ZFS に Arch Linux をインストール

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この記事では ZFS のルートファイルシステムに Arch Linux をインストールするのに必要な手順を解説しています。

インストール

ZFS パッケージのインストールについては ZFS#インストール を見て下さい。archiso から ZFS に Arch Linux をインストールする場合、archzfs リポジトリを使用するのが楽です。

archzfs を archiso に埋め込む

ZFS の記事を見て下さい。

Arch ZFS インストールスクリプト

手動で ZFS を使って Arch をインストールするのは手間ですが、簡単にインストールができるスクリプトとして ALEZinstall-raidz が存在します。

ドライブのパーティション

ZFS で使用するパーティションテーブルのタイプの選択に関する情報はパーティショニングを見て下さい。ZFS は GPT と MBR パーティションテーブルをサポートしています。

ZFS は自分でパーティションを管理するので、基本的なパーティションテーブルスキームだけが必要になります。ZFS ファイルシステムを含めるパーティションのタイプは bf00 か "Solaris Root" である必要があります。

パーティションスキーム

以下は MBR を使用する場合の、ZFS root セットアップの基本的なパーティションスキームの例です:

Part     Size   Type
----     ----   -------------------------
   1     XXXG   Solaris Root (bf00)

以下は GPT を使用する場合の例です。BIOS ブートパーティションにブートローダーが含まれます:

Part     Size   Type
----     ----   -------------------------
   1       2M   BIOS boot partition (ef02)
   1     512M   Ext boot partition (8300)
   2     XXXG   Solaris Root (bf00)

ハードウェアやブートローダーによっては他のパーティションが必要になることがあります。詳しくはブートローダーを見て下さい。

ヒント: ZFS をサポートしているブートローダーは #ブートローダーのインストールと設定 で説明しています。
警告: GRUB のバグによって (bug #42861, zfsonlinux/grub/issues/5) ZFS のパーティションに GRUB をインストールすることができない場合があります。ブートパーティションは ZFS 以外にすることを推奨します。

ディスクのフォーマット

他のシステムパーティションと同じようにブートパーティションをフォーマットしてください。Solaris パーティションや BIOS ブートパーティションには何もしないでください。Solaris パーティションは ZFS が、BIOS ブートパーティションはブートローダーが処理します。

ZFS ファイルシステムのセットアップ

まず、ZFS モジュールがロードされていることを確認してください:

# modprobe zfs

root zpool の作成

# zpool create zroot /dev/disk/by-id/id-to-partition
警告: ZFS を使うときはいつでも id 名を使って下さい。そうしないとインポートエラーが発生します。

必要なファイルシステムの作成

必要であれば、/home/root などのサブファイルシステムのマウントポイントを以下のコマンドで作成できます:

# zfs create zroot/home -o mountpoint=/home
# zfs create zroot/root -o mountpoint=/root

システムディレクトリ (/var/etc など) で別のデータセットを使いたい場合、/etc/fstab にデータセットを記述しないとシステムが起動しなくなります。以下でまた触れます。

スワップパーティション

ZFS#スワップボリューム を見て下さい。

root ファイルシステムの設定

まず、ルートファイルシステムのマウントポイントを設定:

# zfs set mountpoint=/ zroot

そして、任意のサブファイルシステムを設定:

# zfs set mountpoint=/home zroot/home
# zfs set mountpoint=/root zroot/root

システムディレクトリで別のデータセットを使用する場合 (/var/usr):

# zfs set mountpoint=legacy zroot/usr
# zfs set mountpoint=legacy zroot/var

/etc/fstab にデータセットを記述:

/etc/fstab
# <file system>        <dir>         <type>    <options>             <dump> <pass>
zroot/usr              /usr          zfs       defaults,noatime      0      0
zroot/var              /var          zfs      defaults,noatime,acl   0      0

/var ファイルシステムはアクセス制御リスト (acl) が有効であることを必要としますが、zfs ではデフォルトで無効になっています。有効にするには zfs set を使います:

# zfs set xattr=sa zroot/var
# zfs set acltype=posixacl zroot/var

xattr=sa プロパティは必須ではありませんが、推奨されています。詳しくは man zfs を参照。

ルートファイルシステムに bootfs プロパティを設定してブートローダーがオペレーティングシステムの場所を認識できるようにします:

# zpool set bootfs=zroot zroot

プールをエクスポート:

# zpool export zroot
警告: 上記のコマンドを省略すると、プールをインポートする際に -f を使わなくてはならなくなります。インポートされたプールがアンロードされます。
ノート: スワップパーティションを追加しているとコマンドが失敗することがあります。swapoff コマンドでスワップをオフにしてください。

最後に、プールを再インポートしてください:

# zpool import -d /dev/disk/by-id -R /mnt zroot
ノート: -d は実際のデバイス ID ではありませんが、/dev/by-id ディレクトリにはシンボリックリンクが含まれています。上記のコマンドが失敗して数字の ID を使ってプールをインポートするように要求される場合、zpool import を実行してプールの ID を確認してからコマンドを実行してください: zpool import 9876543212345678910 -R /mnt zroot

上記のコマンドでエラーが表示される場合、プールをエクスポートしてコマンドを再実行してください。それで ZFS ファイルシステムを使用する準備が整います。

新しいシステムに zpool.cache ファイルをコピーします。後で ZFS デーモンを起動するのに必要になります。

# cp /etc/zfs/zpool.cache /mnt/etc/zfs/zpool.cache

/etc/zfs/zpool.cache が存在しない場合は作成してください:

# zpool set cachefile=/etc/zfs/zpool.cache zroot

Arch Linux のインストールと設定

インストールガイドの手順に従ってください。ZFSonLinux を使うにあたって特別に注意が必要なことを記します。

  • まず mount コマンドを使って boot やシステムパーティションをマウント。
  • ベースシステムのインストール。
  • ZFS は基本的にパーティションを自動的にマウントするので、システムディレクトリのデータセットを作成したりしないかぎり、fstab ファイルに ZFS パーティションを記述する必要はありません。ファイルシステムの fstab を生成するときは、次のコマンドを使ってください:
# genfstab -U -p /mnt >> /mnt/etc/fstab
  • /etc/fstab を編集:
ノート:
  • システムディレクトリに相当するレガシーデータセットを作成する場合、fstab にそれらを記述してください。
  • ルートデータセット、スワップファイル、boot/EFI パーティションを除く非レガシーデータセットは全てコメントアウトしてください。スワップの uuid は /dev/zvol/zroot/swap に置き換える決まりです。
  • 初期 RAM ディスクを作成するときは、まず /etc/mkinitcpio.conf を編集して filesystems の前に zfs を追加してください。また、keyboard フックは zfs の前に移動して、何か問題が起こったときにコンソールにキーボードで入力できるようにしてください。また、fsck は削除できます (Ext3 や Ext4 を使わない場合)。HOOKS 行は以下のようになるはずです:
HOOKS="base udev autodetect modconf block keyboard zfs filesystems"

initrd で systemd を使用する場合、mkinitcpio-sd-zfsAUR をインストールして systemd フックの後に zfs フックの代わりに sd-zfs フックを追加してください。デフォルトの zfs フックとは異なるカーネルパラメータを使用するため注意してください。詳しくは プロジェクトページ を参照。

ノート: /usr のデータセットを別にして以下の手順に従った場合、zfs フックの後に usr フックが必要です。フックが存在しないとシステムが起動しなくなります。
  • 次のコマンドで initramfs を再生成:
# mkinitcpio -p linux

ブートローダーのインストールと設定

BIOS マザーボードの場合

GRUB#BIOS システムに従ってディスクに GRUB をインストールしてください。grub-mkconfig は ZFS ファイルシステムを正しく検出できないので、grub.cfg を手動で編集する必要があります:

/boot/grub/grub.cfg
set timeout=2
set default=0

# (0) Arch Linux
menuentry "Arch Linux" {
    linux /vmlinuz-linux zfs=zroot rw
    initrd /initramfs-linux.img
}

/boot パーティションを別に作成していなかった場合は、カーネルと initrd のパスを以下のように記述する必要があります:

/dataset/@/actual/path  

例:

linux /@/boot/vmlinuz-linux zfs=zroot rw
initrd /@/boot/initramfs-linux.img

GRUB の問題によって ZFS を使用したときに以下のエラーで grub-install が失敗する場合:

grub-install: error: failed to get canonical path of `/dev/bus-Your_Disk_ID-part#'

上流で解決された問題が GRUB のリリースに含まれていないことが原因です。ソーススナップショットから GRUB をビルドすることで正しくブートローダーをインストールできるようになります。grub-gitAUR パッケージを使ってください。

また、以下のようにシンボリックリンクを作成することでも問題を解決できます (# は適切なパーティションに置き換えてください):

# ln -s /dev/sda# /dev/bus-Your_Disk_ID-part#

UEFI マザーボードの場合

UEFI ブートローダーには EFISTUBrEFInd を使ってください。ZFS では refind_linux.conf のカーネルパラメータには zfs=bootfszfs=zroot を含める必要があります。そうしないと ZFS からシステムが起動しません。rootrootfstype パラメータは不要です。

アンマウントと再起動

あと少しです。

# exit
# umount /mnt/boot
# zfs umount -a
# zpool export zroot

そして再起動してください。

警告: zpool のエクポートを正しく行わなかった場合、プールは ramdisk 環境をインポートせず busybox ターミナルで止まります。

最初に起動した後

ここまで何も問題がなければ、システムが起動するはずです。これ以降も問題なくシステムが再起動できるように、zfs.target を有効化してください。プールが自動マウントされ hostid が設定されます。

自動でマウントさせたいプールごとに以下のコマンドを実行:

# zpool set cachefile=/etc/zfs/zpool.cache <pool>

systemd でターゲットを有効化:

# systemctl enable zfs.target

root で ZFS を使う場合、root ファイルシステムのマウント時にマシンの hostid を使うことはできなくなります。2つの解決方法があります。1つは spl の hostid をブートローダーのカーネルパラメータに記述する方法です。例えば spl.spl_hostid=0x00bab10c を追加します。hostid コマンドを使うことで数字を確認できます。

もしくは /etc/hostid に hostid を書き出してから initramfs イメージを再生成する方法もあります。hostid は initramfs イメージにコピーされます。hostid ファイルを安全に作成するには以下の C プログラムを使う必要があります:

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int res;
    res = sethostid(gethostid());
    if (res != 0) {
        switch (errno) {
            case EACCES:
            fprintf(stderr, "Error! No permission to write the"
                         " file used to store the host ID.\n"
                         "Are you root?\n");
            break;
            case EPERM:
            fprintf(stderr, "Error! The calling process's effective"
                            " user or group ID is not the same as"
                            " its corresponding real ID.\n");
            break;
            default:
            fprintf(stderr, "Unknown error.\n");
        }
        return 1;
    }
    return 0;
}

writehostid.c として保存してから gcc -o writehostid writehostid.c でコンパイルして実行してください:

# ./writehostid
# mkinitcpio -p linux

上記のコマンドを実行した後は writehostid.cwritehostid は削除してかまいません。

参照