Mengekodkan OS berasaskan linux

Jadual Kandungan

• Pengenalan
• 1. Linux Kernel: Asas Kestabilan
• 2. Pemuat But: Mempertingkatkan Sistem
• 3. Permulaan Sistem: Menghidupkan OS
• 4. Pemacu dan Pengurusan Perkakasan
• 5. Sistem fail dan I/O
• 6. Antara Muka Pengguna Grafik (GUI)
• 7. Shell dan Interaksi Pengguna
• 8. Kesimpulan: Pemikiran Akhir tentang Pembangunan OS Linux

pengenalan

Membina sistem pengendalian berasaskan Linux ialah perjalanan konfigurasi dan penyesuaian, tetapi dengan banyak asas yang telah disediakan. Linux, sebagai sistem pengendalian, telah berkembang untuk memberikan fleksibiliti, kestabilan, dan sokongan komuniti yang besar. Tetapi walaupun ia kelihatan seperti jalan pintas berbanding membangunkan OS tersuai sepenuhnya dari awal, masih terdapat banyak bahagian bergerak dan butiran rumit yang perlu anda pertimbangkan.

Di sini, saya akan membawa anda melalui langkah teras membangunkan OS berasaskan Linux. Daripada bekerja dengan kernel kepada mengkonfigurasi pemacu, menambah GUI, dan menyediakan shell pengguna, terdapat banyak perkara untuk diselami. Sepanjang perjalanan, saya akan menyerlahkan aspek unik pembangunan OS Linux.

1. Linux Kernel: Asas Kestabilan

Inti Linux ialah nadi bagi mana-mana OS berasaskan Linux. Ia adalah perisian yang berkuasa dan diselenggara dengan baik yang mengurus sumber sistem, mengendalikan pengurusan memori dan menyelia penjadualan proses. Dengan menggunakan kernel Linux, anda bergantung pada dekad pembangunan, ujian dan peningkatan daripada salah satu komuniti sumber terbuka terbesar di dunia.

Dengan Linux, reka bentuk modular kernel membolehkan anda menyesuaikan sistem anda untuk kes penggunaan tertentu. Sama ada anda perlu mengoptimumkan untuk persekitaran pelayan, sistem desktop atau peranti terbenam, kernel boleh dikonfigurasikan sewajarnya.

Dalam OS berasaskan Linux biasa, anda berinteraksi dengan kernel melalui panggilan sistem. Ini adalah antara muka antara aplikasi ruang pengguna dan kernel.

// Example of a simple Linux system call
int result = fork();  // Create a new process
if (result == 0) {
    execl("/bin/ls", "ls", NULL);  // Execute the 'ls' command
}

Konfigurasi kernel biasanya dilakukan menggunakan alat seperti make menuconfig, di mana anda boleh mendayakan atau melumpuhkan modul kernel bergantung pada ciri yang anda perlukan.

2. Pemuat But: Memperbaiki Sistem

Setiap sistem pengendalian memerlukan cara untuk beralih daripada menghidupkan kuasa kepada menjalankan kernel, dan di situlah pemuat but masuk. Dalam kes sistem berasaskan Linux, kebanyakan orang bergantung pada GRUB (Grand Pemuat But Bersatu). GRUB memudahkan proses dengan menyediakan antara muka yang memuatkan kernel dan memindahkan kawalan kepadanya.

Mengkonfigurasi GRUB lazimnya melibatkan pengeditan fail grub.cfg, yang memberitahu GRUB tempat untuk mencari kernel dan pilihan yang hendak dihantar kepadanya. Anda tidak perlu menyelami pemuatan but peringkat pemasangan, yang menjadikan hidup lebih mudah.

# Sample GRUB configuration snippet
menuentry "Erfan Linux" {
    set root=(hd0,1)
    linux /vmlinuz root=/dev/sda1 ro quiet
    initrd /initrd.img
}

3. Permulaan Sistem: Menghidupkan OS

Selepas kernel mengambil alih, langkah utama seterusnya ialah pemulaan sistem. Di sinilah sistem init seperti systemd, SysVinit atau runit berperanan. Sistem init bertanggungjawab untuk memulakan semua perkhidmatan yang diperlukan, menyediakan persekitaran sistem dan bootstrap OS kepada keadaan yang boleh digunakan.

Dalam Linux, systemd telah menjadi sistem init standard. Ia menguruskan proses, perkhidmatan, pengelogan dan banyak lagi. Sebagai contoh, apabila anda menjalankan perintah seperti systemctl start apache2, systemdlah yang menjaga memulakan pelayan web Apache dan memastikan ia terus berjalan.

Berikut ialah konfigurasi perkhidmatan yang sangat mudah untuk systemd:

[Unit]
Description=My Custom Service

[Service]
ExecStart=/usr/bin/my_custom_service

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Tanpa sistem init seperti systemd, anda akan mengendalikan pemulaan proses secara manual, yang melibatkan lebih banyak pengurusan sistem peringkat rendah, mencipta mekanisme kawalan proses dan menangani kebergantungan perkhidmatan.

4. Pemacu dan Pengurusan Perkakasan

Salah satu bahagian paling rumit dalam membina mana-mana sistem pengendalian ialah pengurusan perkakasan. Dengan OS berasaskan Linux, anda bekerja dengan kernel yang sudah termasuk sokongan untuk pelbagai peranti perkakasan—dari antara muka rangkaian kepada pengawal storan kepada peranti input. Banyak pemacu telah pun digabungkan dengan kernel dan sebarang pemacu tambahan boleh dimuatkan secara dinamik.

Sebagai contoh, anda boleh memuatkan pemacu untuk peranti tertentu menggunakan arahan modprobe:

modprobe i915  # Load Intel graphics driver

Linux juga menggunakan pengurus peranti udev untuk mengesan perubahan perkakasan dengan cepat dan memuatkan pemacu yang sesuai. Ini menjadikan pengurusan perkakasan lebih lancar berbanding dengan menulis pemacu peranti dari awal.

But, as always, not all drivers come bundled with the Linux kernel. Sometimes, you’ll need to compile and install third-party drivers, especially for cutting-edge or proprietary hardware.

5. Filesystem and I/O

The filesystem is the backbone of any operating system. It’s where the OS stores all its data, from system configuration files to user documents. With Linux-based systems, you have a choice between several filesystems like ext4, Btrfs, and XFS.

Choosing the right filesystem depends on your needs. Ext4 is the most common and reliable, while Btrfs offers advanced features like snapshotting and data integrity checks.

To mount a filesystem in Linux, it’s as simple as running a command like this:

mount /dev/sda1 /mnt

In addition to this, you’ll need to ensure your OS handles basic file I/O operations efficiently, using system calls like read(), write(), and open().

6. Graphical User Interface (GUI)

When you move from a headless server environment to a desktop or workstation, you need a graphical user interface (GUI). For Linux-based systems, this usually means installing X11 or Wayland for the display server and adding a desktop environment like GNOME or KDE.

Setting up a GUI on a Linux-based OS is fairly straightforward. You can use package managers to install the desktop environment and display server, then configure them to start on boot. For example, to install GNOME on Ubuntu, you would simply run:

sudo apt install ubuntu-gnome-desktop

Once installed, the user can log in and interact with the system through windows, menus, and graphical applications.

7. Shell and User Interaction

At the heart of any Linux system is the shell. Whether it’s Bash, Zsh, or another shell variant, this is where most users will interact with the system, run commands, and manage files.

Here’s an example of a basic shell interaction:

# Creating a new directory
mkdir /home/user/new_directory

# Listing contents of the directory
ls -la /home/user

In addition to a command-line interface (CLI), many Linux-based OSes also include terminal emulators in their GUIs for those who want the power of the shell with the comfort of a graphical environment.

8. Conclusion: Final Thoughts on Linux OS Development

Developing a Linux-based operating system comes with a significant advantage: you don’t have to start from scratch. The Linux kernel handles the core system functionality, GRUB manages the boot process, and systemd handles initialization. However, this doesn’t mean the work is easy. You still need to configure, optimize, and integrate these components to create a seamless and user-friendly operating system.

The process of building a Linux-based OS is about finding the balance between customizing for your specific use case and leveraging the immense power of the Linux ecosystem. Whether you’re creating a lightweight OS for embedded systems or a feature-rich desktop environment, the journey is filled with its own set of challenges.

But hey, if it were easy, everyone would be doing it, right??

Atas ialah kandungan terperinci Mengekodkan OS berasaskan linux. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!