vmlinux,vmlinuz,uImage,zImage,bzImage之间的异 同
在网络中,不少服务器采用的是Linux系统。为了进一步提高服务器的性能,可能需要根据特定的硬件及需求重新编译Linux内 核。编译Linux 内核,需要根据规定的步骤进行,编译内核过程中涉及到几个重要的文件。比如对于RedHat Linux,在/boot目录下有一些与Linux内核有关的文件,进入/boot执行。
编译过RedHat Linux内核的人对其中的System.map、vmlinuz、initrd-2.4.7-10.img印象可能比较深刻,因为编译内核过程中涉及到 这些文件的建立等操作。那么这几个文件是怎么产生的?又有什么作用呢?本文对此做些介绍。
一、vmlinuz
vmlinuz是可 引导的、压缩的内核。“vm”代表“Virtual Memory”。Linux 支持虚拟内存,不像老的操作系统比如DOS有640KB内存的限制。Linux能够使用硬盘空间作为虚拟内存,因此得名“vm”。vmlinuz是可执行 的Linux内核,它位于/boot/vmlinuz,它一般是一个软链接,比如图中是vmlinuz-2.4.7-10的软链接。
vmlinuz的建立有两种方式。一是编译内核时通过“make zImage”创建,手动拷贝到/boot目录下面。zImage适用于小内核的情况,它的存在是为了向后的兼容性。
二是内核编译时通过命令 make bzImage创建,然后手动拷贝至/boot目录下。bzImage是压缩的内核映像,需要注意,bzImage不是用bzip2压缩 的,bzImage中的bz容易引起误解,bz表示“big zImage”。 bzImage中的b是“big”意思。 zImage(vmlinuz)和bzImage(vmlinuz)都是用gzip压缩的。它们不仅是一个压缩文件,而且在这两个文件的开头部分内嵌有 gzip解压缩代码。所以你不能用gunzip 或 gzip –dc解包vmlinuz。
内核文件中包含一个微型的gzip用于解压缩内 核并引导它。两者的不同之处在于,老的zImage解压缩内核到低端内存(第一个 640K),bzImage解压缩内核到高端内存(1M以上)。如果内核比较小,那么可以采用zImage或bzImage之一,两种方式引导的系统运行 时是相同的。大的内核采用bzImage,不能采用zImage。vmlinux是未压缩的内核,vmlinuz是vmlinux的压缩文件。
二、initrd-x.x.x.img
initrd是“initial ramdisk”的简写。initrd一般被用来临时的引导硬件到实际内核vmlinuz能够接管并继续引导的状态。图中的initrd- 2.4.7-10.img主要是用于加载ext3等文件系统及scsi设备的驱动。
比如,使用的是scsi硬盘,而内核vmlinuz中并没 有这个scsi硬件的驱动,那么在装入scsi模块之前,内核不能加载根文件系统,但 scsi模块存储在根文件系统的/lib/modules下。为了解决这个问题,可以引导一个能够读实际内核的initrd内核并用initrd修正 scsi引导问题。initrd-2.4.7-10.img是用gzip压缩的文件,initrd实现加载一些模块和安装文件系统等功能。
initrd映象文件是使用mkinitrd创建的。mkinitrd实用程序能够创建initrd映象文件。这个命令是RedHat专有的(这也是为什 么,在Linux内核包里/Documentation/Changes里面没有提到要将mkinitrd升级)。其它Linux发行版或许有相应的命 令。这是个很方便的实用程序。具体情况请看帮助:man mkinitrd下面的命令创建initrd映象文件。
三、uImage文件
vmlinux是内核文件,zImage是一般情况下默认的压缩内核映像文件,压缩vmlinux,加上一段解压启动代码得到。而uImage则是使用 工具mkimage对普通的压缩内核映像文件(zImage)加工而得。它是uboot专用的映像文件,它是在zImage之前加上一个长度为64字节的 “头”,说明这个内核的版本、加载位置、生成时间、大小等信息;其0x40之后与zImage没区别。
其实就是一个自动跟手动的区别,有了 uImage头部的描述,u-boot就知道对应Image的信息,如果没有头部则需要自己手动去搞那些参数。
如何生成uImage文件?首先在 uboot的/tools目录下寻找mkimage文件,把其copy到系统/usr/local/bin目录下,这样就完成制作工具。然后在内核目录下 运行make uImage,如果成功,便可以在arch/arm/boot/目录下发现uImage文件,其大小比 zImage多64个字节。
此外,平时调试用uImage,不用去管调整了哪些东西;zImage则是一切OK后直接烧 0X0。开机就运行。
在make install发生的事
在make install后, 会有三个文件被放到/boot下:
1. vmlinuz-2.6.x.y.z
2. System.map
3. config
4. 为什么我的 gentoo没有initrd.img的??
在/usr/src/linux下还有一个vmlinux的方件.
那么/boot下的vmlinux是哪个呢? 如下:
jessinio@niolaptop /usr/src/linux $ diff /usr/src/linux/arch/x86/boot/bzImage /usr/src/linux/vmlinux
Files /usr/src/linux/arch/x86/boot/bzImage and /usr/src/linux/vmlinux differ
jessinio@niolaptop /usr/src/linux $ diff /usr/src/linux/arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz
可以看出/boot下的vmlinux是/usr/src/linux/arch/x86/boot/bzImage
随便提一下make内核时的过程:
就常使用的make也过程:
cd /usr/src/linux
make menuconfig
make
make modules_install
make install
注意到上面的一个make是不参数的, 这种情况实际如下:
Execute "make" or "make all" to build all targets marked with [*]
带"*" 号等于如下:
make vlinux modules bzImage
zImage / vmlinux / Image生成的流程图
SRC_TREE :=./
HEADER_PATH :=arch/arm/boot/compressed
BOOT_PATH :=arch/arm/boot/
KERNEL_PATH :=arch/arm/kernel
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1 SRC_TREE 目录下的vmlinux经过objcoy后生成二进制文件Image,Image在经过gzip压缩后生成piggy.o
piggy.o是真正的内核镜像文件
2 HEADER_PATH/head.o ,head-xscal.o ,misc.o 的作用就是把piggy.o解压到指定的位置,然后执行piggy.o解压后的代码
HEADER_PATH/zImage
^
|[objcopy]
|
HEADER_PATH/vmlinux
^
|[ld]
|
+-<--HEADER_PATH/head.o
|
+-<--HEADER_PATH/head-xscal.o
|
+-<--HEADER_PATH/misc.o
|
+-<--HEADER_PATH/piggy.o <-- HEADER_PATH/piggy.gz <--[gzip]-- BOOT_PATH/Image <--[objcopy]--SRC_TREE/vmlinux
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
SRC_TREE目录下的vmlinux是由一下三部分组成的:
$(vmlinux-init)
$(vmlinux-main)
kallsyms.o
vmlinux
^
|
+-<--$(vmlinux-init)
| ^
| |
| +--<--KERNEL_PATH/head.S
| |
| +--<--KERNEL_PATH/init_task.o
| |
| +--<--SRC_TREE/init/build-in.o
|
+--< $(vmlinux-main)
| ^
| |$(cory-y)
| +--<--SRC_TREE/driver/built-in.o
| |
| +--<--SRC_TREE/mm/built-in.o
| |
| +--<--SRC_TREE/usr/built-in.o
| |
| +--<--SRC_TREE/kernel/built-in.o
| |
| +--<--SRC_TREE/mm/built-in.o
| |
| +--<--SRC_TREE/fs/built-in.o
| |
| +--<--SRC_TREE/ipc/built-in.o
| |
| +--<--SRC_TREE/securiy/built-in.o
| |
| +--<--SRC_TREE/crypto/built-in.o
| |
| +--<--SRC_TREE/block/built-in.o
| |
| +--<--arch/arm/kernel/built-in.o
| |
| +--<--arch/arm/mm/built-in.o
| |
| +--<--arch/arm/common/built-in.o
| |
| +--<--arch/arm/mach-pxa/built-in.o
| |
| +--<--arch/arm/nwfpe/buit-in.o
| |
| |$(lib-y)
| +--<--SRC_TREE/lib/built-in.o
| |
| +--<--arch/arm/lib/built-in.o
| |
| |$(drivers-y)
| +--<--SRC_TREE/drivers/buit-in.o
| |
| +--<--SRC_TREE/sound/buit-in.o
| |
| |$(net-y)
| +--<--SRC_TREE/net/buit-in.o
|
+--< kallsyms.o