次のカーネル Makefile 用語の違いは何ですか:vmLinux、vmlinuz、vmlinux.bin、zimage &bzimage?

vmlinux

これは、静的にリンクされた実行可能ファイル形式の Linux カーネルです。通常、このファイルについて心配する必要はありません。これは、ブート手順の中間ステップにすぎません。

生の vmlinux ファイルは、デバッグ目的で役立つ場合があります。

vmlinux.bin

vmlinux と同じですが、起動可能な raw バイナリ ファイル形式です。すべてのシンボルと再配置情報は破棄されます。 vmlinux から生成 objcopy -O binary vmlinux vmlinux.binまで .

vmlinuz

通常、vmlinux ファイルは zlib で圧縮されます。 . 2.6.30 以降 LZMA と bzip2 も利用できます。 vmlinuz にさらにブートおよび圧縮解除機能を追加することにより、イメージを使用して vmlinux カーネルでシステムをブートできます。 vmlinux の圧縮は、zImage または bzImage で行うことができます。

関数 decompress_kernel() 起動時に vmlinuz の解凍を処理すると、次のメッセージが表示されます:

Decompressing Linux... done
Booting the kernel.

zImage (make zImage )

これは、小さなカーネル (圧縮、512KB 未満) の古い形式です。起動時に、このイメージはメモリの低い部分 (RAM の最初の 640KB) に読み込まれます。

bzImage (make bzImage )

大きな zImage (これは bzip2 とは関係ありません ）、カーネルが成長し、より大きな画像（圧縮、512KB以上）を処理する間に作成されました。画像はメモリの高い場所 (1MB 以上の RAM) にロードされます。現在のカーネルは 512KB をはるかに超えているため、通常はこれが推奨される方法です。

Ubuntu 10.10 の調査では、次のことが示されています。

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 ([email protected], RO-rootFS, root_dev 0x6801, swap_dev 0x4, Normal VGA

詳細なカーネル ビルドを実行し、ファイルを検索します

このアプローチにより、ある程度の洞察が得られ、時代遅れになることがなく、ビルド システムのどの部分が何を行っているかを簡単に見つけることができます。

ファイルの 1 つを生成するビルド構成を作成したら、以下を使用してビルドします。

make V=1 |& tee f.log

一部の C ファイルのコメントを変更して、再リンクを強制します (例:init/main.c 以前にビルドしたことがある場合)。

次に、f.log を調べます 興味のある画像を検索してください。

たとえば、v4.19 では次のように結論付けます:

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

シン アーカイブは、https://stackoverflow.com/questions/2157629/linking-static-libraries-to-other-static-libraries/27676016#27676016 で言及されています。これらは、他のアーカイブやオブジェクトをコピーするのではなく、それらを指すだけのアーカイブです。

https://stackoverflow.com/questions/29391965/what-is-partial-linking-in-gnu-linker/53959624#53959624

で説明されているように、カーネルは v4.9 でインクリメンタル リンクからシン アーカイブに移動しました。

完全なログ解釈

バックアップから詳細なビルド ログを読み始めると、最初に以下が表示されます。

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

したがって、これら 2 つはシンボリック リンクされているだけです。

次に、x86/boot/bzImage をもう少し検索します。 そして見つける：

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 は実行可能ファイルなので実行します。ヘルプ メッセージを参照してください:

Usage: build setup system zoffset.h image

そして grep してソースを見つけます:

arch/x86/boot/tools/build.c

したがって、このツールは arch/x86/boot/bzImage を生成しているに違いありません arch/x86/boot/vmlinux.bin から およびその他のファイル TODO build のポイントは何ですか

arch/x86/boot/vmlinux.binに従えば objcopy だけであることがわかります arch/x86/boot/compressed/vmlinux から :

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

と arch/x86/boot/compressed/vmlinux 通常の ELF ファイルです:

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 piggy.o と言う は群を抜いて最大のファイルであるため、検索すると、次の場所から取得する必要があります:

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_ 以下で説明する接頭辞。

arch/x86/boot/compressed/piggy.S 含む:

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

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

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

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

由来：

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

由来：

LD      vmlinux

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 は巨大ですが、ls -l によると、表示されているすべてのオブジェクトは小さいです 、だから私は新しい ar について調べて学びました 私が知らなかった機能:シン アーカイブ。

で:

AR      built-in.a

ビルドは:

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 シン アーカイブを指定します。

init/main.c を変更したため、すべてのサブアーカイブも薄いことがわかります。 、私たちは持っています:

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

これは最終的に次のようなコマンドを介して C ファイルから取得されます:

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

init/.tmp_main.o が見つかりません init/main.o へ 残念ながら丸太を踏む...

git grep '\.tmp_'

scripts Makefile.build に由来する可能性が高いことがわかります CONFIG_MODVERSIONS にリンクされています 私が有効にしたもの:

ifndef CONFIG_MODVERSIONS
cmd_cc_o_c = $(CC) $(c_flags) -c -o [email protected] $<

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 [email protected] $(@D)/.tmp_$(@F)       \
            -T $(@D)/.tmp_$(@F:.o=.ver);                \
        rm -f $(@D)/.tmp_$(@F) $(@D)/.tmp_$(@F:.o=.ver);        \
    else                                    \
        mv -f $(@D)/.tmp_$(@F) [email protected];                  \
    fi;
endif

CONFIG_KERNEL_GZIP=y を含むこの構成で行われた分析 .

aarch64 arch/arm64/boot/Image

圧縮されていない objcopy だけ vmlinux から :

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

vmlinux 基本的に x86 の場合とまったく同じ方法で、シン アーカイブから取得されます。

arch/arm/boot/zImage

vmlinux を圧縮した X86 と非常によく似ています。 、しかし魔法はありません build.c ステップ。呼び出しチェーンの概要:

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 は bzImage から起動できますが、vmlinux からは起動できません

これは、もう 1 つの重要な実用上の違いです:https://superuser.com/questions/1451568/booting-an-uncompressed-kernel-in-qemu