vmlinux
Questo è il kernel Linux in un formato di file eseguibile collegato staticamente. Generalmente, non devi preoccuparti di questo file, è solo un passaggio intermedio nella procedura di avvio.
Il file vmlinux non elaborato può essere utile per scopi di debug.
vmlinux.bin
Uguale a vmlinux, ma in un formato di file binario raw avviabile. Tutti i simboli e le informazioni di trasferimento vengono eliminati. Generato da vmlinux di objcopy -O binary vmlinux vmlinux.bin .
vmlinuz
Il file vmlinux di solito viene compresso con zlib . Dal 2.6.30 LZMA e bzip2 sono anche disponibili. Aggiungendo ulteriori funzionalità di avvio e decompressione a vmlinuz, l'immagine può essere utilizzata per avviare un sistema con il kernel vmlinux. La compressione di vmlinux può avvenire con zImage o bzImage.
La funzione decompress_kernel() gestisce la decompressione di vmlinuz all'avvio, un messaggio indica quanto segue:
Decompressing Linux... done
Booting the kernel.
zImmagine (make zImage )
Questo è il vecchio formato per kernel piccoli (compresso, sotto i 512 KB). All'avvio, questa immagine viene caricata con poca memoria (i primi 640 KB della RAM).
bzImmagine (make bzImage )
Il grande zImage (questo non ha nulla a che fare con bzip2 ), è stato creato mentre il kernel cresceva e gestisce immagini più grandi (compresse, oltre 512 KB). L'immagine viene caricata in alto nella memoria (sopra 1 MB di RAM). Dato che i kernel odierni superano di gran lunga i 512 KB, questo è di solito il metodo preferito.
Un'ispezione su Ubuntu 10.10 mostra:
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
Esegui una compilazione dettagliata del kernel e cerca i file
Questo approccio può fornire alcune informazioni, non sarà mai obsoleto e ti aiuterà a trovare facilmente quale parte del sistema di compilazione sta facendo cosa.
Una volta che hai una configurazione di compilazione che genera uno dei file, compila con:
make V=1 |& tee f.log
Modifica un commento su un file C per forzare un nuovo collegamento (ad es. init/main.c è buono) se hai già creato in precedenza.
Ora controlla f.log e cerca le immagini di interesse.
Ad esempio, nella v4.19 concluderemo che:
init/main.c
|
| gcc -c
|
v
init/.tmp_main.o
|
| CONFIG_MODVERSIONS stuff
|
v
init/main.o
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| ar T (thin archive)
|
v
init/built-in.a
|
| ar T (thin archive)
|
v
built-in.a
|
| ld
|
v
vmlinux (regular ELF file)
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| objcopy
|
v
arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin
|
| GZIP
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v
arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz
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| .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
Gli archivi sottili sono menzionati su:https://stackoverflow.com/questions/2157629/linking-static-libraries-to-other-static-libraries/27676016#27676016 Sono archivi che puntano semplicemente altri archivi/oggetti invece di copiarli.
Il kernel è passato dal collegamento incrementale agli archivi sottili nella v4.9 come descritto in:https://stackoverflow.com/questions/29391965/what-is-partial-linking-in-gnu-linker/53959624#53959624
Interpretazione completa del log
Quando iniziamo a leggere i log di build dettagliati dal backup, per prima cosa vediamo:
ln -fsn ../../x86/boot/bzImage ./arch/x86_64/boot/bzImage
quindi quei due sono solo un collegamento simbolico.
Quindi cerchiamo un po' più in là x86/boot/bzImage e trova:
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 è un eseguibile, quindi lo eseguiamo, vedi il messaggio di aiuto:
Usage: build setup system zoffset.h image
e grep per trovare la fonte:
arch/x86/boot/tools/build.c
Quindi questo strumento deve generare arch/x86/boot/bzImage da arch/x86/boot/vmlinux.bin e altri file TODO qual è il punto di build esattamente?
Se seguiamo arch/x86/boot/vmlinux.bin vediamo che è solo un objcopy da arch/x86/boot/compressed/vmlinux :
objcopy \
-O binary \
-R .note \
-R .comment \
-S arch/x86/boot/compressed/vmlinux \
arch/x86/boot/vmlinux.bin
e arch/x86/boot/compressed/vmlinux è solo un normale file ELF:
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 dice che piggy.o è di gran lunga il file più grande, quindi lo cerchiamo e deve provenire da:
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_ prefisso spiegato di seguito.
arch/x86/boot/compressed/piggy.S contiene:
.incbin "arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz"
vedi anche:https://stackoverflow.com/questions/4158900/embedding-resources-in-executable-using-gcc/36295692#36295692
arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz viene da:
cat arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin arch/x86/boot/compressed/vmlinux.relocs | \
gzip -n -f -9 > arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin.gz
che deriva da:
objcopy -R .comment -S vmlinux arch/x86/boot/compressed/vmlinux.bin
che deriva da:
LD vmlinux
che fa:
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 è enorme, ma tutti gli oggetti mostrati sono minuscoli secondo ls -l , quindi ho cercato e appreso di un nuovo ar caratteristica che non conoscevo:archivi sottili.
A:
AR built-in.a
la build fa:
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 specifica l'archivio sottile.
Possiamo quindi vedere che anche tutti gli archivi secondari sono sottili, ad esempio, da quando ho modificato init/main.c , abbiamo:
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
che finalmente arriva dal file C attraverso un comando come:
gcc \
-Wp,-MD,init/.main.o.d \
-c \
-o \
init/.tmp_main.o \
/work/linux-kernel-module-cheat/submodules/linux/init/main.c
Non riesco a trovare il init/.tmp_main.o a init/main.o calpestare i registri che è un peccato... con:
git grep '\.tmp_'
vediamo che probabilmente deriva da scripts Makefile.build ed è collegato a CONFIG_MODVERSIONS che avevo abilitato:
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
Analisi eseguita con questa configurazione che contiene CONFIG_KERNEL_GZIP=y .
aarch64 arch/arm64/boot/Image
Solo un objcopy non compresso da vmlinux :
objcopy -O binary -R .note -R .note.gnu.build-id -R .comment -S vmlinux arch/arm64/boot/Image
vmlinux si ottiene praticamente nello stesso modo di x86 attraverso gli archivi sottili.
arch/arm/boot/zImage
Molto simile a X86 con un vmlinux compresso , ma nessun build.c magico fare un passo. Riepilogo della catena di chiamate:
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 può essere avviato da bzImage ma non da vmlinux
Questa è un'altra importante differenza pratica:https://superuser.com/questions/1451568/booting-an-uncompressed-kernel-in-qemu