systemd-boot (简体中文)

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翻译状态：本文是 Systemd-boot 的翻译。上次翻译日期：2019-03-16。如果英文版本有所更改，则您可以帮助同步翻译。

systemd-boot，曾用名 gummiboot （德语里“橡皮筏”的意思），是一款可以执行 EFI 镜像文件的简单 UEFI 引导管理器。可以通过配置好的模式（全局）或可用方向键导航的屏幕菜单选择默认条目。Arch 默认安装的 systemd 包含了 systemd-boot。

Systemd-boot 很容易配置，但只能启动 EFI 可执行程序，例如 Linux 内核 EFISTUB, UEFI Shell, GRUB 或者 Windows Boot Manager 等。

注意： 本文用 $esp 表示EFI 系统分区，即 ESP 挂载的位置。

安装

安装 EFI 启动管理器

要安装 systemd-boot EFI 启动管理器，首先确保启动方式是 UEFI 模式，可以访问 UEFI 变量。用 efivar --list 命令进行检查，如果没有安装 efivar ，使用 ls /sys/firmware/efi/efivars （如果目录存在，系统是以 UEFI 模式启动的）。

systemd-boot 仅可以从ESP 分区加载 EFISTUB 内核。要持续更新内核，建议将 ESP 挂载到 /boot. 如果没将 ESP 挂载到 /boot,需要手动将内核和 initramfs 复制到 ESP. 详情请参考 EFI system partition#Alternative mount points .

下面的例子中会用 $esp 代替 EFI 系统分区的实际位置，例如 /boot。

ESP 挂载到 $esp 后，使用 bootctl(1) 将 systemd-boot 安装到 EFI 系统分区： 

# bootctl --path=$esp install

在 x64 架构的系统上，两个完全一样的二进制文件 $esp/EFI/systemd/systemd-bootx64.efi 和 $esp/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI 会被复制到 ESP. 然后将 systemd-boot 设置为 EFI 启动管理器的默认 EFI 程序(默认启动项)。

要完成安装，请 配置 systemd-boot。

更新 EFI 启动管理器

每当 systemd-boot 有新版本时，用户都需要更新启动管理器。

手动更新

更新 systemd-boot 需要使用 bootctl。如果没指定 path，会按顺序检查 /efi, /boot 和 /boot/efi。 

# bootctl update

可以用 path 指定具体位置： 

# bootctl --path=$esp update
注意： 这条命令同样用于在移除 gummiboot 之前迁移。但是如果该软件包已被删除，请运行 bootctl --path=$esp install。

自动更新

软件包 systemd-boot-pacman-hookAUR 提供了一个 Pacman hook 以自动化更新过程。 安装 该软件包将添加一个在每次更新 systemd 时执行的 hook。

或者，不安装 systemd-boot-pacman-hook 实现相同功能，在 /etc/pacman.d/hooks/ 放置以下 Pacman Hook： 

/etc/pacman.d/hooks/100-systemd-boot.hook
[Trigger]
Type = Package
Operation = Upgrade
Target = systemd

[Action]
Description = Updating systemd-boot
When = PostTransaction
Exec = /usr/bin/bootctl update

配置

启动选单配置

配置文件保存于 $esp/loader/loader.conf ，可指定以下设置：

  • default – #增加启动选项 中默认选择的选项；不带 .conf 后缀，可以使用通配符，例如 arch-*；
  • timeout – 启动默认选项前的超时时间（以秒为单位）。如果未设定，选单仅在启动时按空格键（或大多数其他键）显示；
  • editor – 是否启用内核参数编辑器。 yes （默认）为启用, no 为禁用；因为用户可以添加 init=/bin/bash 以绕过密码获取 root 权限，如果未经授权的人可以使用这台机器，强烈建议将此选项设置为 no ；
  • auto-entries – 自动为 Windows、EFI Shell 和 Default Loader 添加选项， 1 (默认)启用， 0 为禁用；
  • auto-firmware – 显示「重启到 UEFI 固件设置」的选项， 1 (默认)启用， 0 为禁用；
  • console-mode – changes UEFI console mode: 0 for 80x25, 1 for 80x50, 2 and above for non-standard modes provided by the device firmware, if any, auto picks a suitable mode automatically, max for highest available mode, keep (default) for the firmware selected mode.
  • random-seed-mode - 控制是否从文件 $esp/loader/random-seed 中读取随机种子。如果设为 with-system-token （默认），仅在设置了 EFI 变量 LoaderSystemToken 的情况下才从文件加载种子；如果设为 always，即使未设置 EFI 变量，它也会从文件加载种子；如果设为 off 文件将被忽略。

现有设置的详细解释和对应的参数位于 loader.conf(5) 手册。以下是一个简单的示例： 

$esp/loader/loader.conf
default  arch
timeout  4
console-mode max
editor   no
提示：
  • default 和 timeout 可在启动选单中修改并保存为 EFI 变量，这些选项会被覆盖。
  • bootctl set-default "" 可用于清除覆盖了 default 选项的 EFI 变量。
  • 基本配置文件示例位于 /usr/share/systemd/bootctl/loader.conf。

增加启动选项

注意： 如果存在的话,bootctl 会自动为 "Windows Boot Manager (Windows 启动管理器)" (\EFI\Microsoft\Boot\Bootmgfw.efi), "EFI Shell" (\shellx64.efi) 和 "EFI Default Loader" (\EFI\Boot\bootx64.efi)增加启动选项. 但并不会为其他EFI应用程序创建启动选项,所以需要进行进一步设置. 如果你是和Windows 组成双重启动,建议禁用 Windows 中的"快速启动" 选项.

如果需要 Intel microcode，不要忘了修改 initrd。

提示： 你能用 blkid -s PARTUUID -o value /dev/sdxY 找到某个分区的PARTUUID, 'x' 和 'Y' 分别是磁盘和分区编号.稍后可能需要这些信息.

bootctl 会在 $esp/loader/entries/*.conf 搜索启动选项– 一个文件中只能包含一个启动选项,下面是参数列表:

  • title – 必须选项. 系统的名称.
  • version – 内核版本,只在有多个title 时需要.
  • machine-id – 通过 /etc/machine-id用于区分不同设备的名称, 只在有多个title 和 version 时需要.
  • efi – 要启动的EFI应用程序的位置,以 ($esp) 为相对路径,; 例如 /vmlinuz-linux. 需要此选项或是 linux (参阅下文) 的一项.
  • options – 传递给 EFI 应用程序或内核启动的参数,可选.但如果你要启动linux,至少需要 initrd=efipath 和 root=dev选项.

要启动linux,你还可以指定 linux path-to-vmlinuz 和 initrd path-to-initramfs;这会自动转换成 efi path 和 options initrd=path – 这个语法只是为了方便,在功能上并没有区别.

一般的安装选项

这是一个根分区既不在LVM逻辑卷又没有加密时的配置选项: 

$esp/loader/entries/arch.conf
title          Arch Linux
linux          /vmlinuz-linux
initrd         /initramfs-linux.img
options        root=PARTUUID=14420948-2cea-4de7-b042-40f67c618660 rw

注意这个例子中用PARTUUID(或是PARTLABEL)来标识一个GPT分区(和UUID/LABEL不同,它标识一个文件系统).使用因为PARTUUID/PARTLABEL是因为它不像UUID/LABEL会在格式化时改变,也不像 /dev/sd* 会在某些时候交换.在某些无文件系统分区(或是不支持卷标的LUKS 加密卷)上也能工作.

提示： /usr/share/systemd/bootctl 提供了参考示例文件.

根分区在LVM 逻辑卷上时

警告： 如果没有一个在LVM卷组外的/boot分区,不要用 Systemd-boot .

这是一个根分区在LVM逻辑卷上时的样例: 

$esp/loader/entries/arch-lvm.conf
title          Arch Linux (LVM)
linux          /vmlinuz-linux
initrd         /initramfs-linux.img
options        root=/dev/mapper/<VolumeGroup-LogicalVolume> rw

用实际的逻辑卷组和逻辑卷名替换 <VolumeGroup-LogicalVolume> (例如 root=/dev/mapper/volgroup00-lvolroot). 也可以使用UUID: 

....
options  root=UUID=<UUID identifier> rw

加密的根分区

这是一个加密的根分区 (例如通过DM-Crypt / LUKS)的样例: 

$esp/loader/entries/arch-encrypted.conf
title Arch Linux Encrypted
linux /vmlinuz-linux
initrd /initramfs-linux.img
options cryptdevice=UUID=<UUID>:<mapped-name> root=/dev/mapper/<mapped-name> quiet rw

这个例子中用了UUID; PARTUUID 应该也可以使用, 如果你愿意,也可以用UUID替换/dev/段. 参阅 Dm-crypt/System configuration#Boot loader.

如果使用 LVM，cryptdevice 行应该类似于： 

$esp/loader/entries/arch-encrypted-lvm.conf
title Arch Linux Encrypted LVM
linux /vmlinuz-linux
initrd /initramfs-linux.img
options cryptdevice=UUID=<UUID>:MyVolGroup root=/dev/mapper/MyVolGroup-MyVolRoot quiet rw

你也可以加入类似于 \EFI\arch\grub.efi的EFI应用程序.

根分区是btrfs子卷

如果用btrfs子卷作为根分区,记得加入 rootflags=subvol=<root 子卷名称>到options选项中,在这个例子中,根分区挂载在名称为'ROOT'的btrfs子卷中 (例如 mount -o subvol=ROOT /dev/sdxY /mnt): 

$esp/loader/entries/arch-btrfs-subvol.conf
title          Arch Linux
linux          /vmlinuz-linux
initrd         /initramfs-linux.img
options        root=PARTUUID=14420948-2cea-4de7-b042-40f67c618660 rw rootflags=subvol=ROOT

如果做不到这一点的话,会出现这样的错误消息: ERROR: Root device mounted successfully, but /sbin/init does not exist.

EFI Shells 或其他 EFI 应用程序

你可以像这样加载EFI Shell或其他EFI应用程序: 

$esp/loader/entries/uefi-shell-v1-x86_64.conf
title  UEFI Shell x86_64 v1
efi    /EFI/shellx64_v1.efi
$esp/loader/entries/uefi-shell-v2-x86_64.conf
title  UEFI Shell x86_64 v2
efi    /EFI/shellx64_v2.efi

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Reason: 加入如何进入UEFI固件设置的配置. (Discuss in Talk:Systemd-boot (简体中文))

对休眠的支持

参阅 Suspend and hibernate.

启动选单中的按键操作

启动选单中支持的按键操作有:

  • Up/Down - 选择选项
  • Enter - 加载所选的选项
  • d - 设置默认的启动选项 (会保存在 EFI 变量中)
  • -/T - 增加超时时间 (会保存在 EFI 变量中)
  • +/t - 减少超时时间 (会保存在 EFI 变量中)
  • e - 编辑内核参数,如果 editor 选项设置为0,则没有任何作用.
  • v - 显示版本信息
  • Q - 退出
  • P - 显示目前的配置
  • h/? - 帮助

这些热键可以在启动管理器时直接指定启动哪一个选项

  • l - Linux
  • w - Windows
  • a - OS X
  • s - EFI Shell
  • 1-9 -选项的编号

排除问题

在传统启动下安装

警告： 这不是建议的方法!

如果你以传统方式(MBR)启动电脑,或许能成功安装,不过需要在安装之后像你的固件提供如何启动systemd-boot的相关信息,为此你需要:

  • 一个EFI Shell;
  • 或是你的UEFI 固件设置中提供了更改启动选项的界面.
注意： 例如某些 Dell Latitude 计算机上,UEFI固件设置界面提供了设置EFI启动所需的工具,而EFI Shell 无法修改那些设置.

如果能这样做的话,进入你的 EFI Shell 或是 UEFI 固件设置,修改你的默认EFI启动加载器为 $esp/EFI/systemd/systemd-bootx64.efi (在i686架构上是 systemd-bootia32.efi).

通过efibootmgr手动添加启动选项

如果运行bootctl install 命令失败,你可以通过 efibootmgr手动增加选项: 

# efibootmgr -c -d /dev/sdX -p Y -l /EFI/systemd/systemd-bootx64.efi -L "Linux Boot Manager"

用EFI 系统分区的设备名称替换/dev/sdXY.

在Windows升级后不能看到启动菜单

参阅Windows 修改了启动顺序。

参阅