Linux 内核镜像格式与 U-Boot 启动命令

Linux 内核经过编译、压缩和封装后，会形成 vmlinux、Image、zImage、uImage、FIT 等不同镜像格式。本文简要介绍它们的区别及对应的 U-Boot 启动命令。

从内核源码到镜像

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vmlinux                         ELF 格式，通常包含符号和调试信息
   │ 转为裸二进制
   ▼
Image                           裸内核二进制，通常未压缩
   ├─ 压缩内核 + 自解压启动代码 ──► zImage
   └─ 仅压缩内核数据 ────────────► Image.gz / Image.lzma / Image.lz4

上述内核镜像均可作为 payload，按启动方案进一步封装：

Image / zImage / 压缩后的 Image
   ├─ 添加 U-Boot legacy header ─► uImage
   └─ 与 DTB、initramfs 等打包 ──► *.itb（FIT）

这里需要区分"内核镜像生成"和"启动镜像封装"：zImage 自身包含解压代码，而 Image.gz 等文件通常只是压缩后的内核数据；uImage 和 FIT 则是外层封装，其 payload 可以是未压缩、已压缩或可自解压的内核镜像。因此，上图表示的是常见关系，而不是唯一且必须逐步执行的流水线。实际产物取决于 CPU 架构、内核配置、U-Boot 版本和产品打包脚本。

常见内核文件

镜像类型/格式	是什么	头部/封装信息	常见启动命令
`vmlinux`	Linux 内核 ELF 文件，通常保留符号和调试信息	ELF 格式	通常用于调试，不能直接用 `bootm` 启动
`Image`	去掉 ELF 外层信息后的裸内核二进制，通常未压缩	无额外镜像头	ARM64 常用 `booti`
`zImage`	带自解压启动代码的压缩 Linux 内核镜像	内含内核启动/解压代码，无 U-Boot legacy header	`bootz`
`uImage`	在某个内核 payload 外加 U-Boot legacy header	U-Boot legacy header	`bootm`
`uImage.gz`	通常表示 gzip 压缩 payload + U-Boot 头	U-Boot legacy header	`bootm`
`uImage.lzma`	通常表示 LZMA 压缩 payload + U-Boot 头	U-Boot legacy header	`bootm`
`FIT`	FIT 容器，可包含内核、DTB、initramfs 和多个启动配置；生成的文件通常以 `.itb` 结尾	FIT header	`bootm <地址>#配置`

压缩与封装

镜像制作通常涉及压缩和封装两个步骤：

常见压缩算法包括：

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gzip、LZMA、LZO、LZ4

常见封装形式包括：

text 复制代码

U-Boot legacy header、FIT、产品自定义分区头

uImage 表示带有 U-Boot legacy header 的镜像封装格式，但不代表内部 payload 一定是未压缩的。它可以封装未压缩的 Image、带自解压启动代码的 zImage，也可以封装经过 gzip/LZMA 等方式压缩后的 payload：

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uImage
├─ U-Boot legacy header
└─ payload
   ├─ Image
   ├─ zImage
   └─ gzip/LZMA 等方式压缩后的 Image

因此，uImage 本身只说明采用了 U-Boot legacy image 格式，并不能仅凭文件名判断 payload 是否经过压缩。实际的压缩方式应以构建流程以及镜像头中的相关信息为准。

内核镜像格式与 U-Boot 启动命令

不同内核镜像格式需要匹配对应的 U-Boot 启动命令：

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zImage       ──► bootz
Image        ──► booti
uImage / FIT ──► bootm

不加 legacy U-Boot 头并不意味着一定无法启动；只要 U-Boot 使用的启动命令与镜像格式匹配即可。

镜像头信息示例

执行：

bash 复制代码

dumpimage -l uImage

可能看到类似输出：

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Image Name:   linux-5.10
Created:      Mon Aug 19 10:20:30 2026
Image Type:   ARM Linux Kernel Image (gzip compressed)
Data Size:    5242880 Bytes = 5120.00 KiB
Load Address: 0x80008000
Entry Point:  0x80008000

其中：

Image Type：显示镜像类型和压缩方式；ARM Linux Kernel Image 表示 legacy U-Boot 内核镜像，gzip compressed 表示 payload 使用 gzip 压缩；
Data Size：U-Boot 头后面实际内核数据的大小，不包括 64 字节 legacy header；
Load Address：内核加载到内存的地址；
Entry Point：U-Boot 交接控制权时跳转的入口地址。