Una Distribución Linux desde Cero#

Creo que, como mucha gente, uso Linux a diario. Personalmente uso NixOS. Pero al final no sé realmente cómo funciona todo bajo el capó.

Me encontré varias veces con videos de un estadounidense, creo que Nir Lichtman, que se divierte creando diferentes distribuciones Linux desde cero para diferentes casos de uso.

Un ejemplo de video:

El concepto es realmente genial y lo hace muy accesible, así que gracias a él por estos videos.

IMPORTANT

La distribución final no está destinada a ser utilizada en producción, sino solo con fines educativos.

Así que en este post voy a mostrarles lo que hice para crear una distribución Linux mínima from scratch.

El Núcleo Linux#

Como les dije al principio, voy a usar un contenedor docker ubuntu para hacer todo esto. Así que mi primer paso es lanzarlo.

Nos encontramos en la shell del contenedor, el primer paso es actualizar e instalar las dependencias necesarias.

Tenemos nuestras dependencias instaladas, ahora podemos clonar el repositorio del núcleo linux.

NOTE

Prefiero clonarlo en el directorio del usuario pero eso es como ustedes prefieran (/home/ubuntu).

*—depth 1 - para no tener todo el historial git del núcleo sino solo el último commit

Ya que vamos con una instalación x86_64 vamos a configurar el núcleo para esta arquitectura. Usamos una configuración ya hecha por los desarrolladores del núcleo.

Una vez hecho podemos lanzar la compilación del núcleo, podemos usar make o make -j N donde N es el número de núcleos de su procesador para acelerar la compilación.

Yo voy a usar todos los núcleos disponibles para ir más rápido.

Kernel: arch/x86/boot/bzImage is ready (#1) Una vez terminada la compilación podemos ver la imagen del núcleo en el directorio arch/x86/boot/bzImage.

Creamos un directorio boot-files en la raíz y copiamos la imagen del núcleo dentro.

Terminado con el núcleo, pasamos al espacio de usuario.

Espacio de Usuario - BusyBox#

La documentación oficial de BusyBox.

Volvemos al espacio de usuario /home/ubuntu y clonamos el repositorio de busybox.

Es el mismo principio que para el núcleo, configuramos y compilamos.

Para inicializar la configuración por defecto usamos make defconfig.

Nosotros queremos la versión de busybox en modo static para que todo esté en un solo binario. Así que modificamos la configuración en settings, hay que desmarcar la sección Build static binary (no shared libs) para eso hay que lanzar el comando:

Una vez en el menú, vamos a Settings (enter).

Una vez desmarcado no ha terminado porque con las versiones recientes de ubuntu hay que desactivar tc, para hacer esto vamos a Networking Utilities y desmarcamos tc (8.3 kb) (puede ser otro valor Xkb).

Una vez hecho hacemos exit y guardamos la configuración. Luego construimos busybox de la misma manera que el núcleo.

En el directorio que creamos anteriormente /boot-files creamos un directorio initramfs y copiamos el binario de busybox dentro (mkdir /boot-files/initramfs).

Instalamos busybox en este directorio usando el comando make install con la variable CONFIG_PREFIX que apunta al directorio de instalación.

Nuestro sistema aún no tiene shell, vamos a crear un script init que será el primer proceso lanzado por el núcleo. Lo gracioso en el archivo init es que le decimos que se use a sí mismo como shell.

NOTE

Hay que crear bien el archivo init en el directorio /boot-files/initramfs y darle los derechos de ejecución con el comando chmod +x init.

Antes creamos las carpetas importantes en el directorio initramfs.

#!/bin/sh

mount -t proc proc /proc
mount -t sysfs sysfs /sys
mount -t devtmpfs devtmpfs /dev

echo "Bienvenido a mi distribución"


exec /bin/sh

Todavía en el directorio /boot-files/initramfs creamos un archivo cpio comprimido que será utilizado por el núcleo al inicio.

Es todo para el espacio de usuario, pasamos al bootloader.

Bootloader - Syslinux#

Aquí vamos a usar Syslinux como bootloader, la doc oficial está aquí.

Lo instalamos ya que no está instalado por defecto.

Entonces una vez instalado, vamos a crear un archivo de 50Mo que servirá de disco duro virtual para nuestra distribución.

Necesitamos dosfstools para formatear el archivo en FAT32.

Aquí montamos el disco duro virtual, lo formateamos e instalamos syslinux en él.

Listo, ahora tenemos un archivo boot que contiene nuestra distribución linux mínima. El objetivo es lanzarla en una máquina virtual.

Dado que estamos en un contenedor docker hay que transferir el archivo boot al host. Para hacer esto usamos el comando docker cp.

En otro terminal en el host.

Ahora hay que lanzar la máquina virtual con QEMU usando el archivo boot como disco duro.

Pero tenemos un problema, nos dice No configuration file found. No hay problema, vamos a darle manualmente el archivo de configuración que creamos anteriormente.

así que en boot escribimos:

WARNING

El teclado está en QWERTY

/bzImage -initrd=/init.cpio

Presionamos enter y ya está, tenemos nuestra distribución linux mínima.

NOTE

Vemos bien nuestro mensaje personalizado “Bienvenido a mi distribución”

Ahora pueden jugar con su distribución linux mínima. Pueden escribir comandos como ls, cd, pwd, etc.

Así es a grandes rasgos cómo funciona, por supuesto existen otros bootloaders, otros espacios de usuario, y muchas otras cosas que agregar para hacer la distribución más completa pero para empezar no está mal.

Gracias a Nir Lichtman por la inspiración.

¡Gracias por leerme! Si tienen preguntas no duden en hacérmelas en X.