「ユニファイドカーネルイメージ」の版間の差分
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+ | [https://uapi-group.org/specifications/specs/unified_kernel_image 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 {{man|7|systemd-stub}} のような UEFI ブートスタブプログラム、Linux [[Arch ブートプロセス#カーネル|カーネルイメージ]]、[[Arch ブートプロセス#initramfs|initrd]]、および [https://uapi-group.org/specifications/specs/unified_kernel_image/#uki-components 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[[Unified Extensible Firmware Interface/セキュアブート# EFI バイナリに署名する|署名]]して [[Secure Boot]] で使用することが容易になります。 |
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− | Arch がサポートするカーネル自体は [[EFISTUB|UEFI ファームウェアでロードできます]] が、ユニファイドイメージはそれを組み込むことを可能にします。 |
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− | * {{man|7|systemd-stub}} のような UEFI スタブローダー。 |
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− | * [[Arch ブートプロセス#カーネル|kernel イメージ]]です。 |
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− | * [[Arch ブートプロセス#initramfs|initramfs イメージ]] |
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− | * [[カーネルコマンドライン]] |
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− | * オプションでスプラッシュスクリーンを表示します。 |
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− | 出来上がった実行ファイル、つまりこれら全ての要素は、[[セキュアブート|signed]] で簡単に[[セキュアブート]] で使用できるようにすることができます。 |
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{{Note|記事全体で {{ic|''esp''}} は [[EFI システムパーティション]] のマウントポイントを表します。}} |
{{Note|記事全体で {{ic|''esp''}} は [[EFI システムパーティション]] のマウントポイントを表します。}} |
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+ | == ユニファイドカーネルイメージの準備 == |
=== mkinitpcio === |
=== mkinitpcio === |
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==== カーネルコマンドライン ==== |
==== カーネルコマンドライン ==== |
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− | [[mkinitcpio]] は、{{ic|/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 |
+ | [[mkinitcpio]] は、{{ic|/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 {{ic|.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: |
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* {{ic|1=PRESETS=}} の各項目について、{{ic|1=''PRESET''_uki=}} パラメータのコメントを解除する (つまり {{ic|#}} を削除する)、 |
* {{ic|1=PRESETS=}} の各項目について、{{ic|1=''PRESET''_uki=}} パラメータのコメントを解除する (つまり {{ic|#}} を削除する)、 |
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* 冗長な {{ic|initramfs-*.img}} ファイルを保存しないように、{{ic|1=''PRESET''_image=}} をコメントアウトする、 |
* 冗長な {{ic|initramfs-*.img}} ファイルを保存しないように、{{ic|1=''PRESET''_image=}} をコメントアウトする、 |
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− | * オプションとして、スプラッシュ |
+ | * 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 {{ic|1=''PRESET''_options=}} 行に {{ic|--splash}} パラメータを追加またはコメント解除します。 |
以下は {{Pkg|linux}} カーネルと Arch スプラッシュスクリーンの {{ic|linux.preset}} の例です。 |
以下は {{Pkg|linux}} カーネルと Arch スプラッシュスクリーンの {{ic|linux.preset}} の例です。 |
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#ALL_config="/etc/mkinitcpio.conf" |
#ALL_config="/etc/mkinitcpio.conf" |
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ALL_kver="/boot/vmlinuz-linux" |
ALL_kver="/boot/vmlinuz-linux" |
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PRESETS=('default' 'fallback') |
PRESETS=('default' 'fallback') |
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− | {{ic|''/path/to/''db.key}} と {{ic|''/path/to/''db.crt}} を |
+ | {{ic|''/path/to/''db.key}} と {{ic|''/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 ==== |
==== UKI の構築 ==== |
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=== kernel-install === |
=== kernel-install === |
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− | [[systemd]] の |
+ | [[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、{{pkg|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 ({{ic|1=layout=uki}} および {{ic|1=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。 |
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− | {{ic|kernel-install}} は initramfs ジェネレータではありませんが、"プラグイン" システムを通じて、パッケージがシステムのカーネルのインストール/生成にフックすることができるフレームワークです。実行中にシステムの適切な initramfs ジェネレータ (例:''mkinitcpio'') が呼び出されます。プラグインは、カーネルイメージ/initramfs の生成、署名、インストールなどに関与しています。カーネルのインストール中に何をしているか気になる場合は、{{ic|kernel-install}} に独自の "プラグイン" をインストールすることで通知できます ("プラグイン" は {{ic|/usr/lib/kernel/install.d/}} に配置されています。) |
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+ | * kernel-install {{ic|layout}} を {{ic|uki}} に設定します。例えば: {{bc|1=# echo "layout=uki" >> /etc/kernel/install.conf}} |
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− | "layout" のような設定オプションがあり、{{ic|kernel-install}} が呼ばれたときにカーネルがインストールされる場所や方法に影響を与えることができます。 |
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+ | * 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 {{pkg|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、{{ic|uki_generator}} を {{ic|mkinitpcio}} に設定します。例: {{bc|1=# echo "uki_generator=mkinitcpio" >> /etc/kernel/install.conf}} |
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− | ''mkinitcpio'' には、適切な画像 (layout=uki の場合は UKI イメージ) を生成する {{ic|kernel-install}} プラグインが同梱されています。{{Pkg|sbctl}} のような他のプログラムも {{ic|kernel-install}} プラグインと一緒にリリースされています。 |
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+ | :{{Note|2024 年 1 月 15 日以降、{{ic|uki_generator}} でない限り、{{pkg|mkinitcpio}} は [https://gitlab.archlinux.org/archlinux/mkinitcpio/mkinitcpio/-/commit/0df979c34970b19a3e56d9a16d79e32830228448 UKI をビルドしなくなりました]}} {{ic|mkinitcpio}} に直接設定されます。以前は、{{pkg|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。}} |
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− | UKI を生成するように kernel-install をセットアップするには: |
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− | * カーネルインストールレイアウトを 'uki' に設定します: {{bc|1=# echo "layout=uki" >> /etc/kernel/install.conf}} |
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* カーネルを直接インストールする Pacman フック:{{bc|<nowiki># ln -s /dev/null /etc/pacman.d/hooks/60-mkinitcpio-remove.hook |
* カーネルを直接インストールする Pacman フック:{{bc|<nowiki># ln -s /dev/null /etc/pacman.d/hooks/60-mkinitcpio-remove.hook |
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# ln -s /dev/null /etc/pacman.d/hooks/90-mkinitcpio-install.hook |
# ln -s /dev/null /etc/pacman.d/hooks/90-mkinitcpio-install.hook |
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[[dracut#カーネルコマンドラインオプション|コマンドラインパラメータ]] を、例えば {{ic|/etc/dracut.conf.d/cmdline.conf}} に配置します。 |
[[dracut#カーネルコマンドラインオプション|コマンドラインパラメータ]] を、例えば {{ic|/etc/dracut.conf.d/cmdline.conf}} に配置します。 |
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− | + | イメージを生成する。 |
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# dracut -f -q --uefi --uefi-splash-image /usr/share/systemd/bootctl/splash-arch.bmp |
# dracut -f -q --uefi --uefi-splash-image /usr/share/systemd/bootctl/splash-arch.bmp |
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=== systemd-boot === |
=== systemd-boot === |
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− | [[systemd-boot#Unified kernel images|systemd-boot]] は {{ic|''esp''/EFI/Linux/}} 内で |
+ | [[systemd-boot#Unified kernel images|systemd-boot]] は {{ic|''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。{{man|7|sd-boot|FILES}} を見て下さい。 |
=== rEFInd === |
=== rEFInd === |
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− | [[rEFInd]] は、EFI システム パーティション上の |
+ | [[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。{{ic|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。 |
{{hc|''esp''/EFI/refind/refind.conf|2= |
{{hc|''esp''/EFI/refind/refind.conf|2= |
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=== GRUB === |
=== GRUB === |
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− | rEFInd と同様に、[[GRUB]] は [[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 === |
=== UEFI から直接起動 === |
2024年4月24日 (水) 20:42時点における最新版
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。