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kernel을 컴파일 하면 KERNEL_ROOT 디렉토리에 vmlinux 파일이 생성된다.
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해당 바이너리는 ELF(Excutable Linking Format) 형식이며, 디버깅과 관련된 정보 등과 같이 부가적인 정보들을 포함하고 있다.
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vmlinux에서 objcopy 명령을 통해 Instruction set만 추출한 것이 바로 Image file이며 해당 파일은 크기가 크기 때문에 gzip을 통해서 압축을 진행한다. zlib, bzip2 등으로 압축한 vmlinux 파일을 vmlinuz, zImage, bzImage라고 부른다.
커널 이미지 생성 상세 과정
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해당 vmlinux 파일에서 (1) 의 과정을 통해
.comment,symbol table,relocation정보 등을 제거한 파일이arch/arm/boot/Image파일이다. 이 파일은 ELF 형식이 아니고 그냥 Data Binary File 이다. 쉽게 얘기하면 순수한 Kernel의 코드와 데이터만을 포함한 이미지이다. -
Image 파일을 (2)의 과정을 통해 gzip 으로 압축한 것이
piggy.gzip파일이다. 따라서,piggy.gzip파일은 단순히 Data Binary File 을 압축만 한 파일이라고 할 수 있다. -
이러한 압축 파일을 통째로
piggy.gzip.S에 포함하여 Assembling 하면piggy.gzip.o파일이 만들어진다. 이렇게 하는 이유는 본격적인 Kernel 의 시작(start_kernel)을 하기 전에 초기화 작업을 하고 압축을 해제하는 코드인head.o와misc.o를 묶어서 다시 Linking 하기 위한 것이다. -
piggy.gzip.o,head.o,misc.o파일 3개를 Link 하여 새로이 만들어낸 파일이 arch/arm/boot/compressed/vmlinx파일이며 이 파일은 새로이 Linking 하여 만들어낸 파일이므로 역시 ELF 파일이 된다. -
마지막으로, Linking 과정에서
.comment,symbol,relocation정보들이 또 들어가 있을 것이므로objcopy를 통해 이를 다시 제거하면 최종zImage파일이 만들어진다. 이 파일을 통해 커널을 실행할 수 있다. -
Computer를 Booting 하면 Boot Loader는 필요한 하드웨어 초기화 작업을 수행한 후, 이
zImage를 특정한 메모리 영역에 로드하고 PC(Program Counter)를 해당 zImage 의 첫번째 명령어(Instruction)로 셋팅해 줌으로서zImage가 시작되도록 한다. -
그 첫 시작 지점은 위에서 실질적인 Kernel 이미지와 함께 Linking 되었던
head.o파일의 코드가 된다.head.o에서는 Kernel 시작 전 적절한 초기화 작업을 수행한 후,misc.o의 코드들을 호출하여piggy.gzip.o, 즉 압축된 원래의 Kernel Image 의 압축을 해제하여 또 다른 특정 메모리 영역에 복제한 후, 최종적으로 PC 를 그 Kernel Image 의 첫 부분(start_kernel 함수)으로 분기하도록 해준다.
vmlinux 파일 추출
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추출을 도와주는 바이너리는 아래 경로에서 찾을 수 있다.
Terminal window /usr/src/linux-headers-$(uname -r)/scripts/extract-vmlinux -
만약 존재하지 않는다면 설치가 필요하다.
Terminal window sudo apt-get install linux-headers-$(uname -r) -
이를 이용하여 아래와 같이 vmlinux를 추출할 수 있다.
Terminal window /usr/src/linux-headers-$(uname -r)/scripts/extract-vmlinux /boot/vmlinuz-$(uname -r) > vmlinux
reference
