从 GRUB 迁移至 systemd-boot

某天在群里和大佬们作OT的闲聊时觉得 GRUB 作为 Bootloader 过于臃肿，于是就产生了更换一个更轻量的 Bootloader 的想法。

因为 systemd-boot 与 systemd 关系紧密，而且有一些其他 Bootloader 没有的优秀特性，我决定更换这个 Bootloader 。

安装 systemd-boot

首先需要安装 systemd-boot

注意使用 systemd-boot 时需要将 ESP 挂载为 Boot 分区。

这里假设只有一个 ESP ，如果有多个 ESP ，需要指定额外的参数。

bootctl install

配置 systemd-boot

systemd-boot 需要自行编写配置文件和启动项配置。

Bootloader 配置

创建并编辑 /boot/loader/loader.conf 文件：

#timeout 10
#console-mode keep
default arch.conf

timeout 即菜单超时，默认值为 0 。为 0 时自动引导默认启动项，若开机时按下按键（不是所有按键都有用，可以按空格），将显示菜单。个人很喜欢这个设计，既可以节省宝贵的一秒钟，还不会牺牲扩展性。

console-mode 默认值为 keep 。最好别动，否则启动菜单可能不会以屏幕分辨率呈现。

default 为初始的默认启动项，值为 /boot/loader/entries/ 下的文件名，此处为 arch.conf ，则 entries 文件夹下必须存在一个叫 arch.conf 的启动项文件。默认启动项可以使用 bootctl 覆盖或在启动菜单里使用 D 键指定默认启动项。

一般写这么多就够了。

启动项配置

创建并编辑 /boot/loader/entries/arch.conf 文件：

title   Arch Linux Zen Kernel
linux   /vmlinuz-linux-zen
initrd  /amd-ucode.img
initrd  /initramfs-linux-zen.img
options root=UUID=xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx rw

格式大致如上。

title 是该启动项在菜单中的显示名称

linux, initrd, options 是引导 Linux 系统必需的参数，可以参考 GRUB 的配置文件修改。

此处要注意不同版本内核的内核文件名不一致，需要修改。我使用的是 Linux-zen 内核，所以这里的内核文件带 zen 后缀。

内核参数可以从 /boot/grub/grub.cfg 中去抄。不要从 /etc/default/grub 里抄，可能会少参数。

还可以创建一个 fallback entry 。参考 GRUB ，不过用处不大。

如果只是使用 LUKS 加密系统（或者没加密），完成这一步就可以卸载 GRUB 重启了。

配置安全启动

如果还设置了安全启动，需要继续配置内核自动签名。ArchWiki¹ 提供了两种方法，这里依旧手动配置 pacman hook 。

关于安全启动的详细配置过程，请参考这篇文章。

配置 pacman hook

如果使用 GRUB 时按照上面的教程配置了 HOOK ，这里需要删除这些 HOOK 。

/etc/pacman.d/hooks/90-mkinitcpio-install.hook

/usr/local/share/libalpm/scripts/mkinitcpio-install

创建两个新 HOOK

• 内核或 systemd 更新时触发签名 Kernel 和 Bootloader 的 HOOK

  /etc/pacman.d/hooks/99-secureboot.hook

  [Trigger]
  Type = Package
  Operation = Install
  Operation = Upgrade
  Target = systemd
  Target = usr/lib/modules/*/vmlinuz
  Target = usr/lib/initcpio/* 
  
  [Action]
  Description = Signing Kernel for SecureBoot
  When = PostTransaction
  Exec = /usr/bin/sh -c "/usr/bin/find /boot/ -type f \( -name 'vmlinuz-*' -o -name 'systemd*' \) -exec /usr/bin/sh -c 'if ! /usr/bin/sbverify --list {} 2>/dev/null | /usr/bin/grep -q \"signature certificates\"; then /usr/bin/sbsign --key db.key --cert db.crt --output {} {}; fi' \;"
  Depends = sbsigntools
  Depends = findutils
  Depends = grep
  

  Toml

  需要将 db.key 和 db.crt 修改为对应的绝对路径。

• systemd 更新时触发更新 systemd-boot 的 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
  

  Toml

这个 HOOK 做了一些修改（参考 GRUB 的 HOOK），兼容所有内核。

签名 systemd-boot

最后需要手动执行一次签名操作：

sbsign --key db.key --cert db.crt --output /boot/EFI/systemd/systemd-bootx64.efi /boot/EFI/systemd/systemd-bootx64.efi
sbsign --key db.key --cert db.crt --output /boot/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI /boot/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI

同样需要将 db.key 和 db.crt 修改为对应的绝对路径。

卸载 GRUB

sudo pacman -R grub os-prober

卸载完后 pacman 会提示有两个文件被转移，这两个文件也要删掉。

然后删除 Boot 分区中的 grub 文件夹和 ESP 中的 grub 启动文件，最后用 efibootmgr 清理掉残留的 GRUB 启动项即可。