Linux内核映像vmlinux、Image、zImage、uImage区别

本文介绍几种常用的Linux内核映像的区别。

一、vmlinux

vmlinux：Linux内核编译出来的原始的内核文件，elf格式，未做压缩处理。

该映像可用于定位内核问题，但不能直接引导Linux系统启动。

使用readelf命令查看RockPI 4A单板Linux内核编译的vmlinux，内容如下：

root@ubuntu:/home/run/code/rockchip-bsp/kernel# readelf -h vmlinux
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
  Class:                             ELF64
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              EXEC (Executable file)
  Machine:                           AArch64                           ## 64位系统
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0xffffff8008080000
  Start of program headers:          64 (bytes into file)
  Start of section headers:          264512168 (bytes into file)
  Flags:                             0x0
  Size of this header:               64 (bytes)
  Size of program headers:           56 (bytes)
  Number of program headers:         4
  Size of section headers:           64 (bytes)
  Number of section headers:         36
  Section header string table index: 35

二、Image

Image：Linux内核编译时，使用objcopy处理vmlinux后生成的二进制内核映像。

该映像未压缩，可直接引导Linux系统启动。

RockPI 4A单板Linux内核编译vmlinux和Image过程如下：

root@ubuntu:/home/run/code/rockchip-bsp# ./build/mk-kernel.sh rockpi4a
 Building kernel for rockpi4a board!
4.4.154                                     ## 4.4.154内核
  ...
  LINK    vmlinux
  LD      vmlinux.o
  MODPOST vmlinux.o
  GEN     .version
  CHK     include/generated/compile.h
  UPD     include/generated/compile.h
  CC      init/version.o
  LD      init/built-in.o
  KSYM    .tmp_kallsyms1.o
  KSYM    .tmp_kallsyms2.o
  LD      vmlinux                            
  SORTEX  vmlinux
  SYSMAP  System.map
  OBJCOPY arch/arm64/boot/Image               ## 使用objcopy命令将vmlinux变为Image映像

objcopy命令的用法后续介绍。

三、zImage

zImage：使用gzip压缩Image后，使用objcopy命令生成的Linux内核映像。

该映像一般作为uboot的引导映像文件。uboot引导命令后续介绍。

四、uImage

uImage：在zImage前面增加一个64字节的头，描述映像文件类型，加载位置，大小等信息。

该映像是老版本uboot专用的引导映像。

下图是基于imx6 处理器Linux内核编译出的zImage和uImage的差异，区别如下：

zImage和uImage的差异

imx6单板Linux内核编译zImage和uImage过程如下：

root@ubuntu:/home/run/code/imx6/linux-3.0.35# ./mk_kernel.sh 
arch/arm/configs/imx6_defconfig:1629:warning: override: reassigning to symbol SND_SOC_IMX_WM8962
  ...
  LD      vmlinux                                        ## 1.制作vmlinux
  SYSMAP  System.map
  SYSMAP  .tmp_System.map
  OBJCOPY arch/arm/boot/Image                            ## 2.使用objcopy命令生成Image
  Kernel: arch/arm/boot/Image is ready
  GZIP    arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip            ## 3.压缩
  AS      arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip.o
  SHIPPED arch/arm/boot/compressed/lib1funcs.S
  AS      arch/arm/boot/compressed/lib1funcs.o
  LD      arch/arm/boot/compressed/vmlinux               
  OBJCOPY arch/arm/boot/zImage                           ## 4.使用objcopy命令生成zImage
  Kernel: arch/arm/boot/zImage is ready
  UIMAGE  arch/arm/boot/uImage                           ## 5.使用mkimage命令生成uImage
Image Name:   Linux-3.0.35-2666-gbdde708-g5083
Created:      Sun May  2 08:38:41 2021
Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
Data Size:    3250684 Bytes = 3174.50 kB = 3.10 MB
Load Address: 0x10008000
Entry Point:  0x10008000
  Image arch/arm/boot/uImage is ready

下图展示了不同类型的Linux映像生成过程。

Linux映像生成过程

注：zImage和uImage用于32位内核。