Руководство по созданию linux

В современном мире нас окружает огромное количество электронных устройств различной степени сложности. Если устройство более или менее сложное, например, телевизор, маршрутизатор, смартфон, то с большой долей вероятности оно работает под управлением операционной системы Linuх, и эта мысль не даёт мне покоя.

Ещё больше не даёт покоя мне тот факт, что все ядра операционной системы Linux, которые работают на различных устройствах и серверах, собраны из исходного кода, находящегося в репозитории на сайте kernel.org.

Такие разные устройства, а операционная система, работающая на них, собрана из одного и того же исходного кода! Это утверждение, конечно, верно лишь отчасти, так как фактически ядро обычно расширено и модифицировано разработчиками конкретных дистрибутивов Linux, а также разработчиками конкретных устройств, но общего исходного кода достаточно много.

Мне всегда хотелось собрать операционную систему Linux самому из исходного кода, но процесс этот всегда казался сложным и запутанным, да и многого я не понимал. Но всё-таки в определённый момент времени я накопил достаточное количество знаний, чтобы осуществить свою мечту. В этой статье я хочу рассказать вам, как собрать минимальную Linux из исходного кода и запустить её у себя на компьютере.

Она не позволит использовать все возможности вашего компьютера, но будет иметь главное – интерфейс командной строки. Поверьте мне, получив работающий интерфейс командной строки Linux на вашем реальном компьютере, вы испытаете неповторимые ощущения.

Вы удивитесь, но минимальный набор, необходимый для получения командной строки Linux содержит всего два файла: файл ядра Linux и файл начального образа корневой файловой системы. Естественно, необходим загрузчик, который загрузит эти два файла и инициирует выполнение ядра, передав ему образ начальной корневой файловой системы и другие параметры, если они необходимы.

▍ Минимальная операционная система Linux

Чтобы вы как-то смогли работать с операционной системой, вам нужны четыре составляющие: загрузчик, ядро, начальная корневая файловая система и набор утилит, являющийся интерфейсом к ядру операционной системы.

Загрузчик — это специальная программа, которая позволяет процессору начать выполнение машинных инструкций, находящихся в файле ядра операционной системы.

Ядро — это программный код, который содержит:

• aбстракции для различных физических устройств ввода-вывода, с которыми может работать процессор (драйвера устройств),
• aбстракции структур данных для хранения (файловые системы),
• aбстракции для разделения во времени выполнения программных инструкций (процессы, потоки),
• другие абстракции.

Именно благодаря ядру разработчику прикладных программ часто вообще нет разницы, какая видеокарта, клавиатура или жёсткий диск установлены на компьютере. Он просто пишет код, который работает с устройствами ввода-вывода, процессами, файлами, сокетами и др.

Начальная корневая файловая система нужна для того, чтобы ядро выполнило начальную загрузку файлов, необходимую для дальнейшей загрузки операционной системы. Самыми важными являются модули ядра Linux, не вошедшие в состав файла ядра, но нужные для дальнейшей загрузки, и файл, на основании которого будет создан самый первый процесс при загрузке операционной системы (init).

Набор утилит позволяет вам работать с абстракциями, находящимися в ядре операционной системы. В зависимости от сложности и назначения устройства, на котором будет работать операционная система, этот набор может различаться. Утилиты определяют функциональность и интерфейс взаимодействия с пользователем. Например, для роутера они будут одни, для телефона другие, а для персонального компьютера третьи.

▍ Загрузка операционной системы Linux

Загрузка операционной системы Linux может отличаться на различных архитектурах и компьютерах, но для архитектуры x86 загрузка выглядит в большинстве случаев так:

1. Происходит включение компьютера.
2. BIOS или UEFI находит на компьютере загрузчик операционной системы и передаёт управление ему.
3. Загрузчик операционной системы загружает в оперативную память файл ядра Linux и файл образа начальной файловой системы (файл initrd).
4. Загрузчик операционной системы передаёт управление ядру операционной системы Linux.
5. Ядро операционной системы проводит начальную инициализацию.
6. Ядро операционной системы получает доступ к файлам, которые находятся в образе начальной файловой системы (монтирует образ).
7. Ядро ищет файл init в начальной файловой системе и запускает самый первый процесс пользователя на его основе.
8. Процесс init монтирует уже постоянную файловую систему, продолжает инициализацию операционной системы и переносит корень файловой системы Linux на смонтированную файловую систему и запускает другие процессы, которые необходимы для инициализации.

▍ Дистрибутивы Linux

Дистрибутив – это ядро Linux, набор библиотек, утилит и программ, который устанавливается на компьютер или устройство.

На данный момент количество различных дистрибутивов огромно. Их перечень вы можете посмотреть на сайте DistroWatch.

Современные дистрибутивы Linux обычно распространяются в виде образов ISO и позволяют устанавливать обновления и дополнительные программы (пакеты), но мы делаем минимальный дистрибутив, поэтому, естественно, у нас такой возможности не будет.

Одна из самых полных инструкций, как собрать дистрибутив Linux с нуля, находится здесь. Сборка дистрибутива Linux — процесс интересный и позволит вам узнать много нового, но уж очень он долгий, а значит вам необходима огромная сила воли, чтобы выполнить его от начала до конца.

Когда ты получаешь такой огромный массив информации, не сильно разбираясь в теме, есть вероятность, что ты часть вещей выполнишь, не сильно вникая в суть.

Поэтому я стремился упростить создание дистрибутива до минимума: мы не будем монтировать постоянную файловую систему, а в качестве файла init будем использовать файл скрипта, который выполнит минимальную инициализацию и запустит оболочку sh.

▍ Загрузка операционной системы

За долгие годы своего существования Linux был портирован на множество аппаратных платформ. Загрузка Linux для каждой платформы отличается.

Для x86 загрузка может отличаться следующим:

1. Будет ли использоваться для загрузки BIOS или UEFI.
2. На каком носителе (жёсткий диск, флеш-накопитель, оптический диск, компьютерная сеть) BIOS или UEFI будет искать загрузчик.
3. Как размечен жёсткий диск или флеш-накопитель (MBR или GPT).
4. На каком носителе и в какой файловой системе (FAT, NTFS, EXT, CDFS и др.) будут располагаться файл ядра и файл с образом начальной корневой файловой системы, называющийся initrd.

▍ Структура начальной корневой файловой системы

Начальная корневая файловая система содержит минимальное количество файлов и директорий, необходимых для дальнейшей работы Linux. В нашем случае это директории bin, dev, proc, sys. В директории bin cодержатся утилиты для работы с ядром Linux.

▍ Наборы утилит

Минимальный Linux — это ядро и набор утилит командной строки. Ядро и утилиты командной строки разрабатываются разными командами программистов.

Наиболее распространёнными наборами являются:

• GNU Core Utils;
• BusyBox.

Из-за того, что BusyBox отличается простотой и занимает немного места на диске, его часто используют на встраиваемых устройствах. Мы же будем его использовать из-за простоты.

▍ Создание среды для сборки Linux

Как бы это парадоксально ни звучало, но Linux обычно собирают в Linux. Для этого вам необходима операционная система Linux, в которой присутствуют программы, позволяющие собрать ядро Linux и набор утилит для сборки.

Например, на Ubuntu 22.10 нам необходимо установить следующие пакеты: make, build-essential, bc, bison, flex, libssl-dev, libelf-dev, wget, cpio, fdisk, extlinux, dosfstools, qemu-system-x86. Для других систем набор пакетов может отличаться.

▍ Создание минимальной Linux в Ubuntu 22.10

1. Устанавливаем необходимые пакеты для сборки.

$ cd ~
$ mkdir -p simple-linux/build/sources
$ mkdir -p simple-linux/build/downloads
$ mkdir -p simple-linux/build/out
$ mkdir -p simple-linux/linux
$ sudo apt update
$ sudo apt install --yes make build-essential bc bison flex libssl-dev libelf-dev wget cpio fdisk extlinux dosfstools qemu-system-x86

2. Загружаем из интернета исходный код для ядра Linux и BusyBox.

$ cd simple-linux/build
$ wget -P downloads  https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.15.79.tar.xz
$ wget -P downloads https://busybox.net/downloads/busybox-1.35.0.tar.bz2

3. Распаковываем архивы с исходным кодом.

$ tar -xvf downloads/linux-5.15.79.tar.xz -C sources
$ tar -xjvf downloads/busybox-1.35.0.tar.bz2 -C sources

4. Собираем бинарные файлы BusyBox и для ядра Linux. Этот процесс займёт достаточно много времени, порядка 10 минут и даже больше, поэтому не пугайтесь.

$ cd sources/busybox-1.35.0
$ make defconfig
$ make LDFLAGS=-static
$ cp busybox ../../out/
$ cd ../linux-5.15.79
$ make defconfig
$ make -j8 || exit
$ cp arch/x86_64/boot/bzImage ~/simple-linux/linux/vmlinuz-5.15.79

5. Создаём файл init.

$ mkdir -p ~/simple-linux/build/initrd
$ cd ~/simple-linux/build/initrd
$ vi init

Вместо редактора vim (команда vi) вы можете использовать другой текстовый редактор, например gedit.

#! /bin/sh
mount -t sysfs sysfs /sys
mount -t proc proc /proc
mount -t devtmpfs udev /dev
sysctl -w kernel.printk="2 4 1 7"
/bin/sh
poweroff -f

6. Cоздаём структуру директорий и файлов.

$ chmod 777 init
$ mkdir -p bin dev proc sys
$ cd bin
$ cp ~/simple-linux/build/out/busybox ./
$ for prog in $(./busybox --list); do ln -s /bin/busybox $prog; done

7. Помещаем структуру в файл initrd, который у нас является cpio-архивом.

$ cd ..
$ find . | cpio -o -H newc > ~/simple-linux/linux/initrd-busybox-1.35.0.img

8. Запускаем собранный образ в эмуляторе qemu.

$ cd ~/simple-linux/linux
$ qemu-system-x86_64 -kernel vmlinuz-5.15.79 -initrd initrd-busybox-1.35.0.img -nographic -append 'console=ttyS0'

9. Попробуем ввести известные вам команды Linux. Выходим из эмулируемой Linux, набрав команду exit.

▍ Создание загрузочного образа для флеш-накопителя

Если мы хотим запустить наш Linux на реальном железе, то, наверное, самый простой способ — это создать образ для размещения на загрузочном накопителе и записать его. Создание такого образа и загрузка с накопителя, с моей точки зрения, самый сложный процесс и требует более продвинутых знаний от вас.

При создании образа нужно принять несколько решений:

• что будет инициировать загрузку (BIOS или UEFI),
• какой накопитель вы будете использовать (CDROM, флеш-накопитель, жёсткий диск),
• как вы разметите накопитель (MBR, GPT) и будете ли его размечать,
• какой загрузчик вы будете использовать,
• какая файловая система будет использоваться там, где будут располагаться файлы Linux и загрузчика.

Я использовал флеш-накопитель с MBR и установленным загрузчиком EXTLINUX, одним разделом FAT32, на котором располагаются файлы. Загрузку у меня инициировал BIOS (опция Legacy boot, если у вас на компьютере прошит UEFI BIOS).

Алгоритм создания образа загрузочного флеш-накопителя следующий:

1. Создаём файл образа.

$ dd if=/dev/zero of=boot-disk.img bs=1024K count=50

2. Создаём загрузочный раздел внутри файла образа.

$ echo "type=83,bootable" | sfdisk boot-disk.img

3. Настраиваем loopback-устройство на загрузочный раздел внутри файла boot-disk.img.

$ losetup -D
$ LOOP_DEVICE=$(losetup -f)
$ losetup -o $(expr 512 \* 2048) ${LOOP_DEVICE} boot-disk.img

4. Создаём файловую систему на loopback-устройстве.

$ mkfs.vfat ${LOOP_DEVICE}

5. Монтируем loopback-устройство.

$ mkdir -p /mnt/os
$ mount -t auto ${LOOP_DEVICE} /mnt/os

6. Копируем файл ядра Linux и файл initrd на первый раздел внутри файла boot-disk.img.

$ cp vmlinuz-5.15.79 initrd-busybox-1.35.0.img /mnt/os

7. Выполняем установку загрузчика EXTLINUX внутри файла boot-disk.img.

$ mkdir -p /mnt/os/boot
$ extlinux --install /mnt/os/boot

8. Создаём файл конфигурации для загрузчика, в котором указываем, что именно грузить.

$ echo "DEFAULT linux" >> /mnt/os/boot/syslinux.cfg
$ echo "  SAY Booting Simple Linux via SYSLINUX" >> /mnt/os/boot/syslinux.cfg
$ echo "  LABEL linux"  >> /mnt/os/boot/syslinux.cfg
$ echo "  KERNEL /vmlinuz-5.15.79" >> /mnt/os/boot/syslinux.cfg
$ echo "  APPEND initrd=/initrd-busybox-1.35.0.img nomodeset" >> /mnt/os/boot/syslinux.cfg

9. Размонтируем loopback-устройство.

$ umount /mnt/os
$ losetup -D

10. Выполняем установку загрузчика MBR в начало диска внутри файла boot-disk.im.

$ dd if=/usr/lib/syslinux/mbr/mbr.bin of=boot-disk.img bs=440 count=1 conv=notrunc

Файл boot-disk.img будет содержать загрузочный образ флеш-накопителя

▍ Использование Docker для сборки Linux

Описанные выше алгоритмы содержат много команд и параметров, в них достаточно просто ошибиться при наборе. Команды можно объединить в bash-скрипты, а чтобы можно было собрать Linux в операционной системе Windows 10 или 11, рационально использовать Docker Desktop.

Суть Docker в следующем:

1. В файле Dockerfile вы описываете структуру окружения для вашей программы или скрипта.
2. При помощи утилиты docker на основании Dockerfile вы создаёте образ этого окружения в определённом формате.
3. При помощи этой же утилиты вы можете запустить на основе образа экземпляр вашей программы или скрипта, работающий в изолированном окружении и называемый Docker-контейнер в терминологии Docker.
4. Созданные вами образы можно хранить в репозитории и повторно использовать.
   Docker-контейнеры, созданные на основании одного и того же образа, будут идентично выполняться на всех компьютерах, способных его выполнить.
5. Dockerfile удобно читать и изучать, также его удобно распространять.

На GitHub у меня есть проект, содержащий исходный код среды для сборки Linux на основе технологии Docker-контейнеров.

Ниже приведу содержимое Dockerfile:

FROM ubuntu:22.10
RUN apt update && apt install --yes make build-essential bc bison flex libssl-dev libelf-dev wget
RUN apt install --yes cpio fdisk extlinux dosfstools qemu-system-x86
RUN apt install --yes vim
ARG APP=/app
ARG LINUX_DIR=$APP/linux
ARG FILES_DIR=$APP/files
ARG SCRIPTS_DIR=$APP/scripts
ENV BUILD_DIR=$APP/build
ENV LINUX_DIR=$LINUX_DIR
ENV FILES_DIR=$FILES_DIR
ENV LINUX_VER=5.15.79
ENV BUSYBOX_VER=1.35.0
ENV BASH_ENV="$SCRIPTS_DIR/bash-env/env" 
COPY ./scripts $APP/scripts
COPY ./files $APP/files
RUN mkdir -p $LINUX_DIR
RUN  ln -s $APP/scripts/start-linux.sh /usr/bin/start &&\
     ln -s $APP/scripts/build-linux.sh /usr/bin/build &&\
     ln -s $APP/scripts/build-image.sh /usr/bin/image
WORKDIR $APP/scripts
CMD build

Команда FROM является самой важной в нём, она указывает, на основании какого образа файловой системы будет строиться наш образ для сборки Linux. В данном случае это ubuntu:22.10.

Команда RUN запускает команды внутри создаваемого нами образа. Т. е. команды, которые следуют после RUN, будут выполнены так, как было бы, если бы вы работали в Ubuntu 22.10 и выполнили их в командной строке. В результате работы команды образ файловой системы у вас изменится, так как эти команды изменяют файловую систему внутри него.

Команда COPY копирует файлы из файловой системы нашей операционной системы внутрь создаваемого образа. Как и RUN, она изменяет файловую систему внутри образа.

Команды ARG и ENV вызывают путаницу. Не знаю, проясню я вам или нет, но ARG – это создание переменных, которые используются при создании образа, а ENV – это создание переменных, которые используются, когда уже на основании этого образа создан контейнер, и эти переменные будут видны внутри него.

Команда WORKDIR указывает, какая директория будет рабочей при запуске контейнера, созданного на базе нашего образа.

Команда CMD указывает, какая команда будет выполнена по умолчанию внутри контейнера при его запуске.

▍ Запуск и сборка минимальной Linux при помощи Docker

Вы можете поэкспериментировать с моим проектом. В Windows лучше всего запускать Docker в PowerShell.

1. Создание Docker-образа:

$ git clone https://github.com/artyomsoft/simple-linux.git
$ cd simple-linux
$ docker build --build-arg APP -t simple-linux .

2. Запуск минимальной Linux:

$ mkdir linux
$ cd linux
$ docker run -v ${pwd}:/app/linux --rm -it simple-linux build

В созданной вами директории linux будет находиться собранный файл ядра Linux и файл образа начальной корневой системы.

3. Создание загрузочного образа для флеш-накопителя.

Обратите внимание, что нужно использовать опцию —privileged в docker, так как скрипт image использует loopback-устройство.

$ docker run -v ${pwd}:/app/linux –-privileged --rm -it simple-linux image

Если вы будете использовать Docker Desktop for Linux, Docker придётся запускать, используя sudo и вместо ${pwd} нужно будет использовать $(pwd).

▍ Запись загрузочного образа для флеш-накопителя на носитель

Созданный файл образа для флеш-накопителя (linux-5.15.79-busybox-1.35.0-disk.img) вы можете записать на флеш-накопитель при помощи утилиты Win32DiskImager. Следует заметить, что при записи вы потеряете все данные, хранящиеся на флеш-накопителе, поэтому лучше использовать накопитель, на котором нет никаких файлов.

После записи образа на флеш-накопитель перезагрузите компьютер и выберите загрузку с USB-HDD, т. е. c созданного вами флеш-накопителя. Скорее всего, перед этим вам будет нужно выбрать Legacy Boot и отключить Secure Boot в BIOS.

▍ Выводы

docker run -v ${pwd}:/app/linux --rm -it artyomsoft/simple-linux build

В этой статье я привёл подробную инструкцию, как можно получить работающую систему Linux из исходного кода.

Кому-то эта статья может показаться сильно простой и не заслуживающей внимания. Но я, чтобы не отпугнуть вас подробностями, не углублялся в такие темы, как BIOS, UEFI, файловые системы, загрузчики, библиотека glibc, подробный процесс загрузки операционной системы, различные спецификации, динамическая и статическая линковка, модули ядра Linux… Я только привёл минимальное количество теории, которая позволит понять, что же, собственно, вы делали, и разобраться в теме гораздо быстрее меня, не собирая всю информацию по крупицам.

Полученную операционную систему вы вряд ли будете использовать в дальнейшем, но я надеюсь, что абстрактные знания о Linux у вас превратятся в понимание и умение.

Играй в наш скролл-шутер прямо в Telegram и получай призы! 🕹️🎁

This article was written by Tom Meyers, a DevOps engineer at iDalko.

There’s a lot you can do when it comes to open-source software thanks to its in-built flexibility, scalability, and adaptability. You can even decide to make a new product based on your specific requirements. In this blog post, I will walk you through the journey I took to build my own Linux distribution called TOS.

Before we get started, let’s sketch the landscape.

Here’s what I’m going to cover in this blog post:

• The World of Operating Systems
• What is Linux?
• My Adventure to Building my own Linux Distribution

The World of Operating Systems

We all use computers on a daily basis. Most of you know about Microsoft Windows and Apple’s macOS. However, did you also know about GNU/Linux also referred to as Linux? This world is dominated by Windows with macOS being in second place, and far down the charts, we see Linux.

Microsoft Windows takes up to about 80% of the market and macOS around 16%. This leaves almost no space for Linux. But don’t stop reading just yet. It is used more than you think as these numbers only reflect desktop usage. Did you know that Android runs on Linux? When you are using Facebook, Instagram, or Google, you are also using Linux. It is the most used server operating system by a fair margin.

What Exactly is an Operating System?

An operating system is a piece of software that sits in between the hardware that you interact with and the software that you wish to run. When you are typing on a keyboard or looking at your screen, you are touching the hardware. When you start your web browser you are using software, the web browser is executing code on your CPU (Central Processing Unit).

However, it doesn’t do this directly. It talks with your Operating System, which then talks with your hardware. In essence, it translates and manages hardware so that software can use it. (See below)

What is Linux?

A Misconception about Linux

One common misconception is that Linux is an operating system (OS). This is factually incorrect and it is rather that piece of software that directly communicates with the hardware. An OS is much more than that, it includes software libraries, runtimes, and usually a default set of executables.

Most Linux distributions use GNU as the operating system (including TOS). GNU is the child of Richard Stallman and was designed to be Free (As in Freedom) and Open Source. This ranges from a compiler to system libraries as well as commonly used system programs.

In the Linux world, we often say GNU + Linux otherwise referred to as GNU/Linux, because the Operating System is a combination of those 2 projects. Other versions of Linux also exist, for example, the busybox project. These Linux distributions are often more lightweight and can be found in embedded systems.

Understanding a few Linux commands would give you a view of how to use Linux distro efficiently.

Free Software vs. Open-source Software

The Linux kernel is known to be open-source software. This means that the source code is openly available. Everybody can read the code and modify it to their heart’s content.

It means we, as a community, can find bugs and fix them or add extra features. This is a very powerful feature and enables collaboration to improve the software, fix bugs, and increase the security. Open-source software is usually free (not to be confused with free as in freedom). Examples of such software are VLC, MediaWiki (Wikipedia), and Firefox. The open-source development model has led to a vast and interesting ecosystem.

Then we also have free software (free as in freedom), which is even more open than open-source software. It not only allows you to look at the source code and modify it, but it also lets you resell the software for money and make a business out of it. The free software foundation describes it as “the users have the freedom to run, copy, distribute, study, change and improve the software”.

Software like Microsoft Windows is known as proprietary software. This software is not owned by the user, so they are only allowed to use it. The users are not allowed to look at the code, reverse engineer, modify, or redistribute it.

In other words, you have the freedom to do what you want with free and open-source software, but not with proprietary software. This is a key consideration in the Linux world.

My Adventure to Building my own Linux Distribution

The Birth of TOS Linux

This brings us to the story of how I started to work on TOS GNU/Linux. First I used an OS known as Ubuntu (the most widely used Linux distribution). This gave me a well-established basis on how to use Linux, it was stable and supported my needs of software.

However, when time grew, so did my curiosity. I began exploring the vast landscape of Linux distributions. This drove me to test different distributions. In order, I experimented with:

1. Ubuntu
2. Kubuntu
3. Fedora
4. Manjaro
5. Arch Linux
6. TOS (My Own Distribution)

Each distro had its own features and reason why to use it. But the story really begins with Arch Linux. It is known as a Do It Yourself (DIY) distribution. This means you actually had to completely do everything yourself. From installing all drivers to choosing the Desktop Environment (DE) and applications you want to use. Nothing is done for you and everything must be done by yourself.

This distro gave me insight into how Linux works on a lower level. Because it was so low level it meant you have to make sure everything is installed and configured correctly. For example, if you forgot to install a wifi driver and network manager, then you couldn’t use the internet and thus couldn’t fix the problem.

Soon after installing Arch Linux on my laptop, I wanted to install it on my desktop. This took a lot of setup work. Which meant I created a shell script that automatically installed Arch Linux with all my dependencies and favorite applications. Which, in essence, was my very first “installer”.

This resulted in installations of 15 minutes instead of 1 to 2 days of manual work. I soon began to modify and fix bugs in the installation script. Each time I wanted a new feature, I added it to that script.

You can imagine that over time it began growing and growing more massive. Eventually, the script was no longer, instead I made several components that each interacts with one another, and that in the end became TOS GNU/Linux.

The TOS Linux Installer

TOS Linux has a graphical installer that is responsible for installing the operating system on your hardware. It does a number of things. Mainly the following:

1. Partition the hard drive/SSD
2. Creating users and groups
3. Installing all required packages (from the TOS repository)
4. Configuring the OS (keyboard layout, permissions, repository mirrors, etc)
5. Setting up the boot process
6. Preparing and validating the environment

Each section above has its own respective configuration.

For example, people can decide how to partition their environment, which filesystem to use, and if they want to encrypt their data or not. The installer is fully featured and easy to use.

It is based on the calamares installer framework.

Package Management and Repository

A major part of a distribution is its package management and the repositories. TOS uses the “PacMan” (package manager). It is responsible for keeping the system up-to-date along with all the applications.

A naive approach to package management is how windows does it. There you have to go to a website and download the executable. This is obviously unsafe as you can download a malicious executable.

TOS has what is called a repository. It contains a list of packages that are known to be safe and get updated daily. This guarantees up-to-date and secure packages. Packages get built by the TOS developers and are verified to come from reputable sources.

To prevent Man In the Middle attacks, TOS uses what is called package signing. In short, each package gets built and compressed (much like a zip file, instead it uses zstd) after it is compressed it will be signed with a private key. The resulting signature will be provided in the repository with the package.

The basic installation includes the public key on their computer. When they download a package, they also download the signature and verify if the package is signed by the matching private key.

The TOS repository and security topic is vast and should have their own blog post. At this moment, you can install over 80,000 packages from the repository.

TOS Desktop Environment

Outside maintaining packages, kernels, configurations, installers, repositories, and more, TOS also provides its own desktop environment.

Before continuing TOS can also use other desktop environments such as GNOME, KDE, Deepin, Cinnamon, Mate, and more, they are all provided in the official repository.

The default desktop environment is called TDE (TOS Desktop Environment).

A desktop environment sits on top of the Operating System and provides a Graphical User Interface that helps you maintain your daily life. Here is a list of what a desktop environment does:

1. Managing applications/windows
2. Giving a default set of applications (text editor, file manager, settings, etc)
3. Managing the state (WiFi, Bluetooth, display settings, keyboard layout, etc)
4. Managing privileges (asks for password or fingerprint when needed)
5. Managing look and feel, icons, themes, folders, mouse pointer, wallpaper, and more
6. Login management

And much more.

To keep it simple, it does everything that you can visually see except for applications that you install manually.

For macOS and Windows, the desktop environment is baked into the operating system. On Linux, you are free to swap them.

If you wish to read more on TDE, read this guide.

TOS Linux Kernel

TOS wants to support as many computers and hardware as it can. Because of this, we have a modified version of the Linux kernel that supports the broadest set of hardware. By default, the vanilla kernel contains only a subset of what you can do.

In TOS, we extend this subset with more features and saner defaults for the ultimate desktop experience. The vanilla kernel contains configurations for servers, whilst the TOS kernel is designed for graphical use and support for most hardware.

You can take a look at the TOS kernel source code.

Booting up

To be able to use TOS GNU/Linux we have to start it up, usually called the bootup sequence.

The TOS Linux bootloader supports multiple operating systems. It can boot any version of Linux, BSD, macOS, and Windows. So you can run TOS Linux side by side with, for example, windows.

The above image (from GoLinuxCloud) demonstrates the boot sequence. In TOS we both support MBR and GPT(UEFI) systems to boot up. The bootloader used is Grand Unified Bootloader (GRUB) Which will launch an initial ramdisk (initrd) that will be loaded into RAM (it contains everything needed to start all applications). It is responsible for mounting the hard drives, running the kernel, starting the init process, etc.

The initialization process is responsible for launching every program. It, for example, starts all required drivers, starts the GUI, and all background processes. In the case of TOS, this is systemd.

Once everything is booted up, you will be presented with a login screen.

Wiki

TOS provides an excellent wiki that should help you in case you have questions or are having issues.

The wiki covers topics about how to use TOS, how to install it, and what you can do as a developer. It also covers other topics such as how to configure certain software. The wiki can be found under the link wiki.odex.be.

Here are some example pages you can find in the wiki:

• Developer coding style guide
• TDE – basic usage
• Updating packages
• System repair
• Setup NVIDIA as a graphical driver
• Configuring open VPN
• PostgreSQL

At the moment, the wiki has over 2400 pages/tutorials which will cover most of the daily issues that users might run into.

Conclusion

TOS GNU/Linux was started as a project so that I had a machine that was totally under my control. It contains a huge number of packages in the repository and provides the needed control for the user. It allows you to completely modify and alter your system. And it comes along with an extensible wiki that covers most (if not all) of your problems.

I would also like to thank the work that Allen McRae and the other developers did on Arch Linux as they founded the basis that later became TOS.

Some people might want to take a look at TOS and for that reason, I will leave here a list of useful links

• Download TOS
• Setup Guide
• TOS homepage
• Wiki homepage
• The TOS source code

Recommended Reads: 

• Open-Source Software: An Introduction
• The Benefits of Open Source Software for Small Businesses

ВВЕДЕНИЕ

Прежде чем делать свою сборку, Вы должны определить цель и задачи своего творения. Иначе сборка может не получить своё предназначение в этом мире и остаться малоизвестной.Итак, цели и задачи определены и Вы решились сделать сборку своей системы.

Для начала Вы должны либо в Virtualbox (или в другой виртуальной машине), либо у себя на компьютере установить операционную систему со всеми настройками, со всеми программами, которые считаете нужными иметь в Вашей сборке.

Теперь, когда всё настроено и установлено, будем создавать свою сборку. Для этого нам в первую очередь необходимо свободное место на разделе с папкой /home не менее 6 ГБ.

Для создания сборки есть несколько инструментов. Мы будем говорить о Remastersys, который позволяет создать полноценную сборку даже не очень продвинутому пользователю.

Все действия дальше описаны для Ubuntu, но подходят для всех Debian совместимых дистрибутивов.

1. УСТАНОВКА

Для установки Remastersys необходимо скачать и установить вручную , например, через программу gdebi, 2 пакета: remastersys_3.0.x-2_all.deb и remastersys-gtk_3.0.x-2_all.deb

Для Ubuntu 10.04 — 14.04 скачать отсюда

Для Ubuntu 16.04 — 17.04 скачать отсюда

Для Ubuntu 17.10 скачать отсюда

Для Ubuntu 18.04 скачать отсюда

2. ПЕРВЫЕ ШАГИ

3. РАСШИРЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

4. ЗАГРУЗОЧНОЕ МЕНЮ

default vesamenu.c32
prompt 0
timeout 100
font cyr_a8x16.psf
# Фон загрузочного меню
menu background splash.png

# Цвет имеет первые два регистра прозрачности значение от 0 (прозрачно) до 255 (непрозрачно) в HEX.
# Остальные 6 цифр цвет в режиме HEX (код цвета можно взять из GIMPa). Сначала пишется цвет букв, потом фона, потом 3 режима тени (none, std, all)

# Цвет заголовка
menu color title * #ff00923F #00000000 none
# Цвет оконтовки меню (бордюра)
menu color border * #00000000 #00000000 none
# Цвет выбранной строки меню
menu color sel * #7fffffff #00000000 none
# Цвет невыбранной строки меню
menu color unsel * #ffC4613B #00000000 none
# Цвет неактивной строки (отключенной но отображающейся на экране)
menu color disabled * #ffC4613B #00000000 none
# Цвет строки tabmsg расположенной под меню (с надписью Нажмите ENTER для загрузки или TAB для редактирования меню)
menu color tabmsg * #ffCC623E #00000000 none
# Цвет строки timeout (с надписью Автоматическая загрузка начнется через)
menu color timeout_msg * #ffCC623E #00000000 none
#Отступ с верху, строк
menu vshift 1

#Количество строк меню
menu rows 6

# Положение строки tabmsg
menu tabmsgrow 11
# Положение строки timeout
menu timeoutrow 12
menu AUTOBOOT Автоматическая загрузка начнется через # сек
menu tabmsg Нажмите ENTER для загрузки или TAB для редактирования меню
menu cmdlinerow 11

#Ширина меню, количество символов
menu width 80

#Отступ символов слева от края (как табуляция)
menu margin 12


#menu title Ubuntu 12.04 Desktop Mate 1.6
label live
# menu label live - boot the Live System
menu label Загрузить систему с LiveDVD диска
kernel /casper/vmlinuz
append file=/cdrom/preseed/custom.seed boot=casper initrd=/casper/initrd.gz quiet splash --

label install
menu label Установить Ubuntu 12.04 LTS Mate 1.6
kernel /casper/vmlinuz
append file=/cdrom/preseed/custom.seed boot=casper only-ubiquity initrd=/casper/initrd.gz quiet splash --
# Сделать строку меню не активной
# menu disable

label check
menu label Проверить диск на ошибки
kernel /casper/vmlinuz
append boot=casper integrity-check initrd=/casper/initrd.gz quiet splash --

label memtest
menu label Проверить память
kernel /install/memtest
append -

label hd
menu label Загрузиться с первого жесткого диска\\
localboot 0x80

5. ОЧИСТКА СБОРКИ ОТ «ЛИШНЕГО»

sudo apt-get autoremove
sudo apt-get clean

6. СОВЕТЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Ссылки