构建以 ZFS 为根文件系统的 Arch Linux

ZFSBootMenu

ZFSBootMenu 是一种不受此类限制的替代引导加载器，还支持启动环境。如果你计划使用 ZBM，请不要参照本文，因为与其布局不兼容。请参考其网站获取安装细节。

自定义

除非另有说明，否则不建议在重启之前自定义系统配置。

仅使用经过充分测试的存储池特性

你应且只应使用经过充分测试的存储池特性。如果数据完整性至关重要，请避免使用新特性。例如，可参见此评论。

仅支持 UEFI

本指南仅支持 UEFI。

准备

禁用安全启动。如果启用了安全启动，将无法加载 ZFS 模块。
由于最新 Live CD 的内核可能与 ZFS 不兼容，我们将使用默认自带 ZFS 的 Alpine Linux Extended。下载最新版扩展变体的 Alpine Linux Live 镜像，校验校验和，再从该镜像启动。
```
gpg --auto-key-retrieve --keyserver hkps://keyserver.ubuntu.com --verify alpine-extended-*.asc

dd if=input-file of=output-file bs=1M
```
以 root 用户登录。密码为空。

配置网络

setup-interfaces -r
# 必须使用选项 "-r" 才能正确启动网络服务
# 示例：
network interface: wlan0
WiFi name:         <ssid>
ip address:        dhcp
<按回车键以完成网络设置>
manual netconfig:  n

如果使用无线网络但网络未显示在列表中，请参阅 Alpine Linux wiki 获取更多细节。可在无网络情况下通过命令 apk add wpa_supplicant 安装 wpa_supplicant。

配置 SSH 服务器

setup-sshd
# 示例：
ssh server:        openssh
allow root:        "prohibit-password" 或 "yes"
ssh key:           "none" 或 "<公钥>"

设置 root 密码或 /root/.ssh/authorized_keys。
从另一台计算机连接
```
ssh root@192.168.1.91
```
配置 NTP 客户端进行时间同步
```
setup-ntp busybox
```
设置 apk-repo。将显示可用镜像列表，按空格键继续。
```
setup-apkrepos
```
本指南中使用由 udev 生成的可预测磁盘名称。
```
apk update
apk add eudev
setup-devd udev
```
目标磁盘列出可用磁盘：
```
find /dev/disk/by-id/
```
如果使用 virtio 作为磁盘总线，请关闭虚拟机并为磁盘设置序列号。对于 QEMU，使用 -drive format=raw,file=disk2.img,serial=AaBb；对于 libvirt，请编辑域 XML。示例可参见此页面。声明磁盘编号：
```
DISK='/dev/disk/by-id/ata-FOO /dev/disk/by-id/nvme-BAR'
```
单块磁盘安装使用：
```
DISK='/dev/disk/by-id/disk1'
```
设置挂载点
```
MNT=$(mktemp -d)
```
设置分区大小：设置 swap 大小（GB），若不希望 swap 占用过多空间，可设为 1。
```
SWAPSIZE=4
```
设置磁盘末尾保留空间，最少 1GB。
```
RESERVE=1
```
从 Live 安装介质安装 ZFS 支持：
```
apk add zfs
```

安装分区工具

apk add parted e2fsprogs cryptsetup util-linux

系统安装

对磁盘进行分区。

注意
必须清除目标磁盘上所有现有的分区表和数据结构。对于基于闪存的存储，可使用以下 blkdiscard 命令：

partition_disk () {
 local disk="${1}"
 blkdiscard -f "${disk}" || true

 parted --script --align=optimal  "${disk}" -- \
 mklabel gpt \
 mkpart EFI 1MiB 4GiB \
 mkpart rpool 4GiB -$((SWAPSIZE + RESERVE))GiB \
 mkpart swap  -$((SWAPSIZE + RESERVE))GiB -"${RESERVE}"GiB \
 set 1 esp on \

 partprobe "${disk}"
}

for i in ${DISK}; do
   partition_disk "${i}"
done

仅为本次安装设置临时加密 swap，当可用内存较小时非常有用：

for i in ${DISK}; do
   cryptsetup open --type plain --key-file /dev/random "${i}"-part3 "${i##*/}"-part3
   mkswap /dev/mapper/"${i##*/}"-part3
   swapon /dev/mapper/"${i##*/}"-part3
done

加载 ZFS 内核模块
```
modprobe zfs
```

创建根存储池

未加密：

# shellcheck disable=SC2046
zpool create \
    -o ashift=12 \
    -o autotrim=on \
    -R "${MNT}" \
    -O acltype=posixacl \
    -O canmount=off \
    -O dnodesize=auto \
    -O normalization=formD \
    -O relatime=on \
    -O xattr=sa \
    -O mountpoint=none \
    rpool \
    mirror \
   $(for i in ${DISK}; do
      printf '%s ' "${i}-part2";
     done)

创建根系统容器：

zfs create -o canmount=noauto -o mountpoint=legacy rpool/root

创建系统数据集，使用 mountpoint=legacy 管理挂载点：

zfs create -o mountpoint=legacy rpool/home
mount -o X-mount.mkdir -t zfs rpool/root "${MNT}"
mount -o X-mount.mkdir -t zfs rpool/home "${MNT}"/home

格式化并挂载 ESP。仅使用其中一个作为 /boot，之后需设置镜像：

for i in ${DISK}; do
 mkfs.vfat -n EFI "${i}"-part1
done

for i in ${DISK}; do
 mount -t vfat -o fmask=0077,dmask=0077,iocharset=iso8859-1,X-mount.mkdir "${i}"-part1 "${MNT}"/boot
 break
done

系统配置

下载解压最小 Arch Linux 根文件系统：

apk add curl

curl --fail-early --fail -L \
https://america.archive.pkgbuild.com/iso/2024.01.01/archlinux-bootstrap-x86_64.tar.gz \
-o rootfs.tar.gz
curl --fail-early --fail -L \
https://america.archive.pkgbuild.com/iso/2024.01.01/archlinux-bootstrap-x86_64.tar.gz.sig \
-o rootfs.tar.gz.sig

apk add gnupg
gpg --auto-key-retrieve --keyserver hkps://keyserver.ubuntu.com --verify rootfs.tar.gz.sig

ln -s "${MNT}" "${MNT}"/root.x86_64
tar x  -C "${MNT}" -af rootfs.tar.gz root.x86_64

启用社区仓库：

sed -i '/edge/d' /etc/apk/repositories
sed -i -E 's/#(.*)community/\1community/' /etc/apk/repositories

生成 fstab：

apk add arch-install-scripts
genfstab -t PARTUUID "${MNT}" \
| grep -v swap \
| sed "s|vfat.*rw|vfat rw,x-systemd.idle-timeout=1min,x-systemd.automount,noauto,nofail|" \
> "${MNT}"/etc/fstab

chroot：

cp /etc/resolv.conf "${MNT}"/etc/resolv.conf
for i in /dev /proc /sys; do mkdir -p "${MNT}"/"${i}"; mount --rbind "${i}" "${MNT}"/"${i}"; done
chroot "${MNT}" /usr/bin/env DISK="${DISK}" bash

在 pacman 配置中添加 archzfs 仓库：

pacman-key --init
pacman-key --refresh-keys
pacman-key --populate

curl --fail-early --fail -L https://archzfs.com/archzfs.gpg \
|  pacman-key -a - --gpgdir /etc/pacman.d/gnupg

pacman-key \
--lsign-key \
--gpgdir /etc/pacman.d/gnupg \
DDF7DB817396A49B2A2723F7403BD972F75D9D76

tee -a /etc/pacman.d/mirrorlist-archzfs <<- 'EOF'
## See https://github.com/archzfs/archzfs/wiki
## 法国
#,Server = https://archzfs.com/$repo/$arch

## 德国
#,Server = https://mirror.sum7.eu/archlinux/archzfs/$repo/$arch
#,Server = https://mirror.biocrafting.net/archlinux/archzfs/$repo/$arch

## 印度
#,Server = https://mirror.in.themindsmaze.com/archzfs/$repo/$arch

## 美国
#,Server = https://zxcvfdsa.com/archzfs/$repo/$arch
EOF

tee -a /etc/pacman.conf <<- 'EOF'

#[archzfs-testing]
#Include = /etc/pacman.d/mirrorlist-archzfs

#,[archzfs]
#,Include = /etc/pacman.d/mirrorlist-archzfs
EOF

# 这个 #, 前缀是 CI/CD 测试的解决方法
# 移除它们
sed -i 's|#,||' /etc/pacman.d/mirrorlist-archzfs
sed -i 's|#,||' /etc/pacman.conf
sed -i 's|^#||' /etc/pacman.d/mirrorlist

安装基础软件包：

pacman -Sy
pacman -S --noconfirm mg mandoc efibootmgr mkinitcpio

kernel_compatible_with_zfs="$(pacman -Si zfs-linux \
| grep 'Depends On' \
| sed "s|.*linux=||" \
| awk '{ print $1 }')"
pacman -U --noconfirm https://america.archive.pkgbuild.com/packages/l/linux/linux-"${kernel_compatible_with_zfs}"-x86_64.pkg.tar.zst

安装 ZFS 软件包：
```
pacman -S --noconfirm zfs-linux zfs-utils
```

配置 mkinitcpio：

sed -i 's|filesystems|zfs filesystems|' /etc/mkinitcpio.conf
mkinitcpio -P

物理机还需安装固件：
```
pacman -S linux-firmware intel-ucode amd-ucode
```
启用网络时间同步：
```
systemctl enable systemd-timesyncd
```
生成 host id：
```
zgenhostid -f -o /etc/hostid
```

进行本地化：

echo "en_US.UTF-8 UTF-8" >> /etc/locale.gen
locale-gen

设置语言、键盘布局、时区、主机名：

rm -f /etc/localtime
systemd-firstboot \
--force \
--locale=en_US.UTF-8 \
--timezone=Etc/UTC \
--hostname=testhost \
--keymap=us

设置 root 密码：
```
printf 'root:yourpassword' | chpasswd
```

引导加载器

安装 rEFInd 引导加载器：

# 来源：http://www.rodsbooks.com/refind/getting.html
# 使用二进制 Zip 文件方案
pacman -S --noconfirm unzip
curl -L http://sourceforge.net/projects/refind/files/0.14.0.2/refind-bin-0.14.0.2.zip/download --output refind.zip

unzip refind.zip
mkdir -p /boot/EFI/BOOT
find ./refind-bin-0.14.0.2/ -name 'refind_x64.efi' -print0 \
| xargs -0I{} mv {} /boot/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI
rm -rf refind.zip refind-bin-0.14.0.2

添加引导条目：

tee -a /boot/refind-linux.conf <<EOF
"Arch Linux" "root=ZFS=rpool/root rw zfs_import_dir=/dev/"
EOF

退出 chroot：
```
exit
```
卸载文件系统并创建初始系统快照：
```
umount -Rl "${MNT}"
zfs snapshot -r rpool@initial-installation
```
导出所有存储池：
```
zpool export -a
```
重启：
```
reboot
```
挂载其他 EFI 系统分区，然后设置服务来同步其内容。

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最后更新于 4个月前