来自：

objcopy  -R .comment -S vmlinux arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin

来自：

LD      vmlinux

这样做：

ld \
-m elf_x86_64 \
-z max-page-size=0x200000 \
--emit-relocs \
--build-id \
-o vmlinux \
-T ./arch/x86/kernel/vmlinux.lds \
--whole-archive \
built-in.a \
--no-whole-archive \
--start-group \
lib/lib.a \
arch/x86/lib/lib.a \
--end-group \
.tmp_kallsyms2.o

vmlinux是巨大的，但根据 ，所有显示的对象都很小ls -l，所以我研究并了解了一个ar我不知道的新功能：瘦档案。

在：

AR      built-in.a

构建执行：

ar \
rcsTPD \
built-in.a \
arch/x86/kernel/head_64.o \
arch/x86/kernel/head64.o \
arch/x86/kernel/ebda.o \
arch/x86/kernel/platform-quirks.o \
init/built-in.a \
usr/built-in.a \
arch/x86/built-in.a \
kernel/built-in.a \
certs/built-in.a \
mm/built-in.a \
fs/built-in.a \
ipc/built-in.a \
security/built-in.a \
crypto/built-in.a \
block/built-in.a \
lib/built-in.a \
arch/x86/lib/built-in.a \
drivers/built-in.a \
sound/built-in.a \
firmware/built-in.a \
arch/x86/pci/built-in.a \
arch/x86/power/built-in.a \
arch/x86/video/built-in.a \
net/built-in.a \
virt/built-in.a

T 指定精简存档。

然后我们可以看到所有子档案也很薄，例如，因为我修改了init/main.c，我们有：

ar \
rcSTPD \
init/built-in.a \
init/main.o \
init/version.o \
init/do_mounts.o \
init/do_mounts_initrd.o \
init/initramfs.o \
init/calibrate.o \
init/init_task.o

它最终通过以下命令来自 C 文件：

gcc \
-Wp,-MD,init/.main.o.d \
-c \
-o \
init/.tmp_main.o \
/work/linux-kernel-module-cheat/submodules/linux/init/main.c

我找不到init/.tmp_main.o要init/main.o踩这是一种耻辱......与日志：

git grep '\.tmp_'

我们看到这可能来自scripts Makefile.build并链接到CONFIG_MODVERSIONS我启用的：

ifndef CONFIG_MODVERSIONS
cmd_cc_o_c = $(CC) $(c_flags) -c -o $@ $<

else
# When module versioning is enabled the following steps are executed:
# o compile a .tmp_<file>.o from <file>.c
# o if .tmp_<file>.o doesn't contain a __ksymtab version, i.e. does
#   not export symbols, we just rename .tmp_<file>.o to <file>.o and
#   are done.
# o otherwise, we calculate symbol versions using the good old
#   genksyms on the preprocessed source and postprocess them in a way
#   that they are usable as a linker script
# o generate <file>.o from .tmp_<file>.o using the linker to
#   replace the unresolved symbols __crc_exported_symbol with
#   the actual value of the checksum generated by genksyms

cmd_cc_o_c = $(CC) $(c_flags) -c -o $(@D)/.tmp_$(@F) $<

cmd_modversions_c =                             \
    if $(OBJDUMP) -h $(@D)/.tmp_$(@F) | grep -q __ksymtab; then     \
        $(call cmd_gensymtypes_c,$(KBUILD_SYMTYPES),$(@:.o=.symtypes))  \
            > $(@D)/.tmp_$(@F:.o=.ver);                 \
                                        \
        $(LD) $(KBUILD_LDFLAGS) -r -o $@ $(@D)/.tmp_$(@F)       \
            -T $(@D)/.tmp_$(@F:.o=.ver);                \
        rm -f $(@D)/.tmp_$(@F) $(@D)/.tmp_$(@F:.o=.ver);        \
    else                                    \
        mv -f $(@D)/.tmp_$(@F) $@;                  \
    fi;
endif

使用此配置完成的分析包含CONFIG_KERNEL_GZIP=y.

aarch64 arch/arm64/boot/Image

只是一个未压缩objcopy的vmlinux：

objcopy  -O binary -R .note -R .note.gnu.build-id -R .comment -S vmlinux arch/arm64/boot/Image

vmlinux 通过瘦档案以与 x86 基本完全相同的方式获得。

arch/arm/boot/zImage

与 X86 非常相似，带有拉链vmlinux，但没有魔术build.c步骤。调用链总结：

objcopy -O binary -R .comment -S  arch/arm/boot/compressed/vmlinux arch/arm/boot/zImage

ld \
-EL \
--defsym _kernel_bss_size=469592 \
-p \
--no-undefined \
-X \
-T arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds \
arch/arm/boot/compressed/head.o \
arch/arm/boot/compressed/piggy.o \
arch/arm/boot/compressed/misc.o \
arch/arm/boot/compressed/decompress.o \
arch/arm/boot/compressed/string.o \
arch/arm/boot/compressed/hyp-stub.o \
arch/arm/boot/compressed/lib1funcs.o \
arch/arm/boot/compressed/ashldi3.o \
arch/arm/boot/compressed/bswapsdi2.o \
-o arch/arm/boot/compressed/vmlinux

gcc \
-c \
-o arch/arm/boot/compressed/piggy.o \
linux/arch/arm/boot/compressed/piggy.S

.incbin "arch/arm/boot/compressed/piggy_data"

cat arch/arm/boot/compressed/../Image | gzip -n -f -9 > arch/arm/boot/compressed/piggy_data

objcopy -O binary -R .comment -S  vmlinux arch/arm/boot/Image

QEMU v4.0.0 可以从 bzImage 启动，但不能从 vmlinux 启动

这是另一个重要的实际区别：https : //superuser.com/questions/1451568/booting-an-uncompressed-kernel-in-qemu