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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.
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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.
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추출을 도와주는 바이너리는 아래 경로에서 찾을 수 있다.
/usr/src/linux-headers-$(uname -r)/scripts/extract-vmlinux -
만약 존재하지 않는다면 설치가 필요하다.
sudo apt-get install linux-headers-$(uname -r) -
이를 이용하여 아래와 같이 vmlinux를 추출할 수 있다.
/usr/src/linux-headers-$(uname -r)/scripts/extract-vmlinux /boot/vmlinuz-$(uname -r) > vmlinux
reference