第二章 构建临时工具

要构建一个操作系统，我们需要有一些工具，其中最重要的就是编译器。但是要构建一个编译器，我们首先得有一个编译器，这似乎进入了一个无限循环了。还好 gcc 支持一种交叉编译的方法，即编译出和当前编译器所在环境不同的环境的目标代码，通过反复编译，我们逐步将构建出的目标代码和宿主系统环境分离开来。在本章中，我们将建立一套脱离宿主系统的工具出来，我们将利用这些工具来构建我们的 LFS 系统，而不是直接利用宿主系统的工具来构建 LFS 系统。

binutils 包含了汇编器，连接器等工具。gcc 依赖于这些工具，在编译的时候就会对这些工具做检测。编译过程如下：

首先，我们找到源代码包，并解压出来，然后创建了一个用于编译 binutils 的目录 binutils-build，接下来开始配置编译环境：

然后是编译和安装，最后我们做了一些稍后需要的调整工作：

make -C ld clean 清除 ld 目录下刚刚编译的文件。

make -C ld LIB_PATH=/tools/lib 覆盖默认的 LIB_PATH 变量，重新编译 ld 目录。

为了方便和更加自动化，这次我们先将命令写入脚本，然后直接运行脚本来完成所有的编译。

编译过程和上面类似，其中一些特别的地方如下：

Glibc 安装的时候需要使用内核提供的头文件，所以我们需要先安装它。

make mrproper Mr.Proper 是欧洲某保洁产品的品牌，这个命令删除之前的编译的文件和配置文件，使用这个命令可以保证源代码的清洁，不要以为刚刚解压出来的源代码就一定是清洁的； make clean 只删除编译的文件，不删除配置文件；

现在，我们有了连接器，汇编器，GCC 编译器，还有 Glibc 库，一个基本的C编译环境所需要的内容已经齐备了。下面我们要做一些设置，让之后的编译都在我们创建的工具上进行。

首先需要调整的是第一个 Binutils 中的连接器，它需要重命名才能被找到和使用。在进行备份之后，用调整后的连接器替换之前的，并且创建一个连接到 /tools/$(gcc -dumpmachine)/bin 下面：

下面通过修改 gcc 的 specs 文件来调整 gcc 所使用的动态连接器。

gcc -dumpspecs 输出了内建在编译器内部的 specs 文件，这个输出通过管道传递给 sed 命令；sed 都输入内容进行查找替换，把 /lib/ld-linux.so.2 替换成 /tools/lib/ld-linux.so.2；替换后的内容被重定向到一个文件中，这个位于 libgcc 目录下，名为 /specs。

最后，我们要删除一些编译的时候引入的宿主系统的头文件：

这又是一个相当复杂的命令，首先它定义了一个 GCC_INCLUDEDIR 变量，其值是 libgcc 所在目录的 include 下面；在命令的最后，删除了这个变量。命令的中间部分包含两个命令，第一个 find ${GCC_INCLUDEDIR}/* -maxdepth 0 -xtype d -exec rm -rvf '{}' \; 删除了 $GCC_INCLUDEDIR 目录下的所有子目录；第二个命令rm -vf `grep -l "DO NOT EDIT THIS FILE" ${GCC_INCLUDEDIR}/*` 删除了文件内容中包含 DO NOT EDIT THIS FILE 文本的文件。

调整完成后我们需要进行一次测试，通过编译一个 .c 文件，然后分析生成的二进制文件来查看它所连接的库是否指向了我们的工具下，如果它仍然指向宿主系统，就需要仔细检查之前的步骤了：

如果没有看到 [Requesting program interpreter: /tools/lib/ld-linux.so.2] 这行输入，就要重新检查上面的步骤了，下一节的 Tcl 能否编译成功也能说明之前的步骤是否正确。

gcc 和 binutils 的测试需要用到 Tcl，为了之后的测试能够运行我们先要编译它：

make install-private-headers 安装了 tcl 的头文件，下一节会用到这些头文件。

expect 提供了在脚本中和需要交互的程序进行对话的功能。

首先，我们使用 patch 命令在源代码上打了一个补丁包，它修正了运行 gcc 测试时返回 false 失败的 BUG。然后我们修改了 configure 文件，把其中的 /usr/local/bin/stty 替换成了 /bin/stty，这样可以保证我们的测试工具对最后的工具链都是有效的。

然后在配置过程中指明了上一节安装的 Tcl 库和头文件位置，--with-x=no 指明不使用图形库。

make SCRIPTS="" install 让安装的时候不安装 Expect 的脚本，我们不需要它。

DejaGNU 包含了其他程序的测试框架。

现在，测试 GCC 和 Binutils 的工具已经安装好了，我们可以再次编译 gcc，让它使用新的 glibc，并中签当的测试。注意，测试依赖于宿主系统的虚拟终端设备，如果运行如下命令：

时得到了这样的结果：

就表示你的宿主系统没有合适的虚拟终端来运行测试用例了。解决这个问题的方法参见：http://www.linuxfromscratch.org/lfs/faq.html#no-ptys

下面开始再次编译：

首先，我们删除了第一次编译时留下的文件，并重新解压。然后用 sed 命令修改了两次 Makefile.in 文件，第一次的作用是禁用其中的 fixincludes 脚本，它会引入宿主系统额外的头文件，第二次修改增加了 -fomit-frame-pointer 编译选项，这是因为第一次编译 gcc 是的 bootstrap 会默认使用这个选项，这里不再使用 bootstrap 了，为了和之前的一致，所以需要手动添加这个选项。

之后，我们在源代码上打了一个补丁包，这个包让 gcc 不再搜索 /usr/include 下的头文件了。编译器前使用补丁而不是安装完成后再去调整 specs 文件，这样可以保证编译的过程中使用到新的动态连接器。

编译完成后我们需要再进行验证下：

如果没有看到 /tools/lib/ld-linux.so.2 这样的输出，在继续往下之前就需要重新检查上面的步骤了。

一样的，我们先删除了第一次编译时留下的文件，然后重新解压来进行编译。

注意现在开始我们会在脚本的最后加上一句 echo -e "\aFinished"，这样脚本编译完成后会发出“咚”的一声，如果编译时间太长，你可以去做其他事情，编译完成后起到提醒的作用。

编译环境完成后我们还需要一系列的工具，这些工具在我们进入临时环境后将方便我们的操作，为了简便，我把 LFS 6.3 中一些简单的工具放到了一起，它们包括：

安装脚本如下，由于内容较多，最好使用 vi build_tools.sh 来进行编辑：

脚本编辑完成后开始安装：

同样，安装完成后会收到声音提示的。

下面的脚本用于验证以上的安装是否成功：

运行后你应该看到：

如果出现了红色的 [FAILED] 你就要检查一些对于的软件包了。

LFS 6.3 在编译临时工具的时候并没有包含vim，虽然之后的过程可以不使用vim来完成，但是如果有这个工具在的话会方便很多，所以这里我们先编译一个临时版本来使用。编译过程如下：

--enable-gui=no, --without-x 由于当前的 LiveCD 系统安装了 X-Windows，必须使用此选项来禁用 GUI 和连接 x windows。否则会无法编译。