在U盘上安装 Arch Linux (2013-07)

前言

1 月份在移动硬盘上装了个 Arch ， 但这块移动硬盘实在是太旧了，在我的旧电脑上经常供电不足， 弄了块 USB 2.0 PCI 卡 也无济于事。 最近终于挺不住了，频繁的报分区损坏、无法进入系统， 严重的时候会在进行硬盘操作时死机。 无奈，拿出一个比较新的 8G U盘，重做随身系统。

本篇文章基于上次移动硬盘安装的经历修改补充而来， 不过半年的时间，一些基础组件就已经发生了变化， Arch Linux 可真是够“折腾”的。

PS：基于半年的 Arch Linux 使用经验， 我 合租的 Linode VPS 也用上了 Arch， 目前感觉尚好，Nginx + PHP-FPM 确实是不错的组合。 Linode 使用修改过的 Linux 内核， AUR 上也有人发布 自己制作的更新版 ， 还没研究怎么升级。

基本系统安装

和上次移动硬盘安装一样，选择 32 位系统。 安装介质使用 archlinux-2013.07.01-dual.iso dd 到另一个U盘。

  • 使用U盘启动，自动以 root 身份进入系统。

  • 插入移动硬盘，分区，格式化，挂载。

    本想使用 GPT 分区表，查了一些资料， 为了使这个U盘在 BIOS 和 UEFI 电脑上都能用， 需要创建一个 BIOS boot 分区，2M 大小足够，位置尽量靠前。 多系统的话还要创建一个 200M 的 EFI System Partition(ESP) 分区。 这些都不是问题，但实际做下来， GPT 中的 NTFS 分区在 Win7 下死活不认， 想用这个分区作为常规U盘使用就不行了， 只好再回到 MBR 分区表。 如果是移动硬盘用 GPT 应该没有问题。

    所以仍然使用 MBR 分区，所以就要用 fdisk 或者 cfdisk 了， 不能使用支持 GPT 的 gdisk 和 cgdisk， 4k 对齐也是自动完成。 有趣的是，如果想把 GPT 分区表转换成 MBR 分区表， 还得借助 gdisk：r 进入 Recovery 模式， g 进入 MBR 模式，w 进行转换。 根据实际情况， 有些分区转换未必能够成功， 不过变回 MBR 分区表是没有问题的。

    NTFS 分区得在第一个分区，不然 Windows 不认。

    启动U盘是 /dev/sdb，目标U盘就成了 /dev/sdc。

    # fdisk /dev/sdb
 
Disk /dev/sdc: 8022 MB, 8022982656 bytes, 15669888 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x00000000
 
Device      Boot    Start       End         Blocks      Id      System
/dev/sdb1           2048        1804287     901120      7       HPFS/NTFS/exFAT
/dev/sdb2   *       1804288     2009087     102400      83      Linux
/dev/sdb3           2009088     10405887    4198400     83      Linux
/dev/sdb4           10405888    15669887    2632000     83      Linux

    第一个分区先用 ntfs，当正常U盘使用， 如果以后需要用到 ESP 分区，直接用这个分区转，或者切一部分空间过去。 第二个分区 100M，挂 /boot； 第三个分区 4G，作为 ArchLinux 根分区； 第四个分区 2.5G，作为 $HOME ；

    格式化分区：

    如果使用 xfs 分区格式：

    # mkfs.ntfs -f /dev/sdc1 -L f004-c
# mkfs.xfs -n size=64k -l lazy-count=1 /dev/sdc2 -L f004-boot
# mkfs.xfs -n size=64k -l size=128m,lazy-count=1 /dev/sdc3 -L f004-a
# mkfs.xfs -n size=64k -l size=128m,lazy-count=1 /dev/sdc4 -L f004-b

    -n size=64k 参数增加了文件名（目录）区域大小（默认 4k）， 这样可以减少 IO 消耗，代价是 CPU 消耗多一些， 这对现代计算机显然不是问题。 -l size=128m 参数扩大日志的容量（默认 10m），更安全， 代价是挂载时间会长一些。 -l lazy-count=1 参数减少 superblock 读写次数，提高性能。

    如果使用 ext4 分区格式：

    # mkfs.ntfs -f /dev/sdc1 -L f004-c
# mkfs.ext4 -b 4096 -m 0 -i 16384 -O '^has_journal' /dev/sdc2 -L f004-boot
# mkfs.ext4 -b 4096 -m 1 -i 16384 -O '^has_journal' /dev/sdc3 -L f004-a
# mkfs.ext4 -b 4096 -m 0 -i 16384 -O '^has_journal' /dev/sdc4 -L f004-b

    -b 4096 是每个存储块的大小。 -m 1 是指定 root 保留空间为 1%，home 区就不留了。 -i 16384 是指定多少字节的数据设置一个 inode 节点， 增加它的值会减少 inode 的总数，占用的空间会少一些， 相应的能够存储的文件数量也减少了，这个稍微注意一下就好，一般都够用。 -O '^has_journal' 是关掉文件系统日志，有点小危险。

    经过两天的折腾，个人感觉 ext4 在U盘上读写速度快一些。

    挂载分区：

    # mount /dev/sdc3 /mnt
# mkdir /mnt/boot
# mount /dev/sdc2 /mnt/boot
# mkdir /mnt/home
# mount /dev/sdc4 /mnt/home

    df -h 检查一下：

    # xfs
Filesystem  Size    Used    Avail   Use%    Mounted on
/dev/sdc3   3.9G    33M     3.9G    1%      /mnt
/dev/sdc2   82M     5.2M    77M     7%      /mnt
/dev/sdc4   2.4G    33M     2.4G    2%      /mnt/home
 
# ext4
Filesystem  Size    Used    Avail   Use%    Mounted on
/dev/sdc3   3.9G    8.1M    3.8G    1%      /mnt
/dev/sdc2   96M     48K     96M     1%      /mnt
/dev/sdc4   2.5G    3.8M    2.4G    1%      /mnt/home

    ext4 改变 bytes-per-inode 确实对分区所占空间影响很大。

  • 安装基本系统

    家里有无线路由，网络不用配置，已经自动连上了。

    编辑 /etc/pacman.d/mirrorlist ，把最快的源挪到最上面。 一般来说 163 和台湾的源比较快，163 似乎有时候不稳定， 几个中国大学的源有些是 ipv6 的，用不了。 安装完成后，这个配置文件也会自动拷贝到新系统中。 自带的 vi 真的是比 vim 难用多了，一会儿第一时间换掉。

    按照官网说明，用 # pacstrap /mnt base base-devel 安装基本系统， base-devel 也一并装上，迟早会用到 AUR 或 ABS。 提示共 128 个软件包，需要下载 158.37M 内容，安装完成后是 507.09M。

    安装 grub： # arch-chroot /mnt pacman -S grub 。

    生成 fstab： # genfstab -p -U /mnt >> /mnt/etc/fstab ， 然后更改 fstab （系统默认一般就比较好了，不优化也行）：

    • 使用 relatime 挂载参数。

      以前是推荐增加 noatime 挂载参数，不记录文件读取时间， 但这会导致 Mutt 等需要文件读取时间的软件出错。 现在改为使用 relatime 参数了 （已经默认加上了，Linux 2.6.30 起此参数成为默认值）， 只有在文件读取时间早于文件更新时间时，才更新读取时间数据。

    • 使用 nodiratime 挂载参数，不记录目录读取访问时间。

    • 把 /tmp 放到 tmpfs 上去。（没单独分区，免了）

    • 不再使用 discard 挂载参数。

      这个参数主要是针对 SSD 硬盘的，对不支持 TRIM 的机械硬盘无效， 对U盘貌似作用不明显。

    • 不再使用 async 挂载参数，开启异步读写模式。 由于只是“看起来”快了，实际数据写入速度并没有改善， 考虑到稳定性，是否应使用此参数？

    • 不要使用 barrier=0 挂载参数，这个选项似乎在突然断电、 拔U盘时，有几率丢失文件或损坏分区。 （基于我的经历 + 参考 ）

    由于不会跑什么大应用，为了降低 swap 的使用频率， 修改 /mnt/etc/sysctl.conf ：

    vm.swappiness = 1
vm.vfs_cache_pressure = 50

    前一句是尽量不使用 swap，后一句是缓存文件系统信息。

    下面的操作可以在 chroot 环境下运行：

    # arch-chroot /mnt

    设置 hostname： echo 'f004' > /etc/hostname 。

    设置时区：

    # ln -s /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime

    新建 /etc/locale.conf 内容为：

    LANG='en_US.UTF-8'
LC_COLLATE='C'
LC_MESSAGES='C'

    编辑 /etc/locale.gen ，取消 en_US.UTF-8, zh_CN.UTF-8, zh_TW.UTF-8 前面的注释，然后执行 locale-gen 命令。

    更改 root 密码： passwd root 。

  • 安装 Grub 引导系统。

    仍然在 chroot 环境中操作。 编辑 /etc/mkinitcpio.conf ，检查 HOOKS 段， 让 block 参数紧挨着 udev 参数之后（早一点加载）， 然后 # mkinitcpio -p linux 生成 img 文件。 同时加上了 shutdown 参数，作用以后再试。 resume 参数就算了，U盘本来就小、慢，支持休眠更痛苦。 （注：新版本中 block 参数替代了 usb pata sata scsi 等一众参数）

    安装 grub：

    # grub-install --target=i386-pc --recheck --boot-directory=/boot --no-floppy /dev/sdc
# cp -v /usr/share/grub/{unicode.pf2,ascii.pf2} /boot/grub/
# cp -v /usr/share/locale/en\@quot/LC_MESSAGES/grub.mo /boot/grub/locale/en.mo

    无论是 32 位还是 64 位系统，都是使用 --target=i386-pc 参数， --no-floppy 是不检查软驱（这玩意儿现在应该没人用了）。 后两句不执行也行，还没弄懂是做什么的。

    然后，千万不要忘记 生成 grub.cfg 文件 ：

    # grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg
# grep 'set=root' /boot/grub/grub.cfg
# blkid /dev/sdc2

    现在的 Grub2 使用 UUID 来找硬盘分区， 后两句就是检查新生成的 grub.cfg 使用的分区 UUID 和硬盘是否相符。 如果忘记生成 grub.cfg 了，可以再次用光盘启动进去做。

    最后，退出 chroot 环境，umount，重启。 启动U盘可以收起来了。

    启动后，新安装的U盘变成了 /dev/sdb， 此时最好将 mkinitcpio grub-install grub-mkconfig 重新做一遍， 否则有可能在下次或另外一台机器上启动时，损坏分区表，丢失文件。 或许没有道理，但这是我重复安装好多次以后的感觉，可能有以下原因：

    • 带电插拔，可我都是 umount 了啊，不应当这么脆弱。
    • 被 USB 3.0 高电流给破坏了，没拔U盘烧了算我走运？ 倒是听说过 USB 3.0 损坏U盘数据。
    • /boot 原先没有单独分区，这个不应该。
    • 是原先使用 GPT 分区在 BIOS 电脑上水土不服？ U盘难道就不能用 GPT 分区么？

    反正换回 MBR 分区后，貌似比较正常了。

初始设置

如果一切正常，现在可以用 root 登录系统了：

# uname -a
Linux f004 3.9.9-1-ARCH #1 SMP PREEMPT Wed Jul 3 22:52:05 CET 2013 i686 GNU/Linux
 
# free -h
            total   used    free    shared  buffers cached
Mem:        1.0G    54M     951M    0B      5.6M    27M
-/+ buffers/cache:  21M     984M
Swap:       0B      0B      0B
 
# df -h
Filesystem      Size    Used    Avail   Use%    Mounted on
/dev/sdb3       3.9G    764M    3.1G    20%     /
dev             499M    0       499M    0%      /dev
run             503M    7.1M    496M    2%      /run
tmpfs           503M    0       503M    0%      /dev/shm
tmpfs           503M    0       503M    0%      /sys/fs/cgroup
tmpfs           503M    0       503M    0%      /tmp
/dev/sdb4       2.5G    3.8M    2.4G    1%      /home
/dev/sdb3       96M     39M     58M     41%     /boot

安装U盘拿掉后，这个U盘就成为 /dev/sdb 了。

  • 配置有线网络。

    没网络的时候，可以直接设定ip应急，后面 netctl 才是正规设置：

    # ip addr add 192.168.0.100/24 dev enp0s4
# ip link set dev enp0s4 up
# ip route add default via 192.168.0.1
# echo nameserver 208.67.222.222 >> /etc/resolv.conf

    觉得设备名 enp0s4 不习惯，也可以在 udev 中改名（重启生效）：

    # cat /etc/udev/rules.d/10-network.rules
SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", ATTR{address}=="00:50:70:a2:49:7d", NAME="eth0"

    如果使用 dhcd 动态分配地址：

    # dhcpcd        # 自动让 eth0 获取 IP
#               # 或者配置成服务自启动（更加方便）
# systemctl enable dhcpcd@eth0
# systemctl start dhcpcd@eth0

    如果使用静态地址，现在是用 netctl 进行管理：

    # pacman -S ifplugd
# systemctl disable dhcpcd@eth0
# systemctl stop dhcpcd@eth0    # 要停掉 DHCP，不然有干扰
# cd /etc/netctl
# cp examples/ethernet-static home
# vi home           # 设置我的静态 IP 设置 profile
# systemctl enable netctl
# 重启一下，清除刚才的临时 IP 设置
# netctl start home
# netctl enable home

    如果要快速切换网络环境， 再在 /etc/netctl/ 下建立一个新的 profile 文件， 用 netctl switch-to PROFILE 来进行切换，会自动停掉旧的。 更详细的可以看 我以前写的 netctl 如何选择 profile 。

  • 安装 vim，默认的 vi 实在是用不惯：

    # pacman -S vim
# pacman -R vi
# ln -s /usr/bin/vim /usr/bin/vi

  • 关闭 PC 小喇叭。

    这个实在是太烦人了，在启动时就禁用：

    # cat /etc/modprobe.d/nopcspkr.conf
blacklist pcspkr

    这个文件需要自己创建。

  • 安装 ntp 自动更新时间

    # pacman -S ntp libedit
# systemctl enable ntpd
# systemctl start ntpd

    另外，Arch 建议在 /etc/ntp.conf 中添加 iburst 参数，比如：

    server 0.pool.ntp.org iburst
server 1.pool.ntp.org iburst
server 2.pool.ntp.org iburst
server 3.pool.ntp.org iburst

    检查 ntpd 同步情况：

    # systemctl restart ntpd
# ntpq -np

    时间同步完成后，用 hwclock -w 写入硬件时钟。

  • 创建普通用户。

    # useradd -m fwolf
# passwd fwolf

    通常，这个用户我们要赋予 sudo 权限：

    # pacman -S sudo
# cat /etc/sudoers.d/fwolf_sudo_conf
Defaults    env_reset
Defaults    secure_path="/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin"
fwolf   ALL=(ALL:ALL) ALL
%admin  ALL=(ALL) ALL
%sudo   ALL=(ALL:ALL) ALL
# chmod 0440 /etc/sudoers.d/fwolf_sudo_conf

    注意， /etc/sudoers.d/ 下的文件，名称带有 ~ 或者 . 的不会生效， 参见 CentOS – 0005017: The #includedir directive in sudoers does not work ， 文件属性也必须是 0440 。

  • 安装 Yaourt

    在 /etc/pacman.conf 中添加：

    [archlinuxfr]
SigLevel = Never
Server = http://repo.archlinux.fr/$arch

    然后 pacman -Sy yaourt 完成安装。

  • 安装其他常用工具

    bash-completion ctags git htop openssh subversion tk

图形系统

由于U盘要带着到处跑，所以图形驱动一定是什么都有。 也不追求多么花哨的界面效果，简洁明快，所以选择 LXDE+Fluxbox 。

  • 字符界面分辨率

    默认进入字符界面后，分辨率是最大分辨率，如果要另行指定， 可以修改 /etc/default/grub ：

    GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet video-1024x768M@75m"

    然后 grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg 重新生成 grub 配置文件。

  • 默认点亮 Numlock

    需要用到两个命令：系统自带的 setleds 和 通过 pacman 安装的 numlockx。

    要在字符界面下打开 Numlock，可以在 $HOME/.bashrc 中添加：

    # Numlock
if [ -x /usr/bin/setleds ]; then
    for tty in /dev/tty{1..6}; do
        /usr/bin/setleds -D +num < /dev/tty > /dev/null 2>&1
    done
fi

    这样设置会在登录之后自动打开 Numlock，若要登录之前就打开，可以参照 Arch Wiki 将上述内容添加到 /etc/rc.local 或者 /etc/inittab ， 但不如跟着用户配置容易备份。

    要在 X 下打开 Numlock，可以在 $HOME/.xinitrc 中添加：

    # Set numlock
if [ -x /usr/bin/numlockx ]; then
    /usr/bin/numlockx on
fi

  • 安装 xorg 和显卡驱动

    • Xorg: xorg-server xorg-xinit xorg-server-utils mesa
    • 显卡驱动：xf86-video-ati xf86-video-intel xf86-video-nouveau nouveau-dri
    • 笔记本触摸板支持：xf86-input-synaptics
    • 测试 X 工作是否正常：xorg-twm xorg-xclock xterm

    现在可以用 startx 启动 X 看到简陋的图形界面了。 如果想用 Ctrl+Alt+Backspace 关闭 X，需要在 /etc/X11/xorg.conf.d/10-evdev.conf 中增加一段：

    Section "InputClass"
    Identifier "Keyboard Defaults"
    MatchIsKeyboard "yes"
    Option "XkbOptions" "terminate:ctrl_alt_bksp"
EndSection

  • 安装 LXDE & Fluxbox

    • LXDE 组的所有包
    • Fluxbox
    • 监测文件系统变化的 Gamin
    • 常用软件：leafpad obconf epdfview

    配置一个简单的 $HOME/.xinitrc ，从 /etc/skel/.xinitrc 复制一份， 然后添加：

    #xrandr -s 1024x768 # 如果需要的话，提前指定分辨率
exec startlxde

    现在都是液晶的天下，很少出现分辨率刷新率超出界限不显示的情况， 命令行下的分辨率可以用自动，嫌字小上面有修改 grub 设置的方法， 图形下 LXDE 也支持 auto 分辨率，一般也都自动设置好了。

    为了把 Openbox 换成 Fluxbox，需要修改 /etc/xdg/lxsession/LXDE/desktop.conf ：

    [Session]
window_manager=fluxbox

  • 中文相关

    • 基本字体 ttf-dejavu artwiz-fonts wqy-microhei

    • 输入法 fcitx-im fcitx-configtool fcitx-fbterm ，在 $HOME/.xinitrc 里添加：

      export GTK_IM_MODULE=fcitx
export QT_IM_MODULE=fcitx
export XMODIFIERS="@im=fcitx"

    • 字体配置，把原先用的其他常用字体和配置文件都搬过来了， 就是 $HOME/.fonts 目录，Ubuntu 下用的很好，这里也可以直接用。 把 $HOME/.fonts/fonts.conf 链接为 /etc/fonts/local.conf 即生效， 然后修改 /etc/fonts/conf.avail 下的 40-nonlatin.conf 和 60-latin.conf 将 SimSun 或者其他你喜欢的字体设置为首选字体， 最后 $ fc-cache -vf 更新下字体缓存，重启 X 就可以了。

至此，一个基本的、具备图形界面的 Arch Linux 就安装完成了， pacman -Scc 清理一下，已安装程序占用空间约 1.4G。 总体感觉，运行速度受U盘读写速度影响非常大，有时候会卡。

……大约反复两周后，经历了无数次的重装，我终于下了结论： U盘上的 Linux 系统除非只以只读方式使用，否则几乎没有可用性。 大概是因为重启、关机时，umount 总是等不及U盘的灯闪来闪去， 就强制重启或关机了，然后文件系统未正常 umount， 然后就是文件系统损坏，一修复都是文件丢失，损坏的 inode。 难道是因为我的U盘质量不好么？ 不管怎样，拿这个做随身系统的想法破灭了， 还是磁介质的机械硬盘靠谱一点。

4 thoughts on “在U盘上安装 Arch Linux (2013-07)”

  2. 还是搞个liveCD能应付临时使用就行了,我为了一个随身携带的,跑坏了一个移动硬盘,两个U盘,好几个SD卡,最终还是放弃了….

    Reply

    1. liveCD用安装光盘就差不多了。

      我这主要是电脑不够用（硬件），主系统上装着 Windows 玩游戏，又懒得装双系统。

      Reply

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