专题:LFS构建逻辑理解
严格来说,LFS只能称为“pseudo LFS”,WHY?
因为LFS归根结底,还是基于已有的操作系统平台构建而来,并非真正的从0开始,它没有突破所谓“鸡与蛋”的死循环;但它确实有助于理解Linux的运行机理,通过刻意营造一个尽可能接近于原始状态的最小运行环境,给用户一种“接近从0开始”的系统DIY体验。
一、必须理解的概念
C的编译与链接,是一个将源代码转换成可在硬件上运行的程序的过程,从源代码到程序执行,通常需要5步:预编译、编译、汇编、链接、动态加载(动态链接)。编译是把人类编写的程序代码“翻译”成机器可理解的二进制代码的过程,但此时生成的结果通常不能独立运行,需要链接器将二进制文件与必要的库文件链接在一起,才能生成最终的可执行程序。
pre-compilier:通常用于清理源代码中的仅为迎合人类逻辑而添加的,但对机器无用的部分;
compilier:将预编译器处理过的人类代码转换成二进制或汇编代码;
assembler:将原始或经编译器转换生成的汇编代码,转换成二进制机器代码;
linker/loader:将编译器或汇编器生成的二进制文件链接在一起,形成最终的可执行代码;
动态加载器:将可执行程序加载到内存并进行执行。
二、系统构造思路
首先,基于一个现有的Linux系统,制造出可用于后续逐层向上制造“新Linux组件“的最小的工具集——Linux系统基本四件套“Gcc+Binutils+Glibc+Kernel”,因为初始的Kernel可以借HOST机的一用,这有助于营造尽可能接近于0的原始环境,因此,只需要构造出一套经过最大“阉割”但仍保有最基本“繁衍”能力的剩下的那“三件套”即可。
当然,“四件套”并不能独立生成所有软件,往往还需要其它一些附加组件,可是刚开始没有怎么办?跟“四件套“的产生逻辑一样,先借用HOST机的组件,生产出一套中间半成品,继而生产出想要的产品。
为了有助于理解,这里讲一个简短的故事。
有个人想要一个已经成年的孙子,怎么办?要生孙子,必须要先有儿子啊!但这个儿子只是个过渡品,生完孙子之后他就挂了(故事情节比较残忍。。。)。
LFS就是孙子,HOST机就是爷爷,中间的那个临时的简陋工具链(toolchain)就是儿子。等这个孙子长大了,这个爷爷对外声称,孙子是他用最先进的技术,用一堆“自然界最基本单位”一个一个拼装而成的。这显然对人形成了误导!确实是爷爷把孙子从婴儿养大成人的,但孙子从“自然界最基本单位”到婴儿这个过程,爷爷是没参与的,也就是说这个爷爷是不知道孙子在分子、原子层面的组成结构的。
看到这里,相信大家都理解LFS是怎么回事了。
三、系统构造过程
以前我一直没想通的一个问题:“为什么各个Linux发行版的文件布局都不同”?
学习了LFS之后,知道这是在各个软件“制造”的过程中,通过GNUMakefile(或Makefile或makefile)按照“统一的逻辑”指定的,这“统一的逻辑”是由发行版各自的软件包管理机制或架构(如yum、apt、portage、yast等)决定的,这就是为什么几乎每个Linux发行版都有一个软件仓库,却互相不能直接通用的原因。
学习LFS确实有助于加深对Linux的理解,但远远不足以达成所谓“了解Linux系统底层”的境界。
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