10.Making the lfs system bootable
10.1 Introduction
现在应该配置 LFS 系统，使其可以引导了。本章讨论创建 /etc/fstab 文件，为新的 LFS 系统构建内核，以及安装 GRUB 引导加载器，使得系统引导时可以选择进入 LFS 系统。
10.2 Creating the /etc/fstab File
一些程序使用 /etc/fstab 文件，以确定哪些文件系统是默认挂载的，和它们应该按什么顺序挂载，以及哪些文件系统在挂载前必须被检查 (确定是否有完整性错误)。参考以下命令，创建一个新的文件系统表：
cat > /etc/fstab << "EOF"
# Begin /etc/fstab
# 文件系统 挂载点 类型 选项 转储 检查
# 顺序
/dev/<xxx> / <fff> defaults 1 1
/dev/<yyy> swap swap pri=1 0 0
proc /proc proc nosuid,noexec,nodev 0 0
sysfs /sys sysfs nosuid,noexec,nodev 0 0
devpts /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0
tmpfs /run tmpfs defaults 0 0
devtmpfs /dev devtmpfs mode=0755,nosuid 0 0
tmpfs /dev/shm tmpfs nosuid,nodev 0 0
# End /etc/fstab
EOF
将 *
在挂载来源于 MS-DOS 或 Windows 的文件系统 (如 vfat、ntfs、smbfs、cifs、iso9660、udf) 时，需要一个特殊的挂载选项 —— utf8，才能正常解析文件名中的非 ASCII 字符。对于非 UTF-8 locale，选项 iocharset 的值应该和您的 locale 字符集设定一致，但改写成内核可以识别的写法。该选项能够正常工作的前提是，将相关的字符集定义 (在内核配置选项的 File Systems -> Native Language Support 子菜单中) 编译到内核中，或构建为内核模块。然而，如果使用了 UTF-8 locale，对应的 iocharset=utf8 会导致文件系统变得大小写敏感。为了避免这个问题，在使用 UTF-8 locale 时，需要用特殊选项 utf8 代替 iocharset=utf8。另外，vfat 和 smbfs 文件系统还需要“codepage”选项，它应该被设定为您的语言在 MS-DOS 下的代码页编号。例如，为了挂载一个 USB 闪存盘，一个 ru_RU.KOI8-R 用户应该在 /etc/fstab 中对应于闪存盘的行添加下列挂载选项：
noauto,user,quiet,showexec,codepage=866,iocharset=koi8r
相应的，ru_RU.UTF-8 用户应该使用下列选项：
noauto,user,quiet,showexec,codepage=866,utf8
注意此时使用的 iocharset 默认为 iso8859-1 (这保证文件系统是大小写不敏感的)，而 utf8 选项告诉内核使用 UTF-8 编码转换文件名，这样它们就能在 UTF-8 locale 中被正确解析。
也可以在内核配置中，为一些文件系统指定默认 codepage 和 iocharset 选项值。相关的配置参数名为“Default NLS Option” (CONFIG_NLS_DEFAULT)，“Default Remote NLS Option” (CONFIG_SMB_NLS_DEFAULT)，“Default codepage for FAT” (CONFIG_FAT_DEFAULT_CODEPAGE)，以及 “Default iocharset for FAT” (CONFIG_FAT_DEFAULT_IOCHARSET)。无法在编译内核时为 ntfs 文件系统指定这些默认值。
在某些硬盘上，通过将 barrier=1 挂载选项加入 /etc/fstab，可以使得 ext3 文件系统在发生电源故障时更可靠。为了检查磁盘驱动器是否支持该选项，在可用的磁盘驱动器上运行 hdparm。例如：
hdparm -I /dev/sda | grep NCQ
如果输出内容不为空，说明该选项可用。
注意：基于逻辑卷管理 (LVM) 的分区不能使用 barrier 选项。
10.3 Linux-6.1.11
Linux 软件包包含 Linux 内核。
估计构建时间: 1.5 - 130.0 SBU (一般约 12 SBU)
需要硬盘空间: 1200 - 8800 MB (一般约 1700 MB)
10.3.1 安装内核
构建内核需要三步 —— 配置、编译、安装。阅读内核源代码树中的 README 文件，了解不同于本手册的内核配置方法。
运行以下命令，准备编译内核：
make mrproper
该命令确保内核源代码树绝对干净，内核开发组建议在每次编译内核前运行该命令。尽管内核源代码树在解压后应该是干净的，但这并不完全可靠。
有多种配置内核选项的方法。例如，通常我们通过目录驱动的界面完成这一工作：
make menuconfig
以上命令中可选的 make 环境变量及含义：
*LANG=
它们根据宿主使用的 locale 建立 locale 设定。在 UTF-8 Linux 文本终端下，有时必须这样做才能正确绘制基于 ncurses 的配置菜单接口。
在这种情况下，一定要将 *
make menuconfig
这会启动 ncurses 目录驱动的界面。如果希望了解其他 (图形) 界面，可以输入 make help。
阅读 https://www.linuxfromscratch.org/hints/downloads/files/kernel-configuration.txt 了解关于内核配置的一般信息。BLFS 包含一些关于 LFS 之外的软件包需要的特定内核配置的信息，位于https://www.linuxfromscratch.org/blfs/view/11.3/longindex.html#kernel-config-index。另外在 http://www.kroah.com/lkn/ 也有一些关于配置和构建内核的信息。
注意
一个较好的初始内核配置可以通过运行 make defconfig 获得。它会考虑您的当前系统体系结构，将基本内核配置设定到较好的状态。
一定要按照以下列表启用/禁用/设定其中列出的内核特性，否则系统可能不能正常工作，甚至根本无法引导：
Processor type and features --->
[*] Build a relocatable kernel [CONFIG_RELOCATABLE]
[*] Randomize the address of the kernel image (KASLR) [CONFIG_RANDOMIZE_BASE]
General setup --->
[ ] Compile the kernel with warnings as errors [CONFIG_WERROR]
< > Enable kernel headers through /sys/kernel/kheaders.tar.xz [CONFIG_IKHEADERS]
General architecture-dependent options --->
[*] Stack Protector buffer overflow detection [CONFIG_STACKPROTECTOR]
[*] Strong Stack Protector [CONFIG_STACKPROTECTOR_STRONG]
Device Drivers --->
Graphics support --->
Frame buffer Devices --->
<*> Support for frame buffer devices --->
Console display driver support --->
[*] Framebuffer Console support [CONFIG_FRAMEBUFFER_CONSOLE]
Generic Driver Options --->
[ ] Support for uevent helper [CONFIG_UEVENT_HELPER]
[*] Maintain a devtmpfs filesystem to mount at /dev [CONFIG_DEVTMPFS]
[*] Automount devtmpfs at /dev, after the kernel mounted the rootfs [CONFIG_DEVTMPFS_MOUNT]
如果在构建 64 位系统，还需要启用一些特性。如果使用 menuconfig 进行配置，需要首先启用 CONFIG_PCI_MSI，然后启用 CONFIG_IRQ_REMAP，最后启用 CONFIG_X86_X2APIC，这是因为只有选定了一个选项的所有依赖项后，该选项才会出现。
Processor type and features --->
[*] Support x2apic [CONFIG_X86_X2APIC]
Device Drivers --->
[*] PCI Support ---> [CONFIG_PCI]
[*] Message Signaled Interrupts (MSI and MSI-X) [CONFIG_PCI_MSI]
[*] IOMMU Hardware Support ---> [CONFIG_IOMMU_SUPPORT]
[*] Support for Interrupt Remapping [CONFIG_IRQ_REMAP]
根据系统的需求，可能需要一些其他配置选项。BLFS 软件包需要的内核配置选项列表可以在 BLFS Index of Kernel Settings 查阅。
注意
如果您的硬件支持 UEFI，且您希望通过 UEFI 引导 LFS 系统，则您需要按照 BLFS 页面 的说明，调整一些内核配置选项。
上述配置选项的含义：
Randomize the address of the kernel image (KASLR)
为内核映像启用 ASLR，以预防一些基于内核中关键数据或代码的固定地址的攻击。
Compile the kernel with warnings as errors
如果使用了和内核开发者不同的编译器和/或配置，启用该选项可能导致构建失败。
Enable kernel headers through /sys/kernel/kheaders.tar.xz
启用该选项将会导致构建内核需要 cpio。LFS 没有安装 cpio。
Strong Stack Protector
为内核启用 SSP。我们通过在配置 GCC 时使用 –enable-default-ssp，已经为所有用户态代码启用了它，但是内核并不使用 GCC 默认的 SSP 设定。因此我们在这里显式地启用它。
Support for uevent helper
如果启用了该选项，它可能干扰 Udev/Eudev 的设备管理。
Maintain a devtmpfs
该选项会使内核自动创建设备节点，即使 Udev 没有运行。Udev 之后才在这些设备节点的基础上运行，管理它们的访问权限并为它们建立符号链接。所有 Udev/Eudev 用户都需要启用该选项。
Automount devtmpfs at /dev
该选项使得内核在切换到根文件系统之后，执行 init 前，将内核获知的设备信息挂载到 /dev。
Framebuffer Console support
该选项用于在帧缓冲设备显示 Linux 控制台。为了使得内核能够在早期引导阶段打印调试信息，不应该将其构建为内核模块，除非将要使用 initramfs。另外，如果 CONFIG_DRM (Direct Rendering Manager) 被启用，通常来说也应该启用 CONFIG_DRM_FBDEV_EMULATION。
Support x2apic
支持以 x2APIC 模式运行 64 位 x86 处理器的中断控制器。64 位 x86 系统的固件可能启用了 x2APIC，此时未启用该选项的内核在引导时会发生内核恐慌。该选项在固件禁用 x2APIC 时没有作用，但无害。
某些情况下，make oldconfig 更为合适。阅读 README 文件了解更多信息。
如果希望的话，也可以将宿主系统的内核配置文件 .config 拷贝到解压出的 linux-6.1.11 目录 (前提是可以找到该文件)。然而我们不推荐这样做，一般来说，浏览整个配置目录，并从头创建内核配置是更好的选择。
编译内核映像和模块：
make
如果要使用内核模块，可能需要在 /etc/modprobe.d 中写入模块配置。讨论模块和内核配置的信息位于第 9.3 节 “设备和模块管理概述”和 linux-6.1.11/Documentation 目录下的内核文档中。另外 modprobe.d(5) 也可以作为参考。
如果内核配置使用了模块，安装它们：
make modules_install
在内核编译完成后，需要进行额外步骤完成安装，一些文件需要拷贝到 /boot 目录中。
小心
如果要使用单独的 /boot 分区 (包括和宿主发行版共用一个 /boot 分区的情况)，需要将这些文件拷贝到该分区中。最简单的方法是首先在 /etc/fstab 中加入 /boot 分区的条目 (详见前一节)，然后在 chroot 环境中以 root 身份执行以下命令：
mount /boot
该命令中省略了指向设备节点的路径，因为 mount 可以从 /etc/fstab 中读取它。
指向内核映像的路径可能随机器平台的不同而变化。下面使用的文件名可以依照您的需要改变，但文件名的开头应该保持为 vmlinuz，以保证和下一节描述的引导过程自动设定相兼容。下面的命令假定机器是 x86 体系结构：
cp -iv arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz-6.1.11-lfs-11.3
System.map 是内核符号文件，它将内核 API 的每个函数入口点和运行时数据结构映射到它们的地址。它被用于调查分析内核可能出现的问题。执行以下命令安装该文件：
cp -iv System.map /boot/System.map-6.1.11
内核配置文件 .config 由上述的 make menuconfig 步骤生成，包含编译好的内核的所有配置选项。最好能将它保留下来以供日后参考：
cp -iv .config /boot/config-6.1.11
安装 Linux 内核文档：
install -d /usr/share/doc/linux-6.1.11
cp -r Documentation/* /usr/share/doc/linux-6.1.11
需要注意的是，在内核源代码目录中可能有不属于 root 的文件。在以 root 身份解压源代码包时 (就像我们在 chroot 环境中所做的那样)，这些文件会获得它们之前在软件包创建者的计算机上的用户和组 ID。这一般不会造成问题，因为在安装后通常会删除源代码目录树。然而，Linux 源代码目录树一般会被保留较长时间，这样创建者当时使用的用户 ID 就可能被分配给本机的某个用户，导致该用户拥有内核源代码的写权限。
注意
之后在 BLFS 中安装软件包时往往需要修改内核配置。因此，和其他软件包不同，我们在安装好内核后可以不移除源代码树。
如果要保留内核源代码树，对内核源代码目录运行 chown -R 0:0 命令，以保证 linux-6.1.11 目录中所有文件都属于 root。
警告
有的内核文档建议创建符号链接 /usr/src/linux 指向内核源代码目录，这仅仅适用于 2.6 系列之前的内核。在 LFS 系统上绝对不要创建它，因为在构建完基本 LFS 系统后，它可能在您构建其他软件包时引起问题。
警告
在系统 include 目录 (即 /usr/include) 中的内核头文件应该总是与构建 Glibc 时使用的内核头文件一致，即保持为第 5.4 节 “Linux-6.1.11 API 头文件”中安装的净化头文件。换句话说，永远不要用原始内核头文件，或其他版本内核的净化头文件替换它们。
10.3.2 配置 Linux 内核模块加载顺序
多数情况下 Linux 内核模块可以自动加载，但有时需要指定加载顺序。负责加载内核模块的程序 modprobe 和 insmod 从 /etc/modprobe.d 下的配置文件中读取加载顺序，例如，如果 USB 驱动程序 (ehci_hcd、ohci_hcd 和 uhci_hcd) 被构建为模块，则必须按照先加载 echi_hcd，再加载 ohci_hcd 和 uhci_hcd 的正确顺序，才能避免引导时出现警告信息。
为此，执行以下命令创建文件 /etc/modprobe.d/usb.conf：
install -v -m755 -d /etc/modprobe.d
cat > /etc/modprobe.d/usb.conf << "EOF"
# Begin /etc/modprobe.d/usb.conf
install ohci_hcd /sbin/modprobe ehci_hcd ; /sbin/modprobe -i ohci_hcd ; true
install uhci_hcd /sbin/modprobe ehci_hcd ; /sbin/modprobe -i uhci_hcd ; true
# End /etc/modprobe.d/usb.conf
EOF
10.3.3 Linux 的内容
安装的文件: config-6.1.11, vmlinuz-6.1.11-lfs-11.3, 以及 System.map-6.1.11
安装的目录: /lib/modules 和 /usr/share/doc/linux-6.1.11
简要描述
config-6.1.11 包含所有内核配置选项的值
vmlinuz-6.1.11-lfs-11.3 Linux 系统的引擎，在启动计算机时，它是操作系统中被最早加载的部分。它检测并初始化计算机硬件，将它们以目录树的形式提供给软件，并将单个 CPU 封装成多任务系统，使多个用户程序看上去在同时执行
System.map-6.1.11 地址和符号列表；它将内核函数和数据结构映射为入口点和地址
10.4 Using GRUB to Set Up the Boot Process
注意
如果您的系统支持 UEFI，且您希望通过 UEFI 引导 LFS，您应该跳过本页，并按照 BLFS 页面中的说明，配置支持 UEFI 的 GRUB。
10.4.1 概述
警告
如果您不小心错误地配置了 GRUB，可能导致您的系统完全无法使用，除非使用 CD-ROM 或可引导的 USB 存储器等备用引导设备。本节不是引导您的 LFS 系统的唯一方案，您可能只要修改现有的启动加载器 (如 Grub-Legacy、GRUB2 或 LILO) 配置即可引导 LFS。
您务必保证自己拥有一个紧急引导磁盘，它在计算机不可用 (无法引导) 时能够 “抢修” 计算机。如果您现在还没有引导设备，您可以执行以下命令创建一个。在运行下列命令前，您需要跳到 BLFS，安装包含 xorriso 的 libisoburn 软件包：
cd /tmp
grub-mkrescue --output=grub-img.iso
xorriso -as cdrecord -v dev=/dev/cdrw blank=as_needed grub-img.iso
10.4.2 GRUB 命名惯例
GRUB 使用一种独特的命名结构，为驱动器和分区命名。分区名的形式为 (hdn,m)，这里 n 是硬盘驱动器编号，m 是分区编号。硬盘驱动器编号从 0 开始，但分区号对于主分区来说从 1 开始 (对于扩展分区来说从 5 开始)。例如，分区 sda1 在 GRUB 中的名字是 (hd0,1)，而 sdb3 的名字是 (hd1,3)。和 Linux 不同，GRUB 不认为 CD-ROM 驱动器属于硬盘驱动器。例如，如果在 hdb 上有一个 CD-ROM 驱动器，而 hdc 上有第二个硬盘驱动器，则第二个硬盘驱动器仍然名为 hd1。
10.4.3 设定 GRUB 配置
GRUB 的工作方式是，将数据写入硬盘的第一个物理磁道。这里不属于任何文件系统，在启动时，第一个物理磁道中的程序从引导分区加载 GRUB 模块，默认在 /boot/grub 中查找模块。
引导分区的位置由负责进行配置的用户自己决定，作者推荐创建一个小的 (建议大小为 200 MB) 分区，专门存放引导信息。这样，不同的 Linux 系统 (无论是 LFS 还是商业发行版) 在启动时和启动后都能访问相同的引导文件。如果您选择这样做，您需要挂载这个单独的分区，将 /boot 中已有的文件 (例如上一节中构建的 Linux 内核) 移动到新的分区中。之后，解除该分区的挂载，并将它挂载为 /boot。另外，还要注意更新 /etc/fstab。
直接将 /boot 目录保留在 LFS 分区也是可以的，但这样在配置多系统启动时比较麻烦。
根据以上信息，确定 LFS 根分区 (或 boot 分区，如果使用了独立的 boot 分区) 的名称。下面假设 LFS 根分区 (或 boot 分区) 是 sda2。
将 GRUB 文件安装到 /boot/grub 并设定引导磁道：
警告
以下命令会覆盖当前启动引导器，如果这不是您希望的，不要运行该命令。例如，如果您使用第三方启动引导器管理主引导记录 (MBR)。
grub-install /dev/sda
注意
如果系统是使用 UEFI 引导的，grub-install 会试图为 x86_64-efi 目标安装文件，但它们并未在第 8 章中安装。如果出现了这类问题，请在以上命令中添加 --target i386-pc 选项。
10.4.4 创建 GRUB 配置文件
生成 /boot/grub/grub.cfg：
cat > /boot/grub/grub.cfg << "EOF"
# Begin /boot/grub/grub.cfg
set default=0
set timeout=5
insmod ext2
set root=(hd0,2)
menuentry "GNU/Linux, Linux 6.1.11-lfs-11.3" {
linux /boot/vmlinuz-6.1.11-lfs-11.3 root=/dev/sda2 ro
}
EOF
注意
从 GRUB的视角来看，内核文件的位置相对于它使用的分区。如果您使用了单独的 /boot 分区，需要从上面的 linux 行删除 /boot，然后修改 set root 行，指向 /boot 分区。
注意
如果新增或移除了一些存储设备 (包括 USB 闪存盘等可移动存储设备)，则 GRUB 赋予分区的编号可能发生改变。这可能导致引导失败，因为 grub.cfg 仍然在使用“旧的”编号。如果希望避免这种问题，可以使用分区和文件系统的 UUID 指定分区，以代替 GRUB 编号。运行 lsblk -o UUID,PARTUUID,PATH,MOUNTPOINT 以显示文件系统 (在 UUID 列) 和分区 (在 PARTUUID 列) 的 UUID。之后将 set root=(hdx,y) 替换为 search --set=root --fs-uuid *<内核所在文件系统的 UUID="">*，并将 `root=/dev/sda2` 替换为 `root=PARTUUID=<构建 LFS="" 使用的分区的="" UUID="">`。
注意分区的 UUID 和该分区中文件系统的 UUID 是完全不同的。一些在线资料可能建议使用 root=UUID=<文件系统 UUID> 代替root=PARTUUID=<分区 UUID>，但是这种方法依赖于 initramfs，而 initramfs 超出了 LFS 的范畴。
/dev 中分区对应的设备节点名也可能发生改变 (和 GRUB 分区编号的变化相比较为少见)。在 /etc/fstab 中，也可以将 /dev/sda1 这样的设备节点路径改为 PARTUUID=<分区 UUID>，从而避免设备节点命名发生改变时可能导致的引导失败。
GRUB 是一个很强大的程序，它提供了非常多的选项，可以支持多种设备、操作系统和分区类型，还有很多用于定制启动屏幕、声音、鼠标输入等的选项。这些选项的细节超过了本书的范围，不予讨论。
小心
有一个命令 grub-mkconfig 被用于自动创建配置文件。它使用 /etc/grub.d 中的脚本创建新配置文件，这会覆盖您手动编写的 grub.cfg。这些脚本主要是为非源代码发行版设计的，在 LFS 中不推荐使用。但是，如果您安装了商业发行版，它很可能在发行版中被运行，记得备份 grub.cfg 以防它被覆盖。