硬盘分区

顺手一感慨：我打字的时候两次顺手打成「磁盘」。但现在已经是SSD了，已经不再用磁了……

我的机器预装有Windows，而且我希望保留双系统，所以需要Linux和Windows共存。

首先当然是在Windows中使用自带的磁盘管理，从系统盘切下大部分为Linux所用。我给Windows留下了200G，其他的全部划归Linux使用。

由于使用UEFI引导，Windows会在系统盘之前分配一些额外分区。其中第一个是ESP，给UEFI使用的，是UEFI标准的一部分；另外两个我没有去花费时间弄明白。在Linux中我们仍然需要给ESP写入一些文件。

然后就是给Linux设计分区。这里的确是按各人需求可以有各种不同的设计方法。我的需求如下：

• 用户数据需要加密，系统不需要加密
• 系统会进行日常备份（使用snapper，下文会写）
• 可能会多装几个发行版，但暂时仅是arch
• 我有16G内存，可能会进行休眠（挂起到硬盘）
• 空间不嫌多，可以透明压缩就透明压缩

于是，对于我来说，很自然的选择就是系统分区使用BTRFS，并把系统的根作为子卷。而由于BTRFS不支持对子卷进行加密，故而用户数据放在单独的用户分区中并对分区进行加密（使用LUKS，即通过cryptsetup命令）。

UEFI最好的地方之一就是引导器装在ESP中，且引导器可以提供对复杂文件系统的支持。这样就不需要像以前BIOS时代一样得把/boot单独划出。这样/boot留在系统分区中，不需要额外设置或考虑，且备份可以自动进行。

最终结果上，我的Linux相关分区长成这样：

├─nvme0n1p5 259:5    0    16G  0 part  [SWAP]
├─nvme0n1p6 259:6    0    90G  0 part  /
└─nvme0n1p7 259:7    0   169G  0 part
  └─home    254:0    0   169G  0 crypt /home

其中nvme0n1p5是我的SWAP分区；nvme0n1p6是我的系统分区；nvme0n1p7是加密的用户分区，它解密后就是那个home。

出于多发行版及备份需求，我在系统分区中创建了一个子卷，叫做/@root-arch，用来存放我的archlinux根分区。挂载时需要额外设定/@root-arch。

另外，挂载时额外设置compress=zstd:3来进行透明压缩——使用zstd的3级压缩，一般被认为是压缩率和速度之间的较好平衡。

一开始我是给/boot单独划了一个分区出来的。但后来随着使用了snapper，那个分区变得不太合适，最终决定不再给/boot单独分区。

引导器的选择

UEFI出现并普及的一大原因就是解决了BIOS时代引导的复杂及难以维护。但同时，出于各种因素，UEFI时代引导的选择也多了起来，某种意义上更加复杂了。当然，随着时间的推移，应当可以converge到有限的几个选项中，只是现在还没完全到那个时候。

UEFI时代不再需要写MBR，而是在UEFI固件（的设置空间）中添加引导项。这里的引导项也不受MBR空间限制，而是需要作为文件放在ESP中。

主要的引导方式有两种：

• 直接通过UEFI进行引导
• 通过UEFI加载引导器，然后从引导器加载系统内核（类似BIOS时代的做法）

直接通过UEFI进行引导需要被引导的内核支持（即需要EFIStub，对arch来说不需要额外配置，因为默认已经启用），且需要为每一个内核（及每一个内核引导配置）增加一个UEFI引导项。我只在XPS 13时试过一次，后来嫌麻烦就再也没用过了。

这次也是一样，我仍然选择通过UEFI加载引导器，然后再加载内核。BIOS时代的Grub 2支持UEFI，但它的界面有些过时，而且明明用了framebuffer但仍然是字符界面。于是我选择了rEFInd这个专门为UEFI设计，且有图形界面的引导器。

"Boot with standard options"  "i915.enable_psr=0 i8042.dumbkbd root=/dev/nvme0n1p6 rootflags=subvol=@root-arch splash quiet"
"Boot with testing options (full)"  "i915.enable_psr=0 intel_idle.max_cstate=1 i8042.dumbkbd root=/dev/nvme0n1p6 rootflags=subvol=@root-arch  initrd=\intel-ucode.img initrd=\initramfs-%v.img"
"Boot to single-user mode"    "i915.enable_psr=0 i8042.dumbkbd root=/dev/nvme0n1p6 rootflags=subvol=@root-arch single"
"Boot with minimal options"   "i915.enable_psr=0 i8042.dumbkbd ro root=/dev/nvme0n1p6"

also_scan_dirs @root-arch/boot

使用refind-btrfs自动为快照创建引导项

如前文所述，我使用rEFInd作为引导器，它可以支持两种模式的引导项配置。refind-btrfs就是使用了第一种模式，并会自动维护快照的引导项。

使用refind-btrfs主要需要三步：

1. 创建示例引导项
2. 调整配置
3. 创建初次配置

第一步，我们需要在$ESP/EFI/refind/refind.conf中创建一个引导条目。该条目需要是一个可用的引导条目，尤其需要包含正确的子卷的路径。我的条目如下：

menuentry "Arch Linux - Stable" {
    icon /EFI/refind/icons/os_arch.png
    volume "Linux Systems"
    loader /@root-arch/boot/vmlinuz-linux-lily
    initrd /@root-arch/boot/initramfs-linux-lily.img
    options "i915.enable_psr=0 i8042.dumbkbd root=/dev/nvme0n1p6 rootflags=subvol=@root-arch"
    submenuentry "Boot - fallback" {
        initrd /@root-arch/boot/initramfs-linux-lily-fallback.img
    }
    submenuentry "Boot - terminal" {
        add_options "systemd.unit=multi-user.target"
    }
}

条目中每一句话的详细含义请自行对应文档，或凭名称猜测。其中重点的是两部分：

1. 告诉rEFInd要去哪个分区处理启动项，即volume "Linux Systems"的任务
2. 写明带子卷的启动项，即loaderinitrd和options中所有包含@root-arch的部分

第二步，编辑/etc/refind-btrfs.conf文件，以符合自己的情况。其中主要是这三节中的目录：

1. [[snapshot-search]]
2. [snapshot-manipulation]
3. [boot-stanza-generation]

默认配置就是基于配合snapper考虑而设置的，所以对于大多数人来说保留默认即可。我额外调整了[snapshot-manipulation]中的selection_count来添加更多条目。

第三步就是执行refind-btrfs来初始化并添加相应引导项。这里主要是要注意是否有报错，并解决对应错误。如果一切无误，那么它应当会自动在$ESP/EFI/refind/refind.conf的末尾添加一项include，并在对应文件中添加所要求个数的对应快照的引导项。

在完成这个基本配置并确定可用之后，如果希望自动维护启动项，可以考虑启用refind-btrfs.service这个服务，以自动监视对应目录的变更。