• zImage和uImage的区别


    一、vmlinuz

    vmlinuz是可引导的、压缩的内核。“vm”代表“Virtual Memory”。Linux 支持虚拟内存,不像老的操作系统比如DOS有640KB内存的限制。Linux能够使用硬盘空间作为虚拟内存,因此得名“vm”。

    vmlinuz的建立有两种方式。一是编译内核时通过“make zImage”创建,然后通过:“cp /usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/zImage/boot/vmlinuz”产生。zImage适用于小内核的情况,它的存在是为了向后的兼容性。

    二是内核编译时通过命令make bzImage创建,然后通过:“cp/usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/bzImage /boot/vmlinuz”产生。bzImage是压缩的内核映像,需要注意,bzImage不是用bzip2压缩的,bzImage中的bz容易引起误解,bz表示“big zImage”。 bzImage中的b是“big”意思。 zImage(vmlinuz)和bzImage(vmlinuz)都是用gzip压缩的。它们不仅是一个压缩文件,而且在这两个文件的开头部分内嵌有 gzip解压缩代码。所以你不能用gunzip 或 gzip –dc解包vmlinuz。

    二、initrd-x.x.x.img

    initrd是“initial ramdisk”的简写。initrd一般被用来临时的引导硬件到实际内核vmlinuz能够接管并继续引导的状态。

    initrd映象文件是使用mkinitrd创建的。mkinitrd实用程序能够创建initrd映象文件。这个命令是RedHat专有的。其它Linux发行版或许有相应的命令。这是个很方便的实用程序。具体情况请看帮助:man mkinitrd下面的命令创建initrd映象文件。

     

    最后生成的内核镜象有两种zImage以及uImage。其中zImage下载到目标板中后,可以直接用uboot的命令go来进行直接跳转。这时候内核直接解压启动。但是无法挂载文件系统,因为go命令没有将内核需要的相关的启动参数传递给内核。传递启动参数我们必须使用命令bootm来进行跳转。Bootm命令跳转只处理uImage的镜象。

    uboot源代码的tools/目录下有mkimage工具,这个工具可以用来制作不压缩或者压缩的多种可启动映象文件。

    mkimage在制作映象文件的时候,是在原来的可执行映象文件的前面加上一个0x40字节的头,记录参数所指定的信息,这样uboot才能识别这个映象是针对哪个CPU体系结构的,哪个OS的,哪种类型,加载内存中的哪个位置, 入口点在内存的那个位置以及映象名是什么

    用法如下:

    ./mkimage -A arch -O os -T type -C comp -a addr -e ep -n name -d data_file[:data_file...] image

    -A ==> set architecture to 'arch'

    -O ==> set operating system to 'os'

    -T ==> set image type to 'type'

    -C ==> set compression type 'comp'

    -a ==> set load address to 'addr' (hex)

    -e ==> set entry point to 'ep' (hex)

    -n ==> set image name to 'name'

    -d ==> use image data from 'datafile'

    -x ==> set XIP (execute in place)

    参数说明:

     

    -A 指定CPU的体系结构:

     

    取值 表示的体系结构

    alpha Alpha

    arm A RM

    x86 Intel x86

    ia64 IA64

    mips MIPS

    mips64 MIPS 64 Bit

    ppc PowerPC

    s390 IBM S390

    sh SuperH

    sparc SPARC

    sparc64 SPARC 64 Bit

    m68k MC68000

     

    -O 指定操作系统类型,可以取以下值:

    openbsd、netbsd、freebsd、4_4bsd、linux、svr4、esix、solaris、irix、sco、dell、ncr、lynxos、vxworks、psos、qnx、u-boot、rtems、artos

     

    -T 指定映象类型,可以取以下值:

    standalone、kernel、ramdisk、multi、firmware、script、filesystem

     

    -C 指定映象压缩方式,可以取以下值:

    none 不压缩

    gzip 用gzip的压缩方式

    bzip2 用bzip2的压缩方式

     

    -a 指定映象在内存中的加载地址,映象下载到内存中时,要按照用mkimage制作映象时,这个参数所指定的地址值来下载

     

    -e 指定映象运行的入口点地址,这个地址就是-a参数指定的值加上0x40(因为前面有个mkimage添加的0x40个字节的头)

     

    -n 指定映象名

     

    -d 指定制作映象的源文件

    我在编译时用到的命令如下:

    # make zImage      //生成zImage镜象

    #/usr/local/arm/k9uboot/tools/mkimage -n 'Linux 2.4.27' -A arm -O linux -T

    kernel -C none -a 0x20007fc0 -e 0x20008000 -d zImage uImage

     

    内核镜象已经准备好了,这个时候我们就要来准备文件系统了。由于时间缘故,本人暂时采用的是其他人已经好的文件系统k9.img.gz。这个时候我们要做的是,自己写一个简单hello.c的程序,编译通过后加入到该文件系统中,然后下载到目标板中运行。

    先编写hello.c;

    编译:

    #/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc  –o start-hello hello.c

    编译后生成可执行文件start-hello

    下面我们就必须把该执行文件加入到文件系统中去,步骤如下:

    #gunzip  k9.img.gz                     //解压缩

    #mount –o loop k9.img  /mnt/new_disk    //挂载

    #cp start-hello  /mnt/new_disk           //将文件拷贝到文件系统中

    #cd  /mnt/new_disk

    #umount /mnt/new_disk                 //卸载

    #gzip –c –v9 k9.img > k9.img.gz          //压缩 生成最终的文件系统

     

    下面我们就要下载内核以及准备好文件系统了,这边先说明我的内存分配情况如下:

    Flash:

    0x10000000 ――― 0x10020000     boot

    0x10020000 ――― 0x10040000     uboot

    0x10040000 ――― 0x10060000     uboot env

    0x10060000 ――― 0x10200000     kernel

    0x10200000 ――― 0x11000000     ramdisk

     

    Sdram:

    0x20007fc0 ――― 0x20a00000     kernel

    0x20a00000 ―――                ramdisk

     

    Loadb  通过串口下载数据到ram中

    cp.b    拷贝ram中的数据到flash中。

     

    将kernel以及文件系统ramdisk下载完毕之后,我们还需要设置uboot的环境变量,这样uboot才能够在上电启动的时候启动内核等操作。环境变量设置如下:

    Set cpfltoram cp.b 10200000 20a00000 18ffff            //拷贝文件系统到ram中

    Set boot bootm 20007fc0                            //启动kernel

    Set bootcmd run cpfltoker\;run cpfltoram\;run boot       //uboot复位的执行指令

     

    Set cpfltoker cp.b 10060000 20007fc0 f4fff             //拷贝内核到ram中

    Set bootargs root=/dev/ram rw initrd=0x20a00000,4M init=/linuxrc console=ttyS0,11520

    0,mem=32m    //uboot传递给内核的启动参数

     
    对于Linux内核,编译可以生成不同格式的映像文件,例如:
    # make zImage
    # make uImage

        zImage是ARM Linux常用的一种压缩映像文件,uImage是U-boot专用的映像文件,它是在zImage之前加上一个长度为0x40的“头”,说明这个映像文件的类型、加载位置、生成时间、大小等信息。换句话说,如果直接从uImage的0x40位置开始执行,zImage和uImage没有任何区别。另外,Linux2.4内核不支持uImage,Linux2.6内核加入了很多对嵌入式系统的支持,但是uImage的生成也需要设置。
    vmlinux  编译出来的最原始的内核文件,未压缩。

    zImage   是vmlinux经过gzip压缩后的文件。

    bzImage bz表示“big zImage”,不是用bzip2压缩的。两者的不同之处在于,zImage解压缩内核到低端内存(第一个640K),bzImage解压缩内核到高端内存(1M以上)。如果内核比较小,那么采用zImage或bzImage都行,如果比较大应该用bzImage。

    uImage   U-boot专用的映像文件,它是在zImage之前加上一个长度为0x40的tag。

    vmlinuz  是bzImage/zImage文件的拷贝或指向bzImage/zImage的链接。

    initrd   是“initial ramdisk”的简写。一般被用来临时的引导硬件到实际内核vmlinuz能够接管并继续引导的状态。

    vmlinux是内核文件,

    zImage是一般情况下默认的压缩内核映像文件,压缩vmlinux,加上一段解压启动代码得到,只能从0X0地址运行。

    bzImage在uClinux中很少见到。

    uImage是u-boot使用bootm命令引导的Linux压缩内核映像文件格式,
    使用工具mkimage对普通的压缩内核映像文件(zImage)加工而得。可以由bootm命令从任意地址解压启动内核。

    由于bootloader一般要占用0X0地址,所以,uImage相比zImage的好处就是可以和bootloader共存。

    制作uImage的mkimage软件,如果uClinux-dist有的话,一般放在uClinux-dist的tools目录中。

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