ユニファイドカーネルイメージ
ユニファイドカーネルイメージ (UKI) は、単一の実行可能ファイルであり、UEFI ファームウェアから直接起動するか、ほとんどまたは全く設定を必要とせずにブートローダーによって自動的に取得されます。これは systemd-stub(7) のような UEFI ブートスタブプログラム、Linux カーネルイメージ、initrd、および その他のリソース を単一の UEFI PE ファイルに組み合わせたものです。
このファイルは、したがってこれらのすべての要素を署名して Secure Boot で使用することが容易になります。
目次
ユニファイドカーネルイメージの準備
mkinitpcio
カーネルコマンドライン
mkinitcpio は、/etc/cmdline.d ディレクトリ内のコマンドライン ファイルからのカーネルパラメータの読み取りをサポートします。Mkinitcpio は、このディレクトリ内の .conf 拡張子を持つすべてのファイルの内容を連結し、それらを使用してカーネルコマンドラインを生成します。コマンドラインファイル内の # 文字で始まる行はコメントとして扱われ、mkinitcpio によって無視されます。マイクロコードと initramfs を指す エントリを削除 するように注意してください。
例:
/etc/cmdline.d/root.conf
root=UUID=0a3407de-014b-458b-b5c1-848e92a327a3 rw
/etc/cmdline.d/security.conf
# enable apparmor lsm=landlock,lockdown,yama,integrity,apparmor,bpf audit=1 audit_backlog_limit=256
あるいは、/etc/kernel/cmdline を使用してカーネルコマンドラインを構成することもできます。
例:
/etc/kernel/cmdline
root=UUID=0a3407de-014b-458b-b5c1-848e92a327a3 rw quiet bgrt_disable
.preset ファイル
次に、/etc/mkinitcpio.d/linux.preset、または使用しているプリセットを、EFI システムパーティション の適切なマウントポイントを指定して、以下のように変更します:
PRESETS=の各項目について、PRESET_uki=パラメータのコメントを解除する (つまり#を削除する)、- 冗長な
initramfs-*.imgファイルを保存しないように、PRESET_image=をコメントアウトする、 - オプションとして、スプラッシュイメージを追加したい各
PRESET_options=行に--splashパラメータを追加またはコメント解除します。
以下は linux カーネルと Arch スプラッシュスクリーンの linux.preset の例です。
/etc/mkinitcpio.d/linux.preset
# mkinitcpio preset file for the 'linux' package
#ALL_config="/etc/mkinitcpio.conf"
ALL_kver="/boot/vmlinuz-linux"
PRESETS=('default' 'fallback')
#default_config="/etc/mkinitcpio.conf"
#default_image="/boot/initramfs-linux.img"
default_uki="esp/EFI/Linux/arch-linux.efi"
default_options="--splash=/usr/share/systemd/bootctl/splash-arch.bmp"
#fallback_config="/etc/mkinitcpio.conf"
#fallback_image="/boot/initramfs-linux-fallback.img"
fallback_uki="esp/EFI/Linux/arch-linux-fallback.efi"
fallback_options="-S autodetect"
pacman フック
マイクロコードのアップグレード後に再構築をトリガーするには、pacman フック が必要です。
/etc/pacman.d/hooks/ucode.hook
[Trigger] Operation=Install Operation=Upgrade Operation=Remove Type=Package # Change to appropriate microcode package Target=amd-ucode # Change the linux part above and in the Exec line if a different kernel is used Target=linux [Action] Description=Update Microcode module in initcpio Depends=mkinitcpio When=PostTransaction NeedsTargets Exec=/bin/sh -c 'while read -r trg; do case $trg in linux) exit 0; esac; done; /usr/bin/mkinitcpio -P'
セキュアブート用の UKI への署名
mkinitcpio ポストフック (mkinitcpio(8) § ABOUT POST HOOKS) を使用すると、生成された統合カーネルイメージに セキュアブート 用に署名できます。次のファイルを 作成 し、実行可能 にします。
/etc/initcpio/post/uki-sbsign
#!/usr/bin/env bash
uki="$3"
[[ -n "$uki" ]] || exit 0
keypairs=(/path/to/db.key /path/to/db.crt)
for (( i=0; i<${#keypairs[@]}; i+=2 )); do
key="${keypairs[$i]}" cert="${keypairs[(( i + 1 ))]}"
if ! sbverify --cert "$cert" "$uki" &>/dev/null; then
sbsign --key "$key" --cert "$cert" --output "$uki" "$uki"
fi
done
/path/to/db.key と /path/to/db.crt をイメージの署名に使いたい鍵ペアのパスに置き換えてください。
UKI の構築
最後に、UKI のディレクトリが存在することを確認し、initramfs を再生成 します。たとえば、linux プリセットの場合は次のようになります。
# mkdir -p esp/EFI/Linux # mkinitcpio -p linux
必要に応じて、残っている initramfs-*.img を /boot または /efi から削除します。
kernel-install
systemd の Kernel-install スクリプトを使用して、カスタムカーネルとカーネルパッケージ (Pacman を使用してインストール) の両方について、UKI 形式のカーネルを esp に自動的にインストールできます。 Pacman フックを mkinitcpio から kernel-install に切り替える必要があります。
UKI イメージは、mkinitcpio によって直接生成することも、カーネルイメージと生成されたスタンドアロン initramfs イメージを 1 つのファイルに統合する kernel-install によって生成することもできます (kernel-installの ukify ツールによって) 2024 年 1 月 15 日以降、install には、systemd-ukify が必要です。以下を参照してください) mkinitcpio は、適切なイメージ (layout=uki および uki_generator=mkinitcpio の UKI イメージ) を生成するために kernel-install によって呼び出されます。それ以外の場合は、ukify のスタンドアロンの initramfs イメージ) を生成します。
- kernel-install
layoutをukiに設定します。例えば:# echo "layout=uki" >> /etc/kernel/install.conf
- デフォルトでは、レイアウトが uki に設定されている場合、kernel-install は独自の ukify ツールを使用して (ここで systemd-ukify をインストールする必要があります。下記を参照) initramfs とカーネルイメージ mkinitpcio を使用して、uki イメージを直接生成できます。mkinitcpio を使用して uki イメージを生成したい場合は、
uki_generatorをmkinitpcioに設定します。例:# echo "uki_generator=mkinitcpio" >> /etc/kernel/install.conf
-
mkinitcpioに直接設定されます。以前は、systemd-ukify が明示的にインストールされていない場合、暗黙的に設定されていました。}}
- カーネルを直接インストールする Pacman フック:
# ln -s /dev/null /etc/pacman.d/hooks/60-mkinitcpio-remove.hook # ln -s /dev/null /etc/pacman.d/hooks/90-mkinitcpio-install.hook
- kernel-install の Pacman フックを作成します。pacman-hook-kernel-installAUR を使うことができます。
- 使用しているカーネルパッケージを削除して再インストールします。
dracut
コマンドラインパラメータ を、例えば /etc/dracut.conf.d/cmdline.conf に配置します。
イメージを生成する。
# dracut -f -q --uefi --uefi-splash-image /usr/share/systemd/bootctl/splash-arch.bmp
こちらも参照 dracut#カーネルのアップグレード時に新しい initramfs を生成
sbctl
sbctl パッケージを インストール して下さい。カーネルコマンド ラインを /etc/kernel/cmdline に保存します。--save パラメータを指定した sbctl bundle コマンドを使用してバンドルを作成し、適切なタイミングで Pacman フックによって再生成します。
# sbctl bundle --save esp/archlinux.efi
他のカーネルと initramfs イメージ用にさらに EFI バイナリを作成するには、パラメーター --kernel-img と --initramfs を指定して上記のコマンドを繰り返します。sbctl(8) § EFI BINARY COMMANDS を参照してください。EFI バイナリは、sbctl generate-bundles を使用していつでも再生成できます。
ukify
systemd-ukify パッケージを インストール します。ukify は単独で initramfs を生成できないため、必要な場合は、dracut、mkinitcpio、または booster を使用して生成する必要があります。
最小限の動作例は次のようになります。
# /usr/lib/systemd/ukify build --linux=/boot/vmlinuz-linux --initrd=/boot/intel-ucode.img \ --initrd=/boot/initramfs-linux.img \ --cmdline="quiet rw"
次に、結果のファイルを EFI システムパーティションにコピーします。
# cp filename.efi esp/EFI/Linux/
intel ucode および /efi マウント ESP を使用した通常のカーネルイメージの systemd サービスを使用した自動 UKI 構築の例:
/etc/ukify.conf
[UKI] Linux=/boot/vmlinuz-linux Initrd=/boot/intel-ucode.img /boot/initramfs-linux.img Cmdline=@/etc/kernel/cmdline OSRelease=@/etc/os-release Splash=/usr/share/systemd/bootctl/splash-arch.bmp
/etc/systemd/system/run_ukify.service
[Unit] Description=Run systemd ukify [Service] Type=oneshot ExecStart=/usr/lib/systemd/ukify build --config=/etc/ukify.conf --output esp/EFI/Linux/archlinux-linux.efi
/etc/systemd/system/run_ukify.path
[Unit] Description=Run systemd ukify [Path] PathChanged=/boot/initramfs-linux.img PathChanged=/boot/intel-ucode.img Unit=run_ukify.service [Install] WantedBy=multi-user.target
次に、run_ukify.path を 有効化 します。
手動で
使用するカーネルコマンドラインをファイルに記述し、objcopy(1) を使用してバンドルファイルを作成します。
マイクロコード の場合は、まず次のようにマイクロコードファイルと initrd を連結します。
$ cat esp/cpu_manufacturer-ucode.img esp/initramfs-linux.img > /tmp/combined_initrd.img
統合カーネルイメージを構築するときは、/tmp/combined_initrd.img を initrd として渡します。このファイルは後で削除できます。
$ align="$(objdump -p /usr/lib/systemd/boot/efi/linuxx64.efi.stub | awk '{ if ($1 == "SectionAlignment"){print $2} }')"
$ align=$((16#$align))
$ osrel_offs="$(objdump -h "/usr/lib/systemd/boot/efi/linuxx64.efi.stub" | awk 'NF==7 {size=strtonum("0x"$3); offset=strtonum("0x"$4)} END {print size + offset}')"
$ osrel_offs=$((osrel_offs + "$align" - osrel_offs % "$align"))
$ cmdline_offs=$((osrel_offs + $(stat -Lc%s "/usr/lib/os-release")))
$ cmdline_offs=$((cmdline_offs + "$align" - cmdline_offs % "$align"))
$ splash_offs=$((cmdline_offs + $(stat -Lc%s "/etc/kernel/cmdline")))
$ splash_offs=$((splash_offs + "$align" - splash_offs % "$align"))
$ initrd_offs=$((splash_offs + $(stat -Lc%s "/usr/share/systemd/bootctl/splash-arch.bmp")))
$ initrd_offs=$((initrd_offs + "$align" - initrd_offs % "$align"))
$ linux_offs=$((initrd_offs + $(stat -Lc%s "initrd-file")))
$ linux_offs=$((linux_offs + "$align" - linux_offs % "$align"))
$ objcopy \
--add-section .osrel="/usr/lib/os-release" --change-section-vma .osrel=$(printf 0x%x $osrel_offs) \
--add-section .cmdline="/etc/kernel/cmdline" \
--change-section-vma .cmdline=$(printf 0x%x $cmdline_offs) \
--add-section .splash="/usr/share/systemd/bootctl/splash-arch.bmp" \
--change-section-vma .splash=$(printf 0x%x $splash_offs) \
--add-section .initrd="initrd-file" \
--change-section-vma .initrd=$(printf 0x%x $initrd_offs) \
--add-section .linux="vmlinuz-file" \
--change-section-vma .linux=$(printf 0x%x $linux_offs) \
"/usr/lib/systemd/boot/efi/linuxx64.efi.stub" "linux.efi"
注意すべき点がいくつかあります:
- [1] で推奨されているように、オフセットは動的に計算されるので、セクションが重なることはありません。
- セクションは、PE スタブの
SectionAlignmentフィールドが示す値 (通常は 0x1000) にアラインメントされます。 - カーネルイメージは、[2] で述べられているように、インプレース解凍で後続のセクションが上書きされるのを防ぐために、最後のセクションにある必要があります。
イメージを作成したら、それを EFI システムパーティションにコピーします。
# cp linux.efi esp/EFI/Linux/
起動方法
systemd-boot
systemd-boot は esp/EFI/Linux/ 内でユニファイドカーネルイメージを検索しますので、それ以上の設定は必要ありません。sd-boot(7) § FILES を見て下さい。
rEFInd
rEFInd は、EFI システム パーティション上のユニファイドカーネルイメージを自動検出し、それらをロードできます。refind.conf で手動で指定することもできます。デフォルトでは次の場所にあります。
esp/EFI/refind/refind.conf
menuentry Linux {
loader esp/EFI/Linux/archlinux-linux.efi
}
イメージが ESP のルートにある場合、rEFInd は次のようにその名前のみを必要とします: loader archlinux-linux.efi この方法で起動すると、esp/EFI/refind_linux.conf からのカーネルパラメータは渡されません。
GRUB
rEFInd と同様に、GRUB は GRUB#ユニファイドカーネルイメージをチェインロード で説明されているように EFI UKI をチェーンロードできます。
UEFI から直接起動
efibootmgr を使って .efi ファイルに UEFI ブートエントリを作成することができます。
# efibootmgr --create --disk /dev/sdX --part partition_number --label "Arch Linux" --loader '\EFI\Linux\arch-linux.efi' --unicode
オプションの説明は efibootmgr(8) をご覧ください。