用systemd-boot做bootloader
又研究了一下linux的启动流程，然后换成systemd-boot了。原先好看的grub主题就不要了，但是systemd-boot它启动快啊，grub好臃肿
从Grub迁移到systemd-boot
grub有好看的主题，也能方便的在开机的时候选内核版本、进btrfs的sanpshot回滚。但是我想尝试一下systemd-boot，grub看起来实在是太复杂了，我用不到那些功能。systemd-boot已经在systemd全家桶里面了，所以不需要额外安装。
systemd-boot一般要放在第一个EFI分区，而且直到今天systemd-boot和btrfs配合的还不是很好。我建了一个512M的EFI分区, 格式化为FAT32
注意需要EFI分区(EFI system partition, ef00)，不能是Linux filesystem(8300), 分区的Type如果是这样，grub是可以的，但是systemd-boot不认。用cgdisk重新分区的时候Type选ef00
1 | $sudo bootctl --path=/boot install |
然后安装hook让每次更新内核的时候自动配置
1 | yay -S systemd-boot-pacman-hook |
systemd-boot是单文件启动的，配置文件放在/boot/loader/entries下面，可以根据不同的启动选项创建不同的配置文件，比如按照Arch Wiki的推荐创建一个arch.conf
1 | title Arch |
title是名称，就是systemd-boot界面显示的那个。
linux选项是指定可执行的压缩内核，一般就vmlinuz-linux，如果是桌面用户装了其他内核应该能在boot目录下找到，比如vmlinuz-linux-zen
1 | /boot❯ ls |
然后用initrd选项指定一下想要的initramfs镜像，装了amd或者intel的微码也要指定一下
最后options里面指定一下根分区和内核参数（如果用btrfs还有rootflags指定一下是哪个subvol）
ps: 在写rootflags的时候我们可以直接照抄grub生成的
1 | sudo grub-mkconfig 2>/dev/null | grep vmlinuz |
然后我们配置一下loader.conf, 指定默认启动使用arch.conf的配置
1 | default arch.conf |
现在boot目录的结构大概是这个样子：
1 | ❯ tree /boot |
然后我们可以把grub卸了
使用Unified Kernel image
就是把vmlinuz、ucode、initramfs的img都揉到一起做了一的大的可执行的内核镜像
systemd-boot如何设置内核参数（参数是怎么传递的）
在options选项里面附加就可以了，然后systemd-boot会把参数传给initramfs，然后就是kernel’s command-line parameters那一套(能用cat /proc/cmdline看到的)，就是嵌入式uboot启动传参的那个tag链表。然后init的时候将参数传给systemd（既然你都用systemd-boot了那你的init系统肯定是systemd吧）
我以前看名字以为systemd直接就接管了，传给systemd之后就是熟悉的sysctl那一套systemd-sysctl。后来发现systemd-boot就是一个bootctl那种efi引导文件生成的一个工具（可以理解为一个bootloader差不多的东西），bootloader的界面那个时候就跟其他的bootloader差不多， 那个时候还没systemd什么事呢。
内核参数的传递大概是这样的：grub等bootloader的配置中配置了一些内核参数，然后grub在引导过程中将参数传给initramfs ，initramfs 先掛載一遍根，然後 initramfs 裡面的 init switch-root 到根裡面的 systemd ，然後 systemd 讀 fstab 生成 mount 文件，對根做 remount 。有些參數能在 remount 的時候改，比如 rw
怎么指定启动时的kernel
在systemd-boot的开机选择画面按e
systemd-boot开机怎么进rootfs
一开始用了比较扭曲的办法，后来发现这个只要在将UUID指定成boot分区的UUID就可以了
systemd-boot开机怎么进bytfs snapshot
这个貌似还真没啥好办法，要用这个还是装回grub吧。如果想开机进snapshot,需要手动将那个rootflag指定成snapshot所在的subvol。reddit上有一种方案是同时保留systemd-boot和grub, 然后在BIOS里面把systemd-boot的启动项放在前面，但是我不想要grub了。
To use a subvolume as the root mountpoint specify the subvolume via a kernel parameter using rootflags=subvol=/path/to/subvolume. Edit the root mountpoint in /etc/fstab and specify the mount option subvol=. Alternatively the subvolume can be specified with its id, rootflags=subvolid=objectid as kernel parameter and subvolid=objectid as mount option in /etc/fstab. It is preferable to mount using subvol=/path/to/subvolume, rather than the subvolid, as the subvolid may change when restoring #Snapshots, requiring a change of mount configuration, or else the system will not boot.
如果要用systemd-boot进snapshot，需要改systemd-boot的配置文件指定rootflags。既然要手动改，不如直接用livecd进chroot操作更方便一点。需要手动改systemd-boot的参数不如grub那样装上grub-btrfs之后用上下键选择用哪个内核或者进入snapshot进行修复。
重启
可以在systemctl命令中直接选择entry
1 | systemctl reboot --boot-loader-entry=auto-windows |
其他的一些操作
如何加快启动速度
换成systemd-boot已经很快了，不过如果你想再快，可以用systemd-analyze, 看一下是什么拖慢了你的启动速度
1 | $systemd-analyze |
如果想更详细的调查一下， systemd-analyze blame或者systemd-analyze plot > boot_process.svg
1 | $systemd-analyze blame |
可以看到是NetworkManger拖慢了我们的速度，然后发现是systemd-networkd-wait-online.service, 如果我们不需要这个直接禁用就好了
一般systemd-boot和systemd开机那一堆service和DM和DE（Desktop Environment）的加载相比不会拖慢你的速度的。不过我们其实可以连bootlaoder都不要的，如果是UEFI， 那直接EFI Stub就可以了
BIOS加载bootloader的启动文件（比如systemd-boot的systemd-bootx64.efi），bootloader再去引导内核启动
1 | ❯ tree EFI |
其实我们可以直接用efibootmgr生成linux的efi启动文件，然后跳过booloader这个中间商。同样指定ucode和initramfs的img， 以及root所在的分区，然后会生成一个efi文件，直接引导进linux
直接跑在内存上
Archlinux可以直接用ramroot, 这个只要装个AUR包然后配置一下就可以了
说明
关于UEFI和BIOS
UEFI确切的说法是UEFI BIOS，其实也算作BIOS的一种，通常所说的BIOS指Legacy BIOS。这里按照通常习惯简称UEFI BIOS为UEFI, Legacy BIOS为BIOS。
bootloader
linux在很早的时候是不需要bootloader的，后来有了bootloader这种东西，不过你还是可以不要bootloader的，比如上面说到的EFI Stub。
systemd-boot也算是个bootloader，不过相比其他的booloader已经精简了很多了。
关于initramfs和rootfs
看这里： https://www.kernel.org/doc/Documentation/filesystems/ramfs-rootfs-initramfs.txt
https://wiki.gentoo.org/wiki/Initramfs/Guide/zh-cn
傻多戴的阴间BIOS固件
你戴的阴间BIOS固件，强制升级不能回退就算了，每次TM升级bug不修还锁CPU频率，次次更新BIOS反向升级，想淘汰老用户就直说呗。当年我想不要grub了整个EFI Stub玩，结果发现你戴的阴间BIOS怎么还是不行。。。
EFISTUB does not work on some Dell systems
Several generation Dell firmwares are wrongly passing the arguments to the bootloader, thus making EFISTUB parse a null command line which normally means unbootable system (see the complete linux-efi thread).
A workaround has been found since Linux 5.10 to correct this behavior (see this commit ). For Linux < 5.10, you can use an efi-packer like arch-efiboot, or a different bootloader.
从13年到现在用过3台dell的笔记本了，一个比一个糟心，我再买dell的笔记本我是XX
链接
Arch boot process(简体中文)
浅析安全启动（Secure Boot）
Writing an x86 “Hello world” bootloader with assembly
systemd时代的开机启动流程(UEFI+systemd)
Linux内核参数传递Tag(init_tags)
systemd The Boot Loader Specification 官方文档
init (简体中文)
https://wiki.archlinux.org/title/Arch_boot_process
https://wiki.archlinux.org/title/Systemd-boot
https://wiki.archlinux.org/title/EFI_system_partition
https://wiki.archlinux.org/title/Unified_kernel_image
https://wiki.archlinux.org/title/microcode
https://wiki.archlinux.org/title/EFISTUB
Multi Boot Linux With One Boot Partition
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Linux_distributions_that_run_from_RAM
https://github.com/arcmags/ramroot
https://www.kernel.org/doc/html/v4.14/admin-guide/kernel-parameters.html
https://www.kernel.org/doc/Documentation/efi-stub.txt