裸机源码LINUX，做你从未做过的事（LFS＋BLFS for LINUX菜鸟）

ti8er

用UBUNTU已经两年了。从DAPPER－6.06到现在的HARDY－8.04（只用了一个月就不用了）。自我感觉开始的时候LINUX技术突飞猛进，一段时间后进展非常缓慢。觉得自己还是一个菜鸟级的初学者，也觉得UBUNTU掩盖了LINUX的很多东西，我用的只是它的外壳，然后动动鼠标打打命令而已。而且用UBUNTU你甚至都不用打命令，用新立得什么都装好了。后来我不满足于现状，慢慢学会了用dpkg来编译和打包内核。后来想想，能不能直接在一台全新的机器上（也就是裸机），从源码开始一步步编译出内核，进而编译出整个系统呢？
上网找了资料，很快就找到了，这就是LFS（linux from scratch，从零开始LINUX）。
相关的资料，网上都非常齐全。LFS的官方网站是

http://www.linuxfromscratch.org

上面有6.3版本的英文手册。
在国内有6.2版本的中文翻译手册，网址是

http://lamp.linux.gov.cn/Linux/LFS-6.2/index.html

国内还有一个比较不错的网站：

http://www.magiclinux.org


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我这里以一个初学者的身份再进一步的补充说明几个简单问题（作为初学者扫盲），以及6.3英文官方手册的几个BUG（一定要看），余下的部份大家去看看上面的网站就可以了。

1、我在一个操作系统（如UBUNTU）下载了LINUX内核源码，现在可以删除这个操作系统，开始用这个源码启动机器了吗？
回答：当然不行。源码只是文本文件，而机器是只认二进制文件的（也就是XP下的.exe可执行文件），如果二进制文件用于启动机器的话，将有着更严格的要求。你需要用一个工具来编译这些源码，使之成为内核二进制文件，同时还要进行一些相关操作才可以用它来启动机器。

2、LFS的原理是什么？是怎么操作的？
回答：LFS的基本原理是，在现有的具有编译能力（或者叫开发能力）的操作系统上，或者用可启动的具有编译能力的光盘，编译出全新的开发环境，然后在这个全新的开发环境，编译出相关的程序和内核，最后用这个内核启动机器。
具体的操作，可以看看官方的手册就明白了。

3、我已经会在UBUNTU下编译和安装内核，这和用LFS方式安装的内核有什么不同？
回答：你在UBUNTU下编译和安装的内核，利用了UBUNTU的编译工具和库文件，在用这个内核启动时，又用了UBUNTU下的应用程序和工具，因此和 LFS相比有一些“不正宗”，或者叫“出老千”。而且在UBUNTU下编译内核的步骤是如此简单，用make-kpkg能够轻松创建内核。除了能够熟悉内核的配置选项以外，你几乎学不到其他的东西了。当然并不是说在UBUNTU下编译内核不重要，恰恰相反，这是你走向LFS的关键一步。因为LINUX内核的菜单，要熟悉它本身就是一项浩大的工作。
如果你学过编译内核，那么LFS对你是驾轻就熟。如果没有学过也没有关系，一步步来，照样能够完成工作。
如何在UBUNTU下编译内核，可以看这:http://forum.ubuntu.org.cn/viewtopic.php?f=50&t=34172

4、LFS不是也用到了现有的开发环境吗？和上面提到的有什么不同？
不同点是，LFS是先利用现有的开发环境，构建出新的开发环境，然后才用这个新的开发环境编译内核，并且编译相关的程序。在你最终完成并用新内核启动机器时，里面的东西全部都是你一步步从源码编译来的东西，没有一样是直接从UBUNTU上拿来用的。

5、这里是对LFS的比较详细的解释：
LINUX下所有的应用程序，不外乎是由配置文件（etc）、库文件(lib)、程序文件(bin)组成。而要生成这个应用程序，你需要源代码，同时需要一个开发环境，由连接器、编译器、库文件组成。
编译器将源代码编译为二进制代码，它本身也是程序，所以需要库文件；连接器告诉编译器连接到哪个库文件，同时将编译器产生的结果输出给机器执行。连接器本身也是程序,也需要库文件。因此可以知道，库文件是很重要的。在LFS里，库文件是GLIBC，编译器是GCC，连接器是Binutils（它是一个程序包，其中真正用于连接的程序是ld）。

LFS的运作过程：
假设你现有的环境为A，制作的开发环境为B，最终的环境为C。
那么，一开始，先用库文件A／编译器A／连接器A，制作出了连接器B。
我在这表示成：LIB-A＋GCC-A＋LD-A＝＝＞LD-B

然后用库文件A／编译器A／连接器B，制作出编译器B。
就是：LIB-A＋GCC-A＋LD-B＝＝＞GCC-B。

然后是用库文件A／编译器B／连接器B，制作出库文件B。
LIB-A＋GCC-B＋LD-B＝＝＞LIB-B

由于编译器GCC-B和连接器LD-B都用了原系统的LIB-A，所以不是“纯种”的。而新生成的库LIB-B在编译完LD-B和GCC-B后，将会进行一个重定向，使得它并不依赖于原来系统的库，所以是相对“纯正”的。一定要注意这点！这里是关键的转折点。
新的库文件仅仅是依赖于你要编译的新的内核头文件。同时要认识到你编译出的库文件，除非你没有给它指定内核的头文件，不然它都不会依赖和利用原系统的东西，因为，库文件不是“程序”！

这时候，编译器B／连接器B／库文件B都做好了。但是我们知道，这编译器和连接器不正宗。需要进行“过滤”处理：
这时，用编译器B利用库文件B自己再一次编译编译器B，这回利用的是新的正宗的库文件B。
LIB-B＋GCC-B＋LD-B＝＝＞GCC-B2
然后是连接器
LIB-B＋GCC-B2＋LD-B＝＝＞LD-B2
这时新生成的编译器和连接器，都用了新的库文件。我们可以认为它们是正宗的了。其实，这时候它们已经和原来的系统脱离关系了。

接下来，我们会用到一个虚根环境。这是一个利用现有系统的硬件来运行，但是所有的程序和库和配置文件都独立于原系统的环境。之所以用这个环境，是因为内核还没有被编译，很多应用程序还没有编译，机器还是不能启动的。为了使用这个虚根环境，会用LIB-B＋GCC-B2＋LD-B2这套开发工具编译出很多新的程序。

这时候不知道你会不会问：既然新的一套工具出来了，我直接编译内核不就得了？还那么麻烦？是的，我开始也这么想的，同时也是这么做的。我也建议好奇心强的LINUX　FANS这么做看看是什么结果。
结果我可以告诉你：内核是编译好了，也可以启动内核，但是却没有办法控制。为什么？因为你没有BASH这个控制台。
你这时是不是才恍然大悟：天啊，我以为一个内核就能够完全开机并操作的呢！

内核启动了，需要一个init程序来进行初始化。
这个init就是所谓的“根进程”。没有这个程序，一切程序都无法运行。然后这个进程开始挂载、运行相应的程序。比如BASH。有了BASH还不行。 BASH只是一个外壳（SHELL），它没有任何东西，比如我们经常打的ls命令，根本没有。因为ls本身就是个程序文件！还有mkdir等等命令，全部都是程序文件，都没有。也没有办法控制机器。因此这些程序全部都要从源码编译出来。

这时你可能还会问，为什么要用虚根环境？我直接在现有的环境下编不就成了？反正我用的是新的开发工具。
原因是：如果你没有搞好设置，新的开发工具可能还是会用到原有系统的东西，甚至会把编译好的程序安装到原来的系统，从而能破坏原来的系统。当然如果你非常清楚如何进行每一项设置的话是可以的，但是你有这样的水平，你用的估计已经就是你自己做出来的LFS系统了。为了避免不必要的麻烦（重定位程序、连接器等等操作是非常复杂的），才会使用虚根环境，直接与原系统隔离。

有了虚根环境，还会再一次编译库文件。这是因为之前编译的LIB-B是经过重定位装在别的地方的（可见重定位的麻烦），
你要编译一个新的没有重定位的库文件，装在默认的地方，以便将来你的程序都可以利用它。这时生成了LIB-C。
LIB-B＋GCC-B2＋LD-B2＝＝＞LIB-C。
然后，编译GCC和LD，将它们之前的重定位去掉。
LIB-C＋GCC-B2＋LD-B2＝＝＞LD-C
LIB-C＋GCC-B2＋LD-C＝＝＞GCC-C

这时候，最终的开发环境大功告成了。
现在，把所有内核启动需要的程序都进行编译。比如init，比如bash等。最后编译内核。设置好GRUB后用新内核、新程序
启动机器。至此，LFS工作全部完成。

6、在进行LFS时需要注意的关键地方和LFS6.3手册的一些BUG
第一，你需要注意的地方是你的环境变量PATH。你可以用命令：
echo $PATH
来查看。如果你和LFS手册一样建立的是/mnt/lfs/tools和/tools，那么你要确保：
在进入虚根环境之前，PATH的第一个必须要是/tools/bin，
如：
PATH=/tools/bin:/bin:/usr/bin
就是正确的。
在进入虚根环境之后，PATH的/tools/bin必须要是最后一个。
如
PATH=/bin:/usr/bin:/tools/bin
原因是PATH决定着系统在调用应用程序时的优先级，比如系统里同时有两个GCC，那么它会先用PATH排在前面的那个。这在LFS中被用来进行重定向了。如果你排错了顺序，那么将会用错程序，后面的步骤就会失败。

官方手册在第4章“设置工作环境”时，第一行的.bash_profile文件中没有将PATH进行设置，这是严重错误的地方，导致我第一次编译时失败，找了好久才找到原因。
因此，任何时候，都要确保你的PATH设置正确。

第二，你需要注意的是，如果你用的不是官方提供的2.6.22内核，而是用了更新的内核，比如我用了2.6.26.4。那么
这两个内核的头文件是不一样的。其中，2.6.26的内核在asm/目录下少了一个page.h的头文件。这个文件perl会用到。
因此为了欺骗perl，我拷贝了这个文件过来。新的内核用的机制有所不同，因此估计要等perl6出来了，我才可以删除这冒牌的头文件。

第三，官方的手册是6.3版本，上面的中文手册是6.2版本。这里面有一些地方是不太一样的。因此你要特别注意。
第四，没事不要用root来操作。这是为了防止出错毁掉你现在的系统。比如我进入了/mnt/lfs目录，想删除里面的bin目录，我了rm -fr /bin想删除，提示权限不够。这时我才发现，我打的是/bin，而不是bin。前者是“根目录”下的bin目录，后者是“当前目录”下的bin目录，这两个的差别是相当巨大的！我庆幸我使用的不是root，而是用了另外的用户名。否则现有的系统将由于失去了关键的二进制文件而直接崩溃！如果不信你试试！

第五，为了提高成功率，强烈建议用LFS官方的livecd6.3来开展工作。里面有所有需要的软件。而且就算你误操作删除了系统也不要紧，因为光盘是只读的，重启就又恢复了。（在光盘启动后输入startx会进入图形界面）

好了。你经过努力，终于完成了你的LINUX系统。其中不知道误操作了多少回，英文看不太懂猜了多少回。反正过程很艰苦，结果很幸福。

新系统和原来系统相比，有何优点？
速度！就是速度！
我的是华硕的笔记本，256MB内存，Intel Pentinum M 735，很垃圾的配置吧？但是就是这样一个垃圾机器，编译LINUX内核用了6分钟。而我之前在UBUNTU下用make-kpkg编译内核的时候， 128MB的机器用了4个小时。512MB内存，双核CPU联想品牌机用了35分钟。就是这个区别。
还有一个区别，就是小巧，我的新内核只有2.7MB，其他应用程序只有40来MB。当然现在硬盘大了也无所谓了。

接下来你可能还是不会满足，因为现在这个系统是命令行模式的，没有图形桌面，也不能看网页（没有装W3M）。
那么，进入下一章，就是BLFS，Beyond linux from scratch，超越LFS。
BLFS教你怎么在建立好LFS后，配置系统，安装相关的软件，构建X桌面平台等等。这一章就比较灵活和广泛，在你有了前面LFS的基础后，这些都是简单的工作了。
其中要说的一点就是，如果你不想装KDE和GNOME桌面，而是装XFCE桌面的话，比如我，那么去www.xfce.org下载软件包，一项项编译安装就可以了。如果要在XFCE中使用SCIM输入法的话，在BLFS的wiki上可以查到。
对于一个从源码安装了LINUX的人来说，安装和使用SCIM只是学好了武功，小试牛刀而已了。
安装SCIM相应的网页：
http://wiki.linuxfromscratch.org/blfs/wiki/InputMethods

在进行BLFS时候的小技巧：

如果你这时候打算完全使用自己建立的LFS，不使用LIVECD了，那么你首先需要装上w3m这个网页文本浏览器。因为LFS本身没有安装网页浏览器，也无法使用图形浏览器。浏览器的使用可以看UBUNTU上的WIKI。要装w3m，你需要libssl和libgpm，自己想办法去搞到，在 ubuntu.cn99.com/ubuntu上有下载的。我是先装了DPKG软件后，用DPKG直接安装deb包的。

在文本模式下如何复制粘贴：

你用w3m看英文的BLFS手册时，可能会发现这个命令相当长，想要复制粘贴。我是这么做的：先按S将当前网页保存到temp.txt文件，然后切控制台（你也可以用ctrl+z将w3m丢到后台，操作完成后用fg命令调回w3m，不过我喜欢切控制台，反正有6个。用ctrl+alt+F1-F6来切），切控制台后用vim来打开temp.txt，用v键可视化来选择相应的命令，选好后用:w temp写入temp文件（如果temp已经存在，用:w! temp强制写），然后ctrl+z放VIM到后台，用命令source temp就运行复制的命令了。别忘记了vim还在后台，你fg调出来，又可以继续复制运行这个网页上的所有命令了。

你看着是不是很头大?复制粘贴运行命令那么麻烦？可能是我本人没有找到更好的方法吧，但是我熟练后觉得并不慢，因为vim本身就是一个操作起来相当快速的编辑器。如果有人找到了更好的方法，麻烦贴出来给大家分享。


最后，可能你想要一个和UBUNTU差不多的系统，可以用DPKG和APT来管理软件包。我一开始也是这么想的。
于是我安装了DPKG，但是运行不了，需要sysv软件包的内容，于是我下载了sysv的软件包，发现只有.deb包的，没有tar压缩包的，弄了好久才发现dpkg用不了，但是dpkg-deb可以用来解deb包的（dpkg-deb -x命令）。于是解压后把相关程序拷贝
到了相关地方，dpkg可以用了！运行得和UBUNTU下一模一样。安装好包之后，用dpkg -l可以清楚地列出所有安装好的软件包。
我系统上用的wget和w3m就用了UBUNTU版本的（建议用dapper版本，hardy版本需要更新的glibc，意味着你需要编译新的库文件），但是我安装的APT不能用，提示无法识别系统的包类型。如果不能用APT，而仅仅用dpkg来安装出X桌面的话，意味着你要下载300多个.deb的包。。。。
后来我看了apt的源代码，发现在init.cc中有一段对系统进行判断。我想改掉内核的版本代码（改为ubuntu），来欺骗apt，没有成功。
我又想改掉apt的代码，不过由于本人的C＋＋水平如此之烂，导致改变的代码不能用。后面只能放弃安装apt了。要是你C＋＋厉害的话，估计这不成问题。
即使没有APT，用dpkg来安装一些简单的包也是不错的了。

做你从未做过的事，想怎么样就怎么样，这就是LINUX的魅力所在。最后，祝广大的初学者功力能够更进一层，早日成功！

PS：
本人的LFS在官方站点的排名是20180位。后来搞定BLFS后再注册了一个 是20220位。。。全世界搞LFS的人还不是很多啊。
linux-sir是我见过的最牛的中国LINUX站点了。只有国外的英文站点才能超过它的水平。只是好长时间上不了，估计是天妒英才吧，哈哈。

ti8er

本人目前的系统情况：
硬件：华硕笔记本M5200NP
      CPU：Intel Pentium M Processor 735
      内存:256MB
      显卡：825集成显卡（够垃圾的，在XP下都认不出来，用   的是默认驱动）
      
软件：XP/LFS双系统
     LINUX内核：2.6.26.4
     对应LFS版本：6.3
     桌面：xfce4.4.2
     中文输入法：scim
     中文字体：arphic/文泉驿
     QQ软件：QQ for linux preview
     网页浏览器：w3m/firefox
     虚拟软件：wine（用来玩梦幻西游。比在XP下玩的还要流畅）
     其他的软件基本没装了。准备装个TeX来学习一下。

d00m3d

LFS 的精髓博大精深，還有許多的可讓人探索的呢，呵呵！

PS：並非每個 LFSer 都去註冊的，本區多位斑竹及常客都無註冊，因此實際人數是遠超過註冊人數的

whitelilis

lz 辛苦，写了这么长，写得很不错，很适合新手。

think365

Post by ti8er;1887610

后来我看了apt的源代码，发现在init.cc中有一段对系统进行判断。我想改掉内核的版本代码（改为ubuntu），来欺骗apt，没有成功。
我又想改掉apt的代码

呵呵，兄弟已经找到 apt的代码啊，我一直在找，可是没有找到（在接触LFS之前就找过），呵呵

能给我一份apt的代码吗？

d00m3d

apt 的源码可以到 packages.debian.org 里找

qufo

我的是华硕的笔记本，256MB内存，Intel Pentinum M 735，很垃圾的配置吧？但是就是这样一个垃圾机器，编译LINUX内核用了6分钟。

ti8er,这个你确定是6分钟吗？就是make menuconfig 后，从下达make命令开始到make完成．６分钟？
我的机器 CM370(1.5GHz),1.5G(1G+512M)内存 make 一次内核(2.6.27.7)花费半个多小时．

这．．．．
P

d00m3d

人家双核 CPU 都要 35 min，估计是笔误而矣，可能是 60 分钟吧

FYI，我用 Sempron64 3000+/1G RAM 编译 2.6.27.7 内核，gcc-4.3.2 大约是 23 min，当然已瘦身，不过还有可减的空间

gcc 的版本及优化等级对编译时间也有影响的

goodstarting

Post by qufo;1913704
我的是华硕的笔记本，256MB内存，Intel Pentinum M 735，很垃圾的配置吧？但是就是这样一个垃圾机器，编译LINUX内核用了6分钟。

ti8er,这个你确定是6分钟吗？就是make menuconfig 后，从下达make命令开始到make完成．６分钟？
我的机器 CM370(1.5GHz),1.5G(1G+512M)内存 make 一次内核(2.6.27.7)花费半个多小时．

这．．．．
P

qufo，你确定你对kernel进行过配置？
CM1.73的编译一次不超过10分钟，vmlinuz+modules不超过4M
选项本身也是一个因素。。。
如果你全选的话1个多小时都有可能

qufo

Post by goodstarting;1913879
qufo，你确定你对kernel进行过配置？
CM1.73的编译一次不超过10分钟，vmlinuz+modules不超过4M
选项本身也是一个因素。。。
如果你全选的话1个多小时都有可能

kernel 当然经过配置，把一些不要的选项去掉了。比如我连 Selinux 也不要了。

又加了 BordCom 43XX 的无线网卡驱动，直接加到内核了，因为没有网络我几乎什么都干不了。

这样要经过 半个多小时 才能编译完成。

莫非我操作错误？

我是解开
linux-2.6.27.7.tar.gz
cd linux-2.6.27.7
make mrproper
然后
make menuconfig
此时会出现一个图形化的配置界面，去掉及加入一些配置选项，然后在这个界面的最下面有一个Save....什么的，保存为 .kernel
然后退出，退出后可以在当前文件夹下找到这个.kernel
然后执行make
此时我发现一些我没有要的配置，也跟着编译了，比如
CC drivers/ne2000.o <-记不清了，反正没选的。
然后，一切正常。
我回去看看内核的大小，这个我还真没关注。