Gentoo 安装相关

一些架构 （ 包括 AMD64/X86、ARM、PPC) 有称为 CPU_FLAGS_<ARCH> 的 USE_EXPAND 变量 (<ARCH> 为相关的系统架构)。

这个变量用来配置用于特定的汇编代码和内置函数的编译构建，通常要么是手写的要么是额外的，并且不同于要求编译器输出针对特定 CPU 特性优化的代码的参数 (比如 -march=)。

安装读取 CPU 架构信息的包:

emerge --ask app-portage/cpuid2cpuflags

查看 CPU 架构信息:

cpuid2cpuflags

将输出写入 USE 变量的配置文件:

echo "*/* $(cpuid2cpuflags)" > /etc/portage/package.use/00cpu-flags

VIDEO_CARDS 变量应根据使用的 GPU 进行适当配置。Xorg 指南 介绍了如何执行此操作。

仅使用控制台则不需​​要设置 VIDEO_CARDS。

编辑 /etc/portage/package.use/microcode 写入以下内容:

# for intel cpu microcode
sys-firmware/intel-microcode initramfs

# for amd cpu microcode
sys-kernel/linux-firmware initramfs

给这两个包都配上 initramfs 这个 USE flag 后，在更新 CPU 微码时系统会自动生成 /boot/intel-uc.img 或者 /boot/amd-uc.img 并自动重新生成对应的 initramfs。

这样以后每次微码更新时只需要执行 grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg 更新一下 GRUB 配置即可。

现在向 /etc/locale.gen 写入这样的配置:

en_US.UTF-8 UTF-8
zh_CN.GBK GBK
zh_CN.UTF-8 UTF-8

执行 locale.gen 后将生成所有在 /etc/locale.gen 文件中指定的 locale 并且把他们写入到 /usr/lib/locale/locale-archive 文件中:

$ locale-gen
 * Generating 4 locales (this might take a while) with 4 jobs
 *  (1/4) Generating en_US.UTF-8 ...                                                                                                                                                                                                          [ ok ]
 *  (2/4) Generating zh_CN.GBK ...                                                                                                                                                                                                            [ ok ]
 *  (3/4) Generating zh_CN.UTF-8 ...                                                                                                                                                                                                          [ ok ]
 *  (4/4) Generating C.UTF-8 ...                                                                                                                                                                                                              [ ok ]
 * Generation complete
 * Adding locales to archive ...

用 locale -a 验证所选择的 locale 是否可用:

$ locale -a
C
C.utf8
en_US.utf8
POSIX
zh_CN.gbk
zh_CN.utf8

可以用 localedef 命令查看 /usr/lib/locale/locale-archive 有哪些 locale 配置:

$ localedef --list-archive
C.utf8
en_US.utf8
zh_CN.gbk
zh_CN.utf8

或者用 strings 命令显示原始数据:

$strings /usr/lib/locale/locale-archive | less

systemd 使用 localectl 命令设置 locale。

检查可用 locale 列表：

$ localectl list-locales
C.UTF-8
en_US.UTF-8
zh_CN.UTF-8

然后设置所需的 local：

$ localectl set-locale LANG=en_US.UTF-8

最后检查结果：

$ localectl | grep "System Locale"
System Locale: LANG=en_US.UTF-8

通常，执行 emerge --ask sys-kernel/gentoo-kernel-bin 安装 Gentoo 官方预编译的内核就够用了。但是由于这个内核并不包含 btrfs 的驱动，所以还是需要手动编译一下内核。

给内核源码包添加对应的 USE flag:

echo "sys-kernel/gentoo-sources symlink" > /etc/portage/package.use/gentoo-sources

安装内核源码:

emerge --ask sys-kernel/gentoo-sources

这将在 /usr/src 目录下安装特定版本的 Linux kernel 源码。同时，有了 symlink 这个 flag，系统会自动生成 /usr/src/linux 这个符号链接，这个链接指向源码目录。由于源码所在目录包含 kernel 版本号，每次更新 kernel 都会更改源码所在目录的名称，所以后续主要使用 /usr/src/linux 这个符号链接来引用源码所在目录。

如果没有配置 symlink 那么默认情况下系统不会创建这个符号链接。要创建这个符号链接，除了使用 link 命令外，还可以用 eselect 的内核选择模块来操作:

$ eselect kernel list
Available kernel symlink targets:
[1]   linux-5.15.88-gentoo

$ eselect kernel set 1

$ eselect kernel list
Available kernel symlink targets:
[1]   linux-5.15.88-gentoo *

$ ls -lh /usr/src/
total 4.0K
lrwxrwxrwx 1 root root   29 Jan 24 10:22 linux -> /usr/src/linux-5.15.88-gentoo
drwxr-xr-x 1 root root 1.3K Jan 30 23:51 linux-5.15.88-gentoo

手动配置内核时，需要了解硬件的相关信息。大多数信息可以通过安装包含 lspci 命令的 sys-apps/pciutils 来收集:

emerge --ask sys-apps/pciutils

另外，在 chroot 中，可以安全的忽略任何 lspci 可能抛出的关于 pcilib 的警告。比如 pcilib: cannot open /sys/bus/pci/devices 。

进入内核源码目录并执行 make menuconfig ，这将启动一个配置面板:

cd /usr/src/linux
make menuconfig

Linux kernel 配置展开来可以说很多，这里只列出一些必须激活的选项:

# 基本配置
#   最后两行的选择取决于 init 系统，同时启用两种 init 系统也没坏处
Gentoo Linux --->
  Generic Driver Options --->
    [*] Gentoo Linux support
    [*]   Linux dynamic and persistent device naming (userspace devfs) support
    [*]   Select options required by Portage features
        Support for init systems, system and service managers  --->
          [*] OpenRC, runit and other script based systems and managers
          [*] systemd

# 启用 devtempfs
#   对应 /boot/config-<kernel-version>-gentoo 这个内核配置文件
#   中的 CONFIG_DEVTMPFS 和 CONFIG_DEVTMPFS_MOUNT
Device Drivers --->
  Generic Driver Options --->
    [*] Maintain a devtmpfs filesystem to mount at /dev
    [*]   Automount devtmpfs at /dev, after the kernel mounted the rootfs

# 启用 SCSI 磁盘支持 (注意 SCSI 和 SATA 没啥关系)
#   对应 CONFIG_BLK_DEV_SD
Device Drivers --->
   SCSI device support  --->
      <*> SCSI disk support

# 启用文件系统驱动
#   选上准备用的文件系统，没啥好说
File systems --->
  <*> Second extended fs support
  <*> The Extended 3 (ext3) filesystem
  <*> The Extended 4 (ext4) filesystem
  <*> XFS filesystem support
  <*> Btrfs filesystem support
  DOS/FAT/NT Filesystems  --->
    <*> MSDOS fs support
    <*> VFAT (Windows-95) fs support
  Pseudo Filesystems --->
    [*] /proc file system support
    [*] Tmpfs virtual memory file system support (former shm fs)

# 如果使用 PPP 连接到网络 (比如 PPPoE) 需要开启以下功能
#   对应 CONFIG_PPP, CONFIG_PPP_ASYNC, CONFIG_PPP_SYNC_TTY
#   即使不用也推荐选上，万一要用呢
Device Drivers --->
  Network device support --->
    <*> PPP (point-to-point protocol) support
    <*>   PPP support for async serial ports
    <*>   PPP support for sync tty ports

# 开启多核心支持
#   对应 CONFIG_SMP
Processor type and features  --->
  [*] Symmetric multi-processing support

# 开启 USB 设备支持
#   USB 键盘鼠标等都需要这里的功能
#   对应 CONFIG_HID_GENERIC and CONFIG_USB_HID, CONFIG_USB_SUPPORT,
#   CONFIG_USB_XHCI_HCD, CONFIG_USB_EHCI_HCD, CONFIG_USB_OHCI_HCD
Device Drivers --->
  HID support  --->
    -*- HID bus support
    <*>   Generic HID driver
    [*]   Battery level reporting for HID devices
      USB HID support  --->
        <*> USB HID transport layer
  [*] USB support  --->
    <*>     xHCI HCD (USB 3.0) support
    <*>     EHCI HCD (USB 2.0) support
    <*>     OHCI HCD (USB 1.1) support

# 更新 CPU 微码需要的特性
#   Intel 和 AMD 的 CPU 对应的选项很明显
#   如果以后有换另一个牌子的 CPU 的打算的话可以都选上
General setup  --->
  [*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
Processor type and features  --->
  [*] CPU microcode loading support
  [*]   Intel microcode loading support
  [*]   AMD microcode loading support

下面是一些针对架构特有的配置:

# 配置 CPU 类型和功能，并启用对 32 位程序的支持
#  MCE 的作用是在硬件出现问题时通知用户
Processor type and features  --->
   [*] Machine Check / overheating reporting
   [ ]   Support for deprecated /dev/mcelog character device
   [*]   Intel MCE features
   [*]   AMD MCE features
   # 这里选择当前机器的 CPU 类型，一般来说，新机器选 Generic-x86-64
   Processor family (AMD-Opteron/Athlon64)  --->
      ( ) Opteron/Athlon64/Hammer/K8
      ( ) Intel P4 / older Netburst based Xeon
      ( ) Core 2/newer Xeon
      ( ) Intel Atom
      ( ) Generic-x86-64
Binary Emulations --->
   [*] IA32 Emulation

# 启用 GPT 硬盘格式的支持
-*- Enable the block layer --->
   Partition Types --->
      [*] Advanced partition selection
      [*] EFI GUID Partition support

# 启用对 UEFI 的支持
Processor type and features  --->
  [*] EFI runtime service support
  [*]   EFI stub support
  [*]     EFI mixed-mode support
Device Drivers
  Firmware Drivers  --->
    EFI (Extensible Firmware Interface) Support  --->
      <*> EFI Variable Support via sysfs
  Graphics support  --->
    Frame buffer Devices  --->
      <*> Support for frame buffer devices  --->
          [*]   EFI-based Framebuffer Support

选择 save 执行后再选择 exit 退出配置面板。

退出配置面板后，开始编译:

make && make modules_install

安装内核:

make install

这将复制内核、System.map 文件和内核配置文件到 /boot 目录下。

在某些情况下，需要建立一个基于内存的初始化文件系统 initramfs (initial ram-based file system)。它的存在形式是文件系统中的一个文件。最常见的原因是重要的文件系统位置（如 /usr 或 /var ）在分离的分区。通过 initramfs，可以使用 initramfs 里面的工具来挂载这些分区。

如果没有 initramfs 系统可能无法正常启动，因为负责挂载文件系统的工具需要读取还没有挂载的文件系统上的信息。而 initramfs 中包含了必要的文件以解决这个问题。但也因此 initramfs 在 kernel 启动后，控制权被移交给 init 工具 (systemd/openrc) 前，才被加载进内存。

首先安装 sys-kernel/dracut 然后用它生成 initramfs:

emerge --ask sys-kernel/dracut

dracut --kver=<kernel-version>

# <kernel-version> 的值可以在 /lib/modules 中找到。比如
# $ ls -lh /lib/modules/
# total 0
# drwxr-xr-x 1 root root 464 Jan 22 21:18 5.15.88-gentoo
# 则命令为
dracut --kver=5.15.88-gentoo

initramfs 文件在 /boot 目录中，文件名以 initramfs 开头:

ls -lh /boot/initramfs*

在 /etc/modules-load.d/*.conf 文件中，每行一个，列出需要自动加载的模块，还可以在每行末尾为模块设置附加选项。

查看所有可用模块:

find /lib/modules/<kernel version>/ -type f -iname '*.o' -or -iname '*.ko' | less

比如，要自动加载 3c59x.ko 模块 (3Com 网卡的特定驱动)，编辑 /etc/modules-load.d/network.conf 文件并在里面输入模块名字。实际的文件名对 loader 来说无关紧要。

$ mkdir -p /etc/modules-load.d
$ echo "3c95x" > /etc/modules-load.d/network.conf

/usr/sbin/grub-mkconfig

POSIX shell 脚本，不推荐修改。它是 sys-boot/grub:2 自带的一部分。配置完下面所列的文件后，运行该脚本以生成最终的 /boot/grub/grub.cfg 文件

/boot/grub/grub.cfg

GRUB shell 脚本，不推荐修改。它是由 grub-mkconfig 生成的文件，被 GRUB 内置的解析器解析，并且不必支持所有的 POSIX 命令和语法。GRUB 脚本参考文档 记录了所有支持的特性。注意，对于这个文件的修改将在下次执行 grub-mkconfig 时被覆盖。

/etc/grub.d/*

POSIX shell 脚本，可以修改。/etc/grub.d/* 下的脚本分别依次运行，其输出重定向到最终的 /boot/grub/grub.cfg 文件 (或重定向到用户在 grub-mkconfig -o 中指定的文件)。这些脚本都使用当前系统的 shell 运行，故可使用任何 shell 支持的语法。理想情况下，它们都应是 POSIX 兼容的脚本，并且其输出的脚本应与 GRUB 解释器兼容。如有必要，可禁用或增加某些脚本。例如，可增加一些不能自动生成的菜单项。

/boot/grub/custom.cfg

GRUB shell 脚本，可以修改。如果 /etc/grub.d/41_custom 脚本文件存在，将在启动时读取 /boot/grub/custom.cfg 脚本。这个脚本可以用来添加额外的项目或命令，并且不需要重新生成 /boot/grub/grub.cfg 主配置文件。

/etc/default/grub

POSIX shell 脚本，推荐修改。在多数情况下这是唯一要直接修改的文件。它主要用来为 /etc/grub.d 中的脚本提供变量赋值。涉及的变量参考 GRUB 变量配置 和 官方文档。

简单总结上面的内容: /usr/sbin/grub-mkconfig 脚本被用来生成 grub 配置。它使用 /etc/grub.d/* 中的脚本再加上 /etc/default/grub 中的配置来生成最终的 /boot/grub/grub.cfg (唯一被 GRUB 本身使用的配置文件)。

如果修改了配置，那么在运行 grub-mkconfig 工具时要使用 -o 选项将配置输出到指定的文件:

$ grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg
Generating grub configuration file ...
Found linux image: /boot/vmlinuz-5.15.88-gentoo
Found initrd image: /boot/intel-uc.img /boot/initramfs-5.15.88-gentoo.img
Warning: os-prober will not be executed to detect other bootable partitions.
Systems on them will not be added to the GRUB boot configuration.
Check GRUB_DISABLE_OS_PROBER documentation entry.
Adding boot menu entry for UEFI Firmware Settings ...
done

配置参数的值通常被写在 /etc/default/grub 文件中。Gentoo 文档中的 GRUB 变量文档 给出了完整的参数列表。

参数如果有更新，需要执行 grub-mkconfig 命令重新生成 GRUB 配置文件。

GRUB_DISABLE_OS_PROBER

默认值为 true ，这表示 os-prober 默认是被关闭的 (不会探测、生成其他操作系统的引导项)。

注意到上一节最后的输出提到了:

Warning: os-prober will not be executed to detect other bootable partitions. Systems on them will not be added to the GRUB boot configuration. Check GRUB_DISABLE_OS_PROBER documentation entry.

在 /etc/default/grub 中启用该功能:

GRUB_DISABLE_OS_PROBER=false

然后再次执行:

$ grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg
Generating grub configuration file ...
Found linux image: /boot/vmlinuz-5.15.88-gentoo
Found initrd image: /boot/intel-uc.img /boot/initramfs-5.15.88-gentoo.img
Warning: os-prober will be executed to detect other bootable partitions.
Its output will be used to detect bootable binaries on them and create new boot entries.
Adding boot menu entry for UEFI Firmware Settings ...
done

GRUB_DEFAULT

定义启动菜单中的默认操作系统选项。默认设置为首个检测到的操作系统入口。可以是数字索引 (从 0 计数)、菜单标题、id 或者 saved 。

GRUB_DEFAULT=saved 与 GRUB_SAVEDEFAULT=true 一同使用可以记忆上次启动时使用的选项，并从该选项启动。

使用 id 指定默认的启动项:

# /boot/grub/grub.cfg
...
menuentry 'Example GNU/Linux distribution' --class gnu-linux --id example-gnu-linux {
    ...
}
...

# /etc/default/grub
GRUB_DEFAULT=example-gnu-linux

GRUB_TIMEOUT

在启动默认操作系统之前的延迟时间 (按秒计)，默认值 5 秒。设置为 0 时表示立即启动，设置成 -1 时表示无限期等待用户输入。

GRUB_CMDLINE_LINUX

需要传递给内核的参数，对所有 Linux 系统入口起作用。

例如，要让系统支持休眠功能，用户应该设置 GRUB_CMDLINE_LINUX="resume=/dev/sdXY" ，其中的 /dev/sdXY 是 swap 分区。

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT

需要传递给内核命令行的参数，仅对非 Recovery Linux 菜单项起作用。

GRUB_DEVICE

初始根设备 (类似于内核的 root= 参数)。设置该参数可以覆盖 grub-mkconfig 命令自动探测到的根设备。例如， GRUB_DEVICE=/dev/ram0 将强制在内核命令行中使用 root=/dev/ram0 作为根设备。

/etc/grub.d 目录中包含了 grub-mkconfig 用来生成 grub.cfg 配置文件的一系列脚本。默认情况下，该目录中看起来应该类似于下面的内容：

$ ls /etc/grub.d/
00_header  10_linux  20_linux_xen  30_os-prober  30_uefi-firmware  40_custom  41_custom  README

在 grub-mkconfig 命令执行期间，该目录下的所有可执行文件 (权限至少为 111 的文件) 都会被执行。要禁用其中某些脚本，可以直接使用 chmod 命令清除它们的可执行权限位。

一些功能或特性只能通过修改配置脚本来获得。

例如，如果要为其他操作系统添加一个启动条目，那么最好用 chainload 的方式来启动这些系统，/etc/grub.d/40_custom 中的内容应该写成这样:

# (hd0,gpt5) = (hd0,3)
# 应被换成对应系统的所在硬盘与所在分区
menuentry 'FreeBSD' {
    insmod ufs2
    set root='(hd0,gpt5)'
    chainloader /boot/loader.efi
}
menuentry 'Windows7'{
    set root=(hd0,4)
    chainloader +1
}

查看 Gentoo wiki 中的链式引导文档 以获取更多关于链式引导的信息。

如果使用 UEFI-CSM，请参阅下面两节，BIOS+GPT 和 BIOS+MBR。CSM (兼容性支持模块) 是用来模拟 BIOS 行为的模块，它使 UEFI 的行为类似于 BIOS。在固件设置中，它通常被称为 Legacy Mode (传统模式) 或 Compatibility Mode (兼容模式)。UEFI-CSM 一直是可选的，并于 2020 年在主流系统 (如 PC)上逐步淘汰。

以下内容假定分区方案为 3.1 中的方案，即 ESP (EFI 系统分区) 被挂载到 /boot/efi 目录下。如果 ESP 直接挂载到了 /boot 目录下，则需要用 --efi-directory=/boot 替换命令中对应的部分。

如果 /boot 目录使用了单独的分区，需要首先挂载该分区到 /boot 目录。

复制相关文件到 /boot/grub 中并安装 bootloader 到 --efi-directory 指定的目录下:

$ grub-install --efi-directory=/boot/efi
Installation finished. No error reported.

这个命令把 GRUB 安装到 /boot/grub 目录中，同时安装 bootloader 为 /boot/efi/EFI/gentoo/grubx64.efi，最后调用 efibootmgr 命令增加一个引导入口。

grub-install 命令可以通过设置 --target 选项来设置 CPU 架构和系统平台。如果用户在命令中没有指定该值，grub-install 会试图猜测合适的值。在 AMD64 UEFI-booted 的系统上，它的默认值为 x86_64-efi 。需要注意，使用 UEFI 时 64bit 的硬件并不兼容 32bit 的 bootloader。

grub-install 命令可以通过设置 --boot-directory 选项来设置 GRUB 应从何处查找引导文件，它的默认值为 /boot (即从 /boot/grub 查找 GRUB 引导文件)。

此外，为正确安装 GRUB， EFI 目录必须正确挂载，并且必须在 grub-install 命令运行之前完成 efivars 内核模块的加载。

它经常出现在老机器配大硬盘的组合中。

在这个组合上，GRUB 依赖于一个名为 BIOS boot partition，类型为 4 (fdisk) 或 EF02 (gdisk) 或 21686148-6449-6e6f-744e656564454649 (GUID) 的分区。通常，这个分区只需要 1 MiB 大小，但使用 2-4 MiB 的空间更加可靠。这个分区不必用文件系统将其格式化，grub-install 命令在检测到 BIOS boot partition 存在后，会自动将部分 bootloader (GRUB2 的 core.img) 按字节写入到这个分区中，所以即使这个分区上有文件系统，也会被覆盖掉。

如果 /boot 目录使用了单独的分区，需要首先挂载该分区到 /boot 目录。注意 BIOS boot partition 和 /boot 目录所在的分区不是同一个分区，且 BIOS boot partition 不应被挂载到系统中 (不应在 /etc/fstab 中有定义)。

安装 GRUB:

$ grub-install /dev/sda
Installation finished. No error reported.

同样地，grub-install 命令可以通过设置 --target 选项来设置 CPU 架构和系统平台。如果用户在命令中没有指定该值，grub-install 会试图猜测合适的值。在 AMD64/x86 (64bit/32bit) 的系统上，它的默认值为 i386-pc 。需要注意的是，与 UEFI 不同，使用 BIOS legacy 时，64bit 的硬件兼容 32bit 的 bootloader。 --boot-directory 选项可以设置 GRUB 应从何处查找引导文件，它的默认值为 /boot (即从 /boot/grub 查找 GRUB 引导文件)。

同样地，如果 /boot 目录使用了单独的分区，需要首先挂载该分区到 /boot 目录。

应确保在首个分区前预留足够的硬盘空间: 可以将第一个分区设置为从 2048 扇区开始，以便为 core.img 预留至少 1 MB 空间。

如果有迁移硬盘格式到 GPT 的打算，一般建议 (并非强制性要求) 为 GRUB 创建一个称作 BIOS boot partitoin 的额外分区 (Gentoo 官方推荐 256MiB 大小)。只需要定义这个分区，不需要格式化。如果不准备将硬盘格式迁移到 GPT，则不需要创建这样的分区。

把 GRUB 安装到 /boot/grub 目录中，同时安装一个引导镜像文件到主引导记录 (MBR) 或某个分区的启动扇区中:

$ grub-install /dev/sda
Installation finished. No error reported.

多系统启动的配置方法也是修改 /etc/grub.d/40_custom 的内容以添加 GRUB 启动项。