幾個重要的Linux系統核心檔案介紹(zt)

編譯自之Linux HowTo之Kernel HowTo

　　在網路中，不少伺服器採用的是Linux系統。為了進一步提高伺服器的效能，可能需要根據特定的硬體及需求重新編譯Linux核心。編譯Linux核心，需要根據規定的步驟進行，編譯核心過程中涉及到幾個重要的檔案。比如對於RedHat Linux，在/boot目錄下有一些與Linux核心有關的檔案，進入/boot執行：ls –l。編譯過RedHat Linux核心的人對其中的System.map 、vmlinuz、initrd-2.4.7-10.img印象可能比較深刻，因為編譯核心過程中涉及到這些檔案的建立等操作。那麼這幾個檔案是怎麼產生的？又有什麼作用呢？本文對此做些介紹。

　　一、vmlinuz

　　vmlinuz是可引導的、壓縮的核心。“vm”代表“Virtual Memory”。Linux 支援虛擬記憶體，不像老的作業系統比如DOS有640KB記憶體的限制。Linux能夠使用硬碟空間作為虛擬記憶體，因此得名“vm”。vmlinuz是可執行的Linux核心，它位於/boot/vmlinuz，它一般是一個軟連結。

　　vmlinuz的建立有兩種方式。一是編譯核心時透過“make zImage”建立，然後透過：

　　“cp /usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/zImage /boot/vmlinuz”產生。zImage適用於小核心的情況，它的存在是為了向後的相容性。二是核心編譯時透過命令make bzImage建立，然後透過：“cp /usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/bzImage /boot/vmlinuz”產生。bzImage是壓縮的核心映像，需要注意，bzImage不是用bzip2壓縮的，bzImage中的bz容易引起誤解，bz表示“big zImage”。 bzImage中的b是“big”意思。

　　zImage（vmlinuz）和bzImage（vmlinuz）都是用gzip壓縮的。它們不僅是一個壓縮檔案，而且在這兩個檔案的開頭部分內嵌有gzip解壓縮程式碼。所以你不能用gunzip 或 gzip –dc解包vmlinuz。

　　核心檔案中包含一個微型的gzip用於解壓縮核心並引導它。兩者的不同之處在於，老的zImage解壓縮核心到低端記憶體（第一個640K），bzImage解壓縮核心到高階記憶體（1M以上）。如果核心比較小，那麼可以採用zImage 或bzImage之一，兩種方式引導的系統執行時是相同的。大的核心採用bzImage，不能採用zImage。

　　vmlinux是未壓縮的核心，vmlinuz是vmlinux的壓縮檔案。

　　二、 initrd-x.x.x.img

　　initrd是“initial ramdisk”的簡寫。initrd一般被用來臨時的引導硬體到實際核心vmlinuz能夠接管並繼續引導的狀態。比如，使用的是scsi硬碟，而核心vmlinuz中並沒有這個scsi硬體的驅動，那麼在裝入scsi模組之前，核心不能載入根檔案系統，但scsi模組儲存在根檔案系統的/lib/modules下。為了解決這個問題，可以引導一個能夠讀實際核心的initrd核心並用initrd修正scsi引導問題。initrd-2.4.7-10.img是用gzip壓縮的檔案，下面來看一看這個檔案的內容。

　　initrd實現載入一些模組和安裝檔案系統等。

　　initrd映象檔案是使用mkinitrd建立的。mkinitrd實用程式能夠建立initrd映象檔案。這個命令是RedHat專有的。其它Linux發行版或許有相應的命令。這是個很方便的實用程式。具體情況請看幫助：man mkinitrd

　　下面的命令建立initrd映象檔案：

　　三、 System.map
　　 System.map是一個特定核心的核心符號表。它是你當前執行的核心的System.map的連結。

　　核心符號表是怎麼建立的呢? System.map是由“nm vmlinux”產生並且不相關的符號被濾出。對於本文中的例子，編譯核心時，System.map建立在/usr/src/linux-2.4/System.map。像下面這樣：

nm /boot/vmlinux-2.4.7-10 > System.map 　　下面幾行來自/usr/src/linux-2.4/Makefile： 　　nm vmlinux | grep -v '(compiled)|(.o$$)|( [aUw] )|(..ng$$)|(LASH[RL]DI)' | sort > System.map 　　然後複製到/boot: 　　cp /usr/src/linux/System.map /boot/System.map-2.4.7-10

　　在進行程式設計時，會命名一些變數名或函式名之類的符號。Linux核心是一個很複雜的程式碼塊，有許許多多的全域性符號。

　　Linux核心不使用符號名，而是透過變數或函式的地址來識別變數或函式名。比如不是使用size_t BytesRead這樣的符號，而是像c0343f20這樣引用這個變數。

　　對於使用計算機的人來說，更喜歡使用那些像size_t BytesRead這樣的名字，而不喜歡像c0343f20這樣的名字。核心主要是用c寫的，所以編譯器/聯結器允許我們編碼時使用符號名，當核心執行時使用地址。

　　然而，在有的情況下，我們需要知道符號的地址，或者需要知道地址對應的符號。這由符號表來完成，符號表是所有符號連同它們的地址的列表。Linux 符號表使用到2個檔案：

　　/proc/ksyms

　　System.map

　　/proc/ksyms是一個“proc file”，在核心引導時建立。實際上，它並不真正的是一個檔案，它只不過是核心資料的表示，卻給人們是一個磁碟檔案的假象，這從它的檔案大小是0可以看出來。然而，System.map是存在於你的檔案系統上的實際檔案。當你編譯一個新核心時，各個符號名的地址要發生變化，你的老的System.map具有的是錯誤的符號資訊。每次核心編譯時產生一個新的System.map，你應當用新的System.map來取代老的System.map。

　　雖然核心本身並不真正使用System.map，但其它程式比如klogd， lsof和ps等軟體需要一個正確的System.map。如果你使用錯誤的或沒有System.map，klogd的輸出將是不可靠的，這對於排除程式故障會帶來困難。沒有System.map，你可能會面臨一些令人煩惱的提示資訊。

　　另外少數驅動需要System.map來解析符號，沒有為你當前執行的特定核心建立的System.map它們就不能正常工作。

　　Linux的核心日誌守護程式klogd為了執行名稱-地址解析，klogd需要使用System.map。System.map應當放在使用它的軟體能夠找到它的地方。執行：man klogd可知，如果沒有將System.map作為一個變數的位置給klogd，那麼它將按照下面的順序，在三個地方查詢System.map：

/boot/System.map 　　/System.map 　　/usr/src/linux/System.map

　

　　System.map也有版本資訊，klogd能夠智慧地查詢正確的映象（map）檔案。