Systemd-boot

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systemd-boot (旧名 gummiboot。ドイツ語で「ゴムボート」)は、 設定された EFI イメージを実行するシンプルな UEFI ブートマネージャーです。デフォルトのエントリは設定されたパターン (glob) または矢印キーで操作する画面上のメニューによって選択されます。systemd に含まれており、Arch システムにデフォルトでインストールされます。

systemd-boot は EFI 実行可能ファイル (EFISTUB、UEFI シェル、GRUB、Windows ブートマネージャ) のみを起動できることに注意してください。

サポートされているファイルシステム

systemd-boot はファイルシステムのサポートを ファームウェア から引き継ぎます (少なくとも FAT12、FAT16、FAT32) さらに、esp/EFI/systemd/drivers/ にある UEFI ドライバ を全てロードします。

インストール

systemd-boot は、base メタパッケージの依存関係である systemd パッケージとともに出荷されるため、追加のパッケージを手動でインストールする必要はありません。

EFI ブートマネージャのインストール

systemd-boot の EFI ブートマネージャをインストールする場合、まず UEFI モードでシステムが起動しているかどうか、UEFI 変数 が利用できるかどうか確かめてください。efivar --list コマンドを実行することでチェックできます。または、efivar がインストールされていない場合は、ls /sys/firmware/efi/efivars を実行してください (ディレクトリが存在する場合、システムは UEFI モードにブートされます)

このページでは ESP のマウントポイントを esp として表します (大抵の場合は /efi か /boot です) これは、システムのマウントポイントに chroot していることを前提としています。

bootctl(1) を使用して EFI システムパーティションに systemd-boot をインストールします:

# bootctl install

これにより、systemd-boot UEFI ブートマネージャーが ESP にコピーされ、その UEFI ブートエントリが作成され、UEFI ブート順序の最初に設定されます。

• x64 UEFI では、/usr/lib/systemd/boot/efi/systemd-bootx64.efi は esp/EFI/systemd/systemd-bootx64.efi と esp/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI にコピーされます。
• IA32 UEFI では、/usr/lib/systemd/boot/efi/systemd-bootia32.efi は esp/EFI/systemd/systemd-bootia32.efi と esp/EFI/BOOT/BOOTIA32.EFI にコピーされます。

UEFI ブートエントリは "Linux Boot Manager" と呼ばれ、UEFI のビット数によって、ESP 上の EFI}systemd-bootx64.efi か EFI}systemd-bootia32.efi を指します。

ノート

• bootctl install を実行すると、systemd-boot は ESP を /efi,/boot,/boot/efi に配置しようとします。esp を別の場所に設定するには、--esp-path=esp オプションを渡す必要があります。(詳細は bootctl(1) § OPTIONS を参照)
• systemd-boot をインストールすると既存の esp/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI は上書きされます。(または、esp/EFI/BOOT/BOOTIA32.EFI の IA32 UEFI)、例えば Microsoft 版のファイルなどです。

インストールを完了するには、systemd-boot を設定します。

XBOOTLDR を使用したインストール

カーネルと initramfs を ESP から分離するために、"Linux extended boot" タイプ (XBOOTLDR) の別の /boot パーティションを作成することができます。これは、既存の ESP が小さすぎる Windows と Arch のデュアルブート 時に特に役立ちます。

通常どおり ESP を作成し、同じ物理ドライブに XBOOTLDR 用の別のパーティションを作成します。XBOOTLDR のパーティションタイプ GUID は "bc13c2ff-59e6-4262-a352-b275fd6f7172 である必要があります。XBOOTLDR パーティションのサイズは、インストールする全てのカーネルを収納できる 十分な大きさが必要です。

ノート

• systemd-boot は、 ESP の場合のようにファイルシステムチェックを行いません。 したがって、他のファイルシステムを使用することは可能ですが、 UEFI 実装が起動中にそれを読み取ることができる場合に限ります。
• "fast boot" モードが有効の場合、UEFI ファームウェアは ESP 以外のパーティションのロードをスキップすることがあります。これにより、システム起動 が XBOOTLDR パーティション上のエントリを見つけられなくなる可能性があります。XBOOTLDRを使用するには、"fast boot" を無効にする必要があります。
• XBOOTLDR パーティションは、system-boot が認識できるように ESP と同じ物理ディスク上になければならない場合があります。

インストール中に、ESP を /mnt/efi にマウントし、 boot を /mnt/boot にマウントします。

chroot になったら、次のコマンドを使用します:

# bootctl --esp-path=/efi --boot-path=/boot install

インストールを完了するには systemd-boot を設定します。

UEFI ブートマネージャの更新

新しいバージョンの systemd-boot がリリースされるたびに、UEFI ブートマネージャはオプションでユーザーによって再インストールできます。これは手動または自動で行うことができ、以下にその2つの方法を説明します。

ノート UEFI ブートマネージャは独立した EFI 実行可能ファイルであり、任意のバージョンを使用してシステムをブートできます(部分的な更新は適用されません。pacman は systemd-boot インストーラーのみをインストールし、systemd-boot 本体はインストールしません)ただし、新しいバージョンは新機能を追加したり、バグを修正したりする可能性があるため、systemd-boot の更新はおそらく良いアイデアです。

警告 セキュアブート が有効な場合、ブートローダーの更新に署名する必要があります。詳細は #セキュアブートのための署名 を参照してください。

手動で更新

bootctl を使用して systemd-boot を更新:

# bootctl update

ノート bootctl install と同様に、systemd-bootは ESP を /efi、/boot、/boot/efi に配置しようとします。esp を別の場所に設定するには、--esp-path=esp オプションを渡す必要があります。

自動で更新

systemd-boot を自動的に更新するには、systemd サービス または pacman フック を使用してください。これらの2つの方法については、以下に説明します。

systemd サービス

バージョン 250 以降、systemd には systemd-boot-update.service が同梱されています。このサービスを 有効化 すると、次回の起動時にブートローダーが更新されます。

Pacman フック

systemd-boot-pacman-hook^AUR パッケージは systemd がアップグレードされる度に実行される pacman フックを追加します。

systemd-boot-pacman-hook をインストールするのではなく、次のファイルを /etc/pacman.d/hooks/ に手動で配置することをお勧めします:

/etc/pacman.d/hooks/95-systemd-boot.hook

[Trigger]
Type = Package
Operation = Upgrade
Target = systemd

[Action]
Description = Gracefully upgrading systemd-boot...
When = PostTransaction
Exec = /usr/bin/systemctl restart systemd-boot-update.service

セキュアブートのための署名

セキュアブート が有効な場合、パッケージのアップグレード時にブートマネージャを自動的に署名するために、pacmanフックを追加したい場合:

/etc/pacman.d/hooks/80-secureboot.hook

[Trigger]
Operation = Install
Operation = Upgrade
Type = Path
Target = usr/lib/systemd/boot/efi/systemd-boot*.efi

[Action]
Description = Signing systemd-boot EFI binary for Secure Boot
When = PostTransaction
Exec = /bin/sh -c 'while read -r i; do sbsign --key /path/to/keyfile.key --cert /path/to/certificate.crt "$i"; done;'
Depends = sh
Depends = sbsigntools
NeedsTargets

/path/to/keyfile.key と /path/to/certificate.crt をそれぞれ署名鍵と証明書に置き換えてください。このフックの詳細な理解には、sbsign(1) を参照してください。

作成された /usr/lib/systemd/boot/efi/systemd-boot*.efi.signed は、bootctl install または bootctl update によって自動的に認識されます。詳細は bootctl(1) § SIGNED .EFI FILES を参照してください。

別の方法としてこちらも参照、sbctl

設定

ローダー設定

ローダーの設定は esp/loader/loader.conf ファイルに保存されます。詳細は、loader.conf(5) § OPTIONS を参照してください。

ローダーの設定例を以下に示します:

esp/loader/loader.conf

default  arch.conf
timeout  4
console-mode max
editor   no

ヒント

• systemd-boot はインデント用のタブを受け入れません。代わりにスペースを使用してください。
• default と timeout はブートメニューで変更することができ、変更した場合は EFI 変数として保存されます。上記のオプションよりも優先して設定されます。
• ​bootctl set-default "" を使用すると、 default オプションに優先して EFI 変数をクリアできます。
• 基本的なローダーの設定ファイルは /usr/share/systemd/bootctl/loader.conf に存在します。
• timeout 0 を設定している場合、Space を押すことでブートメニューにアクセスできます。
• ブートローダー(エントリ選択中)が歪んで表示される場合や、誤った解像度が使用されている場合は、console-mode を auto(最適な解像度を選択するためのヒューリスティックスを使用)、keep(ファームウェアが提供する解像度を維持)、または 2(最初の非 UEFI 標準解像度を選択しようと試みる)に設定してみることができます。

ローダーの追加

systemd-bootは、起動元のEFI システムパーティション上の/loader/entries/ディレクトリ内にある.confファイルおよび同一ディスク上のXBOOTDRパーティションも検索対象とします。

ノート

• esp/loader/entries/*.conf内のエントリーはesp/ディレクトリ内のファイル(kernel, initramfs, imageなど)のみ参照でき、boot/loader/entries/*.conf内のエントリーはboot/ディレクトリ内のファイルのみ参照出来ます。
• ファイルパスはEFIシステムパーティションまたはXBOOTLDRパーティションをルートにしたパスです。例えばEFIシステムパーティションまたはXBOOTLDRパーティションが/bootディレクトリにマウントされている時は/boot/vmlinuz-linuxファイルはlinuxキーで/vmlinuz-linuxとして指定する必要があります。
• セキュアブートが有効になっている場合、組み込みの.cmdlineを持つユニファイドカーネルイメージ(UKI)はブートエントリーで指定したオプションや対話的に渡されるコマンドラインオプションを全て無視します。セキュアブートが無効の場合コマンドラインで渡されたオプションは組み込みの.cmdlineの内容を上書きします。

UUID xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxxのボリュームからArch Linuxを起動するloaderファイルの例:

esp/loader/entries/arch.conf

title   Arch Linux
linux   /vmlinuz-linux
initrd  /initramfs-linux.img
options root=UUID=xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx rw

esp/loader/entries/arch-fallback.conf

title   Arch Linux (fallback initramfs)
linux   /vmlinuz-linux
initrd  /initramfs-linux-fallback.img
options root=UUID=xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx rw

全構成オプションの詳細については、Boot Loader Specificationを参照してください。

systemd-bootは起動時に、/EFI/Microsoft/Boot/Bootmgfw.efiのWindows Boot Manager、ファームウェア内のApple macOS Boot Manager、/shellx64.efiのUEFIシェル、/EFI/BOOT/bootx64.efiのEFIデフォルトローダーをチェックし、存在する場合それぞれauto-windows、auto-osx、auto-efi-shell、auto-efi-defaultというタイトルで対応するエントリが生成されます。さらに/EFI/Linux/に置かれた特別なカーネルファイルを検出します。これらのエントリは手動でローダーを構成する必要はありません。ただし他のEFIアプリケーションの自動検出機能は(rEFIndとは異なり)備えていません、Linuxカーネルを起動するには手動でエントリを作成する必要があります。

ヒント

• 設定済みのブートエントリは、bootctl listコマンドで表示できます。
• エントリファイルの例は/usr/share/systemd/bootctl/arch.confにあります。
• LVM、LUKS、dm-crypt、Btrfsなどで必要なカーネルパラメータはそれぞれのページを確認してください。

ノート

外部のマイクロコードinitramfsイメージを使用する場合(例えばBoosterをinitramfs生成ツールとして使用する場合)、/boot/amd-ucode.imgまたは/boot/intel-ucode.imgを別のinirdとして指定し、メインのinitramfsイメージより前に記述する必要があります。

EFI シェルや他の EFI アプリ

UEFI シェル を edk2-shell パッケージとともにインストールした場合、"systemd-boot" は EFI ファイルが esp/shellx64.efi に配置されると自動的に検出して新しいエントリを作成します。 これを実行するには、パッケージをインストールした後に以下のようなコマンドを使用します:

# cp /usr/share/edk2-shell/x64/Shell.efi /boot/shellx64.efi

それ以外の場合は、その他の EFI アプリケーション を ESP にインストールした場合、次のスニペットを使用できます。

ノート efi 行のファイルパスパラメータは、EFI システムパーティション のルートに対して相対的です。もし EFI システムパーティションが /boot にマウントされていて、EFI バイナリが /boot/EFI/xx.efi と /boot/yy.efi に存在する場合、それぞれのパラメータは efi /EFI/xx.efi と efi /yy.efi のように指定します。

esp/loader/entries/fwupd.conf

title  Firmware updater
efi     /EFI/tools/fwupdx64.efi

esp/loader/entries/gdisk.conf

title  GPT fdisk (gdisk)
efi     /EFI/tools/gdisk_x64.efi

Memtest86+

これを機能させるには、memtest86+-efi をインストールする必要があります。また、セキュアブートを使用するときに EFI バイナリに署名する必要があります。

esp/loader/entries/memtest.conf

title Memtest86+
efi /memtest86+/memtest.efi

Netboot

"systemd-boot" は Netboot をチェーンロードできます。ipxe-arch.efi  EFI バイナリとその署名をダウンロードし、それを検証した後、提案された場所に esp/EFI/arch_netboot/arch_netboot.efi として配置します。

esp/loader/entries/arch_netboot.conf

title Arch Linux Netboot
efi /EFI/arch_netboot/arch_netboot.efi

GRUB

systemd-boot は GRUB をチェーンロードできます。grubx64.efi バイナリの場所は、GRUB が ESP にインストールされた際に使用された --bootloader-id= と一致します。

esp/loader/entries/grub.conf

title GRUB
efi /EFI/GRUB/grubx64.efi

別のディスクから起動

"systemd-boot" は起動元の ESP や同一ディスク上のXBOOTLDRパーティション以外のパーティションからEFIバイナリを起動 できませんが、 UEFI シェル を使ってそれを行うことができます。

まず、上記の #EFI シェルや他の EFI アプリ のセクションに従って、edk2-shell パッケージをインストールします。UEFI シェルで "map" コマンドを使用して、対応する PARTUUID を持つパーティションの FS エイリアス (例:HD0a66666a2、HD0b、FS1、BLK7) を確認します。

次に、exit コマンドを使用して Linux に戻り、UEFI シェルを通じてターゲット EFI プログラムを実行するための新しいローダーエントリを作成します:

esp/loader/entries/windows.conf

title   Windows
efi     /shellx64.efi
options -nointerrupt -nomap -noversion HD0b:EFI\Microsoft\Boot\Bootmgfw.efi

efi パスは、 shellx64.efi がコピーされた "esp" パーティション内の場所と一致していることを確認してください。また、shellx64.efi EFI ファイルは、"systemd-boot" による自動エントリ作成を避けるために他の場所に移動することもできます。

HD0b は、前述の "FS エイリアス" に置き換えてください。

• -nointerrupt オプションは、Ctrl+c でターゲット EFI プログラムを中断しないようにします。
• -nomap -noversion オプションは、デフォルトの UEFI シェルの挨拶を非表示にします。
• ターゲットEFIプログラムが終了した場合(例えばエラーで)にUEFIシェルが自動的にブートローダーに戻るようにするには、-exit オプションを追加します。
• もし UEFI シェル内にまだ不要な出力がある場合、-noconsoleout オプションを追加できます。

UEFI ファームウェアセットアップの起動

systemd-boot は、デバイスのファームウェアが OS からセットアップに再起動することをサポートしている場合、UEFI ファームウェアセットアップに起動するエントリを自動的に追加します。

ハイバネーション

サスペンドとハイバネートの記事を参照してください。

パスワードで保護されたカーネルパラメータエディタ

password 設定オプションをサポートしている systemd-boot-password^AUR をインストールすることもできます。sbpctl generate を使ってオプションで指定する値を生成できます。

systemd-boot-password は以下のコマンドでインストールしてください:

# sbpctl install esp

カーネルパラメータを編集する前にパスワードの入力が求められるようになります。

ヒントとテクニック

ブートメニューで使用できるキー

ブートメニューで使用できるキー割り当てについては、systemd-boot(7) § KEY BINDINGS を参照してください。

再起動後の起動対象を選択する

ブートマネージャーは systemctl コマンドに統合されており、再起動後に起動させるオプションを選択できます。例えば、カスタムカーネルのエントリファイルが esp/loader/entries/arch-custom.conf にあるとき、次のようにするとデフォルト設定はそのままにカスタムカーネルが起動します:

$ systemctl reboot --boot-loader-entry=arch-custom

マザーボードのファームウェアを起動させるときは次のようにします:

$ systemctl reboot --firmware-setup

ユニファイドカーネルイメージ を使う

esp/EFI/Linux/ にある Unified kernel image (UKI)は、systemd-boot によって自動的に読み込まれ、esp/loader/entries にエントリを追加する必要はありません。(Unified kernel image は、systemd-boot によって識別されるためには、.efi 拡張子を持っている必要があります。)

ヒント esp/loader/entries/ 内のファイルは、esp/loader/loader.conf に default が設定されていない場合、最初に起動されます。それらのエントリを削除するか、フルファイル名でデフォルトを設定してください。例:default arch-linux.efi

ESP 上の Grml

ノート 以下の手順は、Grml 専用ではありません。​若干の調整で他のソフト (例: SystemRescueCD) のインストールも可能です。

ヒント PKGBUILD が利用可能です: archiso-systemd-boot^AUR

Grml ​は、システム管理とレスキュー用のソフトウェアを集めた小さなライブシステムです。

​Grml を ESP にインストールするには、カーネル vmlinuz、 initramfs initrd.img、 圧縮イメージ grml64-small.squashfs を iso ファイルから ESP にコピーするだけです。そのためには、まず grml64-small.iso ファイルをダウンロードして(マウントポイントは以降 mnt と表記される) ファイルをマウントします。​カーネルと initramfs は mnt/boot/grml6 small/ にあり、圧縮されたイメージは mnt/live/grml64-small/ にあります。

​次に、Grml 用のディレクトリを ESP に作成します:

# mkdir -p esp/grml

​上記のファイルをコピーします:

# cp mnt/boot/grml64small/vmlinuz esp/grml
# cp mnt/boot/grml64small/initrd.img esp/grml
# cp mnt/live/grml64-small/grml64-small.squashfs esp/grml

​最後のステップで、システムブートローダー用のエントリを作成します。 esp/loader/entries 次の内容の grml.conf ファイルを作成します:

esp/loader/entries/grml.conf

title   Grml Live Linux
linux   /grml/vmlinuz
initrd  /grml/initrd.img
options apm=power-off boot=live live-media-path=/grml/ nomce net.ifnames=0

​使用可能なブートオプションの概要については、 cheatcode for Grml

ESP 上の Archiso

ヒント PKGBUILD が利用可能です: archiso-systemd-boot^AUR

Grml と同様に、Arch Linux の ISO を使用することができます。そのためには、ISO ファイルからカーネル vmlinuz-linux、initramfs initramfs-linux.img、および squashfs イメージ airootfs.sfs を EFI システムパーティションにコピーする必要があります。

最初に archlinux-yyy.mm.dd-x86_64.iso をダウンロードします。

次に、ESP に Archiso のディレクトリを作成します:

# mkdir -p esp/EFI/archiso

そこに arch ディレクトリの内容を抽出します:

# bsdtar -v -x --no-same-permissions --strip-components 1 -f archlinux-YYYY.MM.DD-x86_64.iso -C esp/EFI/archiso arch

最後のステップでは、systemd-boot Loader のブートエントリを作成します:esp/roader/entries:

esp/loader/entries/arch-rescue.conf

title   Arch Linux (rescue system)
linux   /EFI/archiso/boot/x86_64/vmlinuz-linux
initrd  /EFI/archiso/boot/x86_64/initramfs-linux.img
options archisobasedir=/EFI/archiso archisosearchfilename=/EFI/archiso/boot/x86_64/vmlinuz-linux

利用可能なブートオプションの概要については、README.bootparams for mkinitcpio-archiso を参照してください。

BIOS システムでの systemd-boot

ブートローダーの仕様 に従う BIOS システム用のブートローダーが必要な場合は、 BIOS システムで systemd-boot を押してサービスを開始できます。 Clover ブートローダーは BIOS システムからの起動をサポートし、シミュレートされた EFI 環境を提供します。

トラブルシューティング

systemd-boot がブートエントリを表示しない

これは、カーネルへのパスが間違って指定されているなど、設定ファイルに関するさまざまな問題が原因である可能性があります。確認するには、次のコマンドを実行してください:

# bootctl

BIOS モードで起動後にインストール

ノート こちらの起動方法は推奨されません。

BIOS モードで OS を起動したいときも systemd-boot をインストールすることは可能です。ただし、起動時に systemd-boot の EFI ファイルを実行するようにファームウェアを設定する必要があります:

• 他の場所に機能する UEFI Shell がある場合。
• ファームウェアのインターフェイスから起動時にロードされる EFI ファイルを設定する。
• 一部のファームウェアは、UEFI に他のエントリが設定されていない場合、デフォルトで esp/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI を使用することがあります。

設定できる場合、インストールは簡単です: EFI シェルやファームウェアの設定インターフェイスを開いて、マシンのデフォルトの EFI ファイルを esp/EFI/systemd/systemd-bootx64.efi (32ビット環境の場合 systemd-bootia32.efi) に変更してください。

ノート Dell Latitude シリーズのファームウェアインターフェースは、UEFI ブートの設定に必要なすべてを提供しますが、UEFI シェルはコンピュータの ROM に書き込むことができません。

efibootmgr を使って手動エントリを追加する

bootctl install コマンドが失敗した場合、efibootmgr ユーティリティを使って EFI ブートエントリを手動で作成することができます:

# efibootmgr --create --disk /dev/sdX --part Y --loader '\EFI\systemd\systemd-bootx64.efi' --label "Linux Boot Manager" --unicode

/dev/sdXY は EFI システムパーティションに置き換えてください。

ノート EFI イメージのパスでは区切り文字としてバックスラッシュ (\) を使用します。

Windows の bcdedit を使用した手動入力

何らかの理由で Windows から EFI ブートエントリを作成する必要がある場合は、管理者プロンプトから次のコマンドを使用してください。

> bcdedit /copy {bootmgr} /d "Linux Boot Manager"
> bcdedit /set {guid} path \EFI\systemd\systemd-bootx64.efi

guid を最初のコマンドによってリターンされた ID に置き換えます。これをデフォルトのエントリとして設定するには:

> bcdedit /default {guid}

Windows をアップグレードした後にメニューが表示されない

Unified Extensible Firmware Interface#Windows によってブート順序が変わってしまうを見てください。

Windows BitLocker TPM ロック解除のサポートを追加

BitLocker による回復キーの要求を停止するには、次の行を loader.conf に追加します。

esp/loader/loader.conf

reboot-for-bitlocker yes

これにより、BootNext UEFI 変数が設定され、BitLocker が回復キーを必要とせずに Windows ブートマネージャー がロードされます。これは 1 回限りの変更であり、systemd-boot がデフォルトのブートローダーのままです。Windows が自動検出された場合は、エントリとして指定する必要はありません。

これは実験的な機能なので、必ず loader.conf(5) を参照してください。

参照

• https://systemd.io/BOOT/
• https://bbs.archlinux.org/viewtopic.php?id=254374
• https://uapi-group.org/specifications/specs/boot_loader_specification/