🧠 Linux 內核鏡像與啟動組件全解析：從 vmlinux 到 extlinux.conf

在嵌入式 Linux 系統中，啟動流程涉及多個關鍵文件和機制。不同的鏡像格式和配置文件承擔著不同的職責，從內核編譯到 bootloader 加載，再到系統啟動。本文將系統梳理 vmlinux、Image、zImage、uImage、System.map、extlinux.conf 的作用、生成方式及它們之間的關系。

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? 一、vmlinux：原始內核文件（調試專用）

📦 是什么？

• vmlinux 是 Linux 內核編譯完成后生成的 ELF 格式可執行文件
• 包含完整的符號表、調試信息、段信息
• 不能直接用于啟動系統，但是調試內核的關鍵文件

🔧 用途：

• GDB 調試內核
• crash 工具分析 vmcore
• 提供 System.map 符號表參考

📁 位置：

通常在內核源碼根目錄下生成：

./vmlinux

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? 二、Image：可啟動的內核鏡像（未壓縮）

📦 是什么？

• Image 是從 vmlinux 中提取出的純內核代碼二進制文件
• 去掉了調試信息和符號表
• 可直接被 bootloader（如 U-Boot）加載并啟動

🔧 用途：

• 嵌入式設備啟動（如 RK3588）
• 配合 extlinux.conf 或 FIT image 使用

📁 位置：

arch/arm64/boot/Image

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? 三、zImage：壓縮內核鏡像（含解壓引導）

📦 是什么？

• zImage 是 Image 的壓縮版本，附帶一個 boot stub（解壓引導代碼）
• 啟動時自動解壓并跳轉到內核入口

🔧 用途：

• ARM 平臺常用，適合空間受限設備
• 可通過 bootz 命令啟動（U-Boot）

📁 位置：

arch/arm/boot/zImage

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? 四、uImage：U-Boot 專用鏡像（加頭信息）

📦 是什么？

• uImage 是在 Image 或 zImage 前加上 U-Boot 識別的頭部信息
• 包含加載地址、鏡像大小、類型等元數據
• 使用 mkimage 工具生成

🔧 用途：

• 老版本 U-Boot 使用 uImage 加載內核
• 新版 U-Boot 已支持直接加載 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：符號表文件（定位地址）

📦 是什么？

• System.map 是編譯內核時生成的符號表文件
• 記錄了所有函數、變量的地址與名稱

🔧 用途：

• 分析內核崩潰日志（定位 PC/LR 地址）
• 查找符號是否存在
• 配合 /proc/kallsyms 做符號對比
• crash 工具分析 vmcore（需配合 vmlinux）

📁 位置：

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

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? 六、extlinux.conf：啟動配置文件（U-Boot 菜單）

📦 是什么？

• extlinux.conf 是 U-Boot 支持的啟動配置文件
• 定義啟動項、內核路徑、設備樹路徑、initrd 路徑、啟動參數等

🔧 用途：

• 多啟動項管理
• 設置默認啟動項、超時、菜單背景
• 配合 Image 使用，簡化啟動流程

📁 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、它們之間的關系圖解

vmlinux ──? System.map│├──(objcopy)──? Image ──? zImage ──? uImage│                      │           ││                      └──? extlinux.conf 引用└──? GDB / crash 工具調試

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