Linux 内核镜像与启动组件全解析：从 vmlinux 到 extlinux.conf

🧠 Linux 内核镜像与启动组件全解析：从 vmlinux 到 extlinux.conf

在嵌入式 Linux 系统中，启动流程涉及多个关键文件和机制。不同的镜像格式和配置文件承担着不同的职责，从内核编译到 bootloader 加载，再到系统启动。本文将系统梳理 vmlinux、Image、zImage、uImage、System.map、extlinux.conf 的作用、生成方式及它们之间的关系。

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✅ 一、vmlinux：原始内核文件（调试专用）

📦 是什么？

• vmlinux 是 Linux 内核编译完成后生成的 ELF 格式可执行文件
• 包含完整的符号表、调试信息、段信息
• 不能直接用于启动系统，但是调试内核的关键文件

🔧 用途：

• GDB 调试内核
• crash 工具分析 vmcore
• 提供 System.map 符号表参考

📁 位置：

通常在内核源码根目录下生成：

./vmlinux

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✅ 二、Image：可启动的内核镜像（未压缩）

📦 是什么？

• Image 是从 vmlinux 中提取出的纯内核代码二进制文件
• 去掉了调试信息和符号表
• 可直接被 bootloader（如 U-Boot）加载并启动

🔧 用途：

• 嵌入式设备启动（如 RK3588）
• 配合 extlinux.conf 或 FIT image 使用

📁 位置：

arch/arm64/boot/Image

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✅ 三、zImage：压缩内核镜像（含解压引导）

📦 是什么？

• zImage 是 Image 的压缩版本，附带一个 boot stub（解压引导代码）
• 启动时自动解压并跳转到内核入口

🔧 用途：

• ARM 平台常用，适合空间受限设备
• 可通过 bootz 命令启动（U-Boot）

📁 位置：

arch/arm/boot/zImage

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✅ 四、uImage：U-Boot 专用镜像（加头信息）

📦 是什么？

• uImage 是在 Image 或 zImage 前加上 U-Boot 识别的头部信息
• 包含加载地址、镜像大小、类型等元数据
• 使用 mkimage 工具生成

🔧 用途：

• 老版本 U-Boot 使用 uImage 加载内核
• 新版 U-Boot 已支持直接加载 Image 或 zImage

📁 生成方式：

mkimage -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x00200000 -e 0x00200000 -n "Linux Kernel" -d Image uImage

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✅ 五、System.map：符号表文件（定位地址）

📦 是什么？

• System.map 是编译内核时生成的符号表文件
• 记录了所有函数、变量的地址与名称

🔧 用途：

• 分析内核崩溃日志（定位 PC/LR 地址）
• 查找符号是否存在
• 配合 /proc/kallsyms 做符号对比
• crash 工具分析 vmcore（需配合 vmlinux）

📁 位置：

/boot/System.map-<kernel-version>

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✅ 六、extlinux.conf：启动配置文件（U-Boot 菜单）

📦 是什么？

• extlinux.conf 是 U-Boot 支持的启动配置文件
• 定义启动项、内核路径、设备树路径、initrd 路径、启动参数等

🔧 用途：

• 多启动项管理
• 设置默认启动项、超时、菜单背景
• 配合 Image 使用，简化启动流程

📁 示例配置：

LABEL linux-6.1.118KERNEL /Image-6.1.118FDT /rk3588-firefly.dtbINITRD /initrd-6.1.118APPEND root=/dev/mmcblk0p7 rw console=ttyFIQ0 loglevel=8

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🔗 七、它们之间的关系图解

vmlinux ──▶ System.map│├──(objcopy)──▶ Image ──▶ zImage ──▶ uImage│                      │           ││                      └──▶ extlinux.conf 引用└──▶ GDB / crash 工具调试

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