جدول المحتويات

• مقدمة
• 1. نواة لينكس: أساس الاستقرار
• 2. أداة تحميل التشغيل: رفع النظام
• 3. تهيئة النظام: إعادة تشغيل نظام التشغيل
• 4. برامج التشغيل وإدارة الأجهزة
• 5. نظام الملفات والإدخال/الإخراج
• 6. واجهة المستخدم الرسومية (GUI)
• 7. شل وتفاعل المستخدم
• 8. الخلاصة: الأفكار النهائية حول تطوير نظام التشغيل Linux

---

مقدمة

يعد إنشاء نظام تشغيل يستند إلى Linux بمثابة رحلة من التكوين والتخصيص، ولكن مع وضع الكثير من الأساس بالفعل. لقد تطور Linux، كنظام تشغيل، ليوفر المرونة والاستقرار والدعم الهائل للمجتمع. ولكن على الرغم من أن الأمر قد يبدو اختصارًا مقارنة بتطوير نظام تشغيل مخصص بالكامل من البداية، إلا أنه لا يزال هناك العديد من الأجزاء المتحركة والتفاصيل المعقدة التي يتعين عليك أخذها في الاعتبار.

سأطلعك هنا على الخطوات الأساسية لتطوير نظام تشغيل يستند إلى Linux. بدءًا من العمل مع النواة وحتى تكوين برامج التشغيل وإضافة واجهة المستخدم الرسومية وإعداد واجهة المستخدم، هناك الكثير مما يمكنك التعمق فيه. على طول الطريق، سأسلط الضوء على الجوانب الفريدة لتطوير نظام التشغيل Linux.

---

1. نواة لينكس: أساس الاستقرار

إن نواة Linux هي قلب أي نظام تشغيل يستند إلى Linux. إنه برنامج قوي يتم صيانته جيدًا ويدير موارد النظام ويتعامل مع إدارة الذاكرة ويشرف على جدولة العمليات. باستخدام Linux kernel، فإنك تعتمد على عقود من التطوير والاختبار والتحسينات من أحد أكبر المجتمعات مفتوحة المصدر في العالم.

مع Linux، يتيح لك التصميم المعياري للنواة إمكانية تخصيص نظامك ليناسب حالات استخدام محددة. سواء كنت بحاجة إلى تحسين بيئة الخادم، أو نظام سطح المكتب، أو جهاز مضمن، يمكن تكوين النواة وفقًا لذلك.

في نظام التشغيل النموذجي المستند إلى Linux، يمكنك التفاعل مع النواة من خلال مكالمات النظام. هذه هي واجهات بين تطبيقات مساحة المستخدم والنواة.

// 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
}

يتم تكوين النواة عادةً باستخدام أدوات مثل إنشاء القائمة، حيث يمكنك تمكين وحدات النواة أو تعطيلها وفقًا للميزات التي تحتاجها.

---

2. أداة تحميل التشغيل: رفع النظام

يحتاج كل نظام تشغيل إلى طريقة للانتقال من مرحلة التشغيل إلى تشغيل النواة، وهنا يأتي دور أداة تحميل التشغيل. في حالة الأنظمة المستندة إلى Linux، يعتمد معظم الأشخاص على GRUB (Grand محمل الإقلاع الموحد). يعمل GRUB على تبسيط العملية من خلال توفير واجهة تقوم بتحميل النواة ونقل التحكم إليها.

يتضمن تكوين GRUB عادةً تحرير ملف grub.cfg، الذي يخبر GRUB بمكان العثور على النواة والخيارات التي سيتم تمريرها إليها. لا تحتاج إلى الغوص في التحميل على مستوى التجميع، مما يجعل الحياة أسهل كثيرًا.

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

---

3. تهيئة النظام: إعادة تشغيل نظام التشغيل

بعد أن تتولى النواة السيطرة، فإن الخطوة الرئيسية التالية هي تهيئة النظام. هذا هو المكان الذي تلعب فيه أنظمة init مثل systemd، أو SysVinit، أو runit دورها. نظام init مسؤول عن بدء تشغيل جميع الخدمات الضرورية، وإعداد بيئة النظام، وتمهيد نظام التشغيل إلى حالة قابلة للاستخدام.

في Linux، أصبح systemd هو نظام init القياسي. فهو يدير العمليات والخدمات والتسجيل والمزيد. على سبيل المثال، عند تشغيل أمر مثل systemctl start apache2، فإن systemd هو الذي يعتني ببدء تشغيل خادم الويب Apache والتأكد من استمرار تشغيله.

إليك تكوين خدمة بسيط للغاية لـ systemd:

[Unit]
Description=My Custom Service

[Service]
ExecStart=/usr/bin/my_custom_service

[Install]
WantedBy=multi-user.target

بدون نظام init مثل systemd، ستتعامل مع تهيئة العملية يدويًا، الأمر الذي يتضمن المزيد من إدارة النظام ذات المستوى المنخفض، وإنشاء آليات التحكم في العمليات، والتعامل مع تبعيات الخدمة.

---

4. برامج التشغيل وإدارة الأجهزة

واحدة من أصعب الأجزاء في بناء أي نظام تشغيل هي إدارة الأجهزة. باستخدام نظام تشغيل يستند إلى Linux، فإنك تعمل مع نواة تتضمن بالفعل دعمًا لمجموعة كبيرة من الأجهزة — بدءًا من واجهات الشبكة وحتى وحدات التحكم في التخزين إلى أجهزة الإدخال. تم بالفعل تجميع العديد من برامج التشغيل مع النواة، ويمكن تحميل أي برامج تشغيل إضافية ديناميكيًا.

على سبيل المثال، يمكنك تحميل برنامج تشغيل لجهاز معين باستخدام الأمر modprobe:

modprobe i915  # Load Intel graphics driver

يستخدم Linux أيضًا مدير الأجهزة udev لاكتشاف تغييرات الأجهزة بسرعة وتحميل برامج التشغيل المناسبة. وهذا يجعل إدارة الأجهزة أكثر سلاسة مقارنةً بكتابة برامج تشغيل الأجهزة من البداية.

ولكن، كما هو الحال دائمًا، لا تأتي جميع برامج التشغيل مرفقة مع Linux kernel. في بعض الأحيان، ستحتاج إلى تجميع وتثبيت برامج تشغيل تابعة لجهات خارجية، خاصة للأجهزة المتطورة أو المملوكة.

---

5. نظام الملفات والإدخال/الإخراج

نظام الملفات هو العمود الفقري لأي نظام تشغيل. إنه المكان الذي يخزن فيه نظام التشغيل جميع بياناته، بدءًا من ملفات تكوين النظام وحتى مستندات المستخدم. مع الأنظمة المستندة إلى Linux، يمكنك الاختيار بين العديد من أنظمة الملفات مثل ext4، وBtrfs، وXFS.

يعتمد اختيار نظام الملفات المناسب على احتياجاتك.

Ext4 هو الأكثر شيوعًا وموثوقية، بينما يقدم Btrfs ميزات متقدمة مثل التقاط الصور والتحقق من سلامة البيانات.

لتركيب نظام ملفات في Linux، الأمر بسيط مثل تشغيل أمر مثل هذا:

mount /dev/sda1 /mnt

mount /dev/sda1 /mnt

بالإضافة إلى ذلك، ستحتاج إلى التأكد من أن نظام التشغيل لديك يتعامل مع عمليات الإدخال/الإخراج الأساسية للملفات بكفاءة، باستخدام استدعاءات النظام مثل read() وwrite() وopen().

---

6. واجهة المستخدم الرسومية (GUI)

عند الانتقال من بيئة خادم بدون رأس إلى سطح مكتب أو محطة عمل، فإنك تحتاج إلى

واجهة مستخدم رسومية (GUI). بالنسبة للأنظمة المستندة إلى Linux، يعني هذا عادةً تثبيت X11 أو Wayland لخادم العرض وإضافة بيئة سطح المكتب مثل GNOME أو كيدي.

يعد إعداد واجهة المستخدم الرسومية على نظام تشغيل يستند إلى Linux أمرًا بسيطًا إلى حد ما. يمكنك استخدام مديري الحزم لتثبيت بيئة سطح المكتب وخادم العرض، ثم تكوينهم للبدء عند التمهيد. على سبيل المثال، لتثبيت جنوم على Ubuntu، يمكنك ببساطة تشغيل:

sudo apt تثبيت ubuntu-gnome-desktop

mount /dev/sda1 /mnt

بمجرد التثبيت، يمكن للمستخدم تسجيل الدخول والتفاعل مع النظام من خلال النوافذ والقوائم والتطبيقات الرسومية.

---

7. الصدفة وتفاعل المستخدم

في قلب أي نظام Linux يوجد

shell. سواء كان Bash، Zsh، أو متغير Shell آخر، فهذا هو المكان الذي سيتفاعل فيه معظم المستخدمين مع النظام، ويقومون بتشغيل الأوامر، وإدارة الملفات.

إليك مثال على تفاعل Shell الأساسي:

# إنشاء دليل جديد mkdir /home/user/new_directory # قائمة محتويات الدليل ليرة لبنانية -la /home/user

mount /dev/sda1 /mnt

بالإضافة إلى واجهة سطر الأوامر (CLI)، تتضمن العديد من أنظمة التشغيل المستندة إلى Linux أيضًا محاكيات طرفية في واجهات المستخدم الرسومية الخاصة بها لأولئك الذين يريدون قوة الصدفة مع الراحة التي توفرها البيئة الرسومية.

---

8. الخلاصة: الأفكار النهائية حول تطوير نظام التشغيل Linux

يأتي تطوير نظام تشغيل يستند إلى Linux بميزة كبيرة: ليس عليك البدء من الصفر. يتولى

Linux kernel وظائف النظام الأساسية، ويدير GRUB عملية التمهيد، ويتولى systemd التهيئة. ومع ذلك، هذا لا يعني أن العمل سهل. لا تزال بحاجة إلى تكوين هذه المكونات وتحسينها ودمجها لإنشاء نظام تشغيل سلس وسهل الاستخدام.

تدور عملية إنشاء نظام تشغيل يستند إلى Linux حول إيجاد التوازن بين التخصيص لحالة الاستخدام المحددة الخاصة بك والاستفادة من القوة الهائلة لنظام Linux البيئي. سواء كنت تقوم بإنشاء نظام تشغيل خفيف الوزن للأنظمة المدمجة أو بيئة سطح مكتب غنية بالميزات، فإن الرحلة مليئة بمجموعة التحديات الخاصة بها.

ولكن مهلا، لو كان الأمر سهلا، لكان الجميع يفعله، أليس كذلك؟؟