Arch Linux UKI 启动

systemd-boot、UKI 与 DPS

前提

本文假设：

1. 系统使用 UEFI、GPT、systemd-boot、mkinitcpio。

2. 根文件系统是 Btrfs，系统子卷类似 @。

3. ESP 和 root 在同一块物理磁盘上。

4. mkinitcpio 使用 systemd initramfs hook。没有这个 hook，root 分区不能只靠 DPS 自动发现。

5. root 没有跨盘、RAID 或加密层。

6. CPU 微代码包按机器实际情况选择：AMD 使用 amd-ucode，Intel 使用 intel-ucode。

操作前先确认分区与挂载关系：

findmnt / /boot /efi
lsblk -f
sudo sgdisk -p /dev/nvme0n1

下面命令里的磁盘、分区号、UUID 都要替换成自己的实际值。

启用 systemd initramfs

省略 root= 依赖 initrd 阶段的 systemd-gpt-auto-generator。清空内核命令行之前，先确认 /etc/mkinitcpio.conf 里的 HOOKS 已经从传统 busybox 流程切到 systemd 流程：

grep '^HOOKS=' /etc/mkinitcpio.conf

普通未加密 Btrfs root 至少要包含 systemd、block、filesystems。如果原配置还在使用 udev，要先按自己的磁盘、键盘和文件系统情况迁移到 systemd hook 体系。加密 root、LVM、RAID 等场景需要对应的 systemd initramfs hook，不在本文范围内。

迁移 ESP 挂载点

把 ESP 从 /boot 迁移到 /efi，修改 /etc/fstab 中 ESP 对应行：

UUID=XXXX-XXXX  /efi  vfat  noauto,x-systemd.automount,x-systemd.idle-timeout=60s,umask=0077,errors=remount-ro  0 2

重新挂载，并重装内核与微代码。这样原本写进 ESP 的内核文件会释放到 Btrfs 管理的 /boot 目录下：

sudo umount /boot
sudo mkdir -p /efi
sudo mount /efi
sudo pacman -S linux amd-ucode

Intel CPU 把最后一行替换成：

sudo pacman -S linux intel-ucode

设置 Btrfs 默认子卷

先找出系统根子卷 ID，例如 @ 对应的 ID：

sudo btrfs subvolume list /

假设目标 ID 是 256，把它设成文件系统默认挂载子卷：

sudo btrfs subvolume set-default 256 /

这一步的意义是把“默认挂哪个子卷”写进 Btrfs 文件系统本身，而不是继续依赖内核命令行里的 rootflags=subvol=。

设置 DPS 分区类型

DPS 依赖 GPT 分区类型。以 /dev/nvme0n1 为例，假设 ESP 是第 1 个分区，root 是第 3 个分区：

sudo sgdisk -t 1:ef00 /dev/nvme0n1
sudo sgdisk -t 3:8304 /dev/nvme0n1

其中：

1. ef00 是 EFI System。

2. 8304 是 Linux x86-64 root。

ARM64、RISC-V 等架构要换成对应的 root 分区类型。修改后可以检查一次：

sudo sgdisk -p /dev/nvme0n1

清空内核命令行

保留一个空的 /etc/kernel/cmdline，避免生成 UKI 时回退读取 /proc/cmdline 里的旧参数：

sudo sh -c '> /etc/kernel/cmdline'

如果仍然需要 quiet、loglevel=、lsm= 等参数，再显式写入这个文件。要做纯自动发现启动，就保持为空。

修改 mkinitcpio 预设

编辑 /etc/mkinitcpio.d/linux.preset，关闭传统 initramfs img 输出，启用 UKI 输出：

ALL_kver="/boot/vmlinuz-linux"
PRESETS=('default' 'fallback')

default_uki="/efi/EFI/Linux/arch-linux.efi"
fallback_uki="/efi/EFI/Linux/arch-linux-fallback.efi"
fallback_options="-S autodetect"

重点是删除或注释掉这些传统输出项：

default_image="/boot/initramfs-linux.img"
fallback_image="/boot/initramfs-linux-fallback.img"

重建引导环境

确认 /efi 已经挂载到 ESP 后，再删除本文会重新生成的旧启动产物：

findmnt /efi
sudo rm -rf /efi/EFI/Linux
sudo rm -rf /efi/loader
sudo bootctl install
sudo mkdir -p /efi/EFI/Linux
sudo mkinitcpio -P

删除 /efi/EFI/Linux 和 /efi/loader 只应该在确认 /efi 正确挂载 ESP 后执行。否则删的就是根文件系统里的普通目录。

验证

检查 systemd-boot 是否识别到 UKI：

bootctl list

看到 arch-linux.efi 对应条目显示为 Type #2 (UKI, .efi) 后，即可重启验证。

参考

1. ArchWiki: Unified kernel image

2. sd-boot(7)

3. systemd-gpt-auto-generator(8)

4. Discoverable Partitions Specification