【Arch Linux】systemd-bootでXBOOTLDRを使ってみた

この記事の公開日： 2022年 2月 18日
この記事の最終編集日： 2022年 2月 18日

経緯

Windows と Arch Linux を systemd-boot でデュアルブートして使っていたのですが、先日 pacman -Syu を実行したら、エラーが出てパッケージの更新ができなくなってしまいました。エラーメッセージによると、 ESP パーティションの空き容量が足りず、 linux パッケージの更新ができないということでした。（何日か前に BIOS をアップデートしたときに、 BIOS をリカバリするためのファイル（？）が新しく生成されたのが原因ではないかと思っています。）

ESP パーティションを拡張することを検討したのですが、私の環境では ESP パーティションはディスク（正確には SSD ）の先頭にあって、そのすぐ後ろに Windows のパーティションがあるため、 ESP パーティションを拡張するためには Windows のパーティションの先頭位置を後ろにずらす必要があり、デュアルブートでそういうことをするのはリスキーな気がしたので、どうしたものかなーと思っていました。

GRUB などのブートローダーではカーネルイメージ（ vmlinuz-linux ）や initramfs （ initramfs-linux.img ）を ESP パーティションではなくルートパーティションに配置することができるので、こういった問題は起きにくいのかなと思うのですが、 systemd-boot では通常カーネルイメージを ESP パーティション内に配置するので、デュアルブートなどでパソコン出荷時に設定されたパーティショニングのまま使っている人は、こういう問題に直面することが結構あるのではないかと思いました。（私が使っているパソコンの ESP パーティションのサイズは、出荷時から100MiBに設定されていたので、カーネルイメージや initramfs を入れると結構ギリギリでした。）

これを機にブートローダーを GRUB に変えようかなとも思ったのですが、やっぱり systemd-boot のシンプルさが好きだったので、なんとかして systemd-boot のまま使える方法を探してみたところ、 XBOOTLDR パーティションを使うことでカーネルイメージや initramfs を ESP パーティションから分離できるということが分かったので、実際に使ってみました。

XBOOTLDRとは

XBOOTLDR パーティションは、 ESP パーティションの亜種（？）みたいなもので、 systemd-boot では通常カーネルイメージや initramfs を ESP パーティション内に配置しなければならないところを、 XBOOTLDR パーティションに配置することができる（ ESP パーティションから分離させられる）というものです。 ESP パーティションのサイズが小さすぎてカーネルイメージや initramfs が入り切らないという場合に使うのが有効です。

XBOOTLDR パーティションを作るには、 ESP パーティションと同じディスク上にパーティションを作って FAT32 でフォーマットし、 PARTTYPE に bc13c2ff-59e6-4262-a352-b275fd6f7172 を設定します。パーティションのサイズは、カーネルイメージや initramfs が十分に余裕を持って収まるように（500MiBくらい？）確保します。

作業手順

実際に私のパソコンの systemd-boot で XBOOTLDR パーティションを使うために行った作業を書きます。同じようなことをされる方は、必ずバックアップを取ってから作業してください。

パーティションの準備

まずは XBOOTLDR パーティションを作成するための領域を確保しました。具体的には、ディスクの最後尾にあった Windows の回復パーティションを消し飛ばしました。 Windows の回復パーティションは今まで大事に残していたのですが、手元にリカバリ用の USB もあるし別に要らないかなと思って消しました。

XBOOTLDR パーティションは500MiB確保しました。あとは普通に FAT32 で初期化して、 PARTTYPE に bc13c2ff-59e6-4262-a352-b275fd6f7172 を設定しました。

パーティションの操作は GParted のライブイメージを焼いた USB 使って行いました。 GUI があると楽ですよね…

PARTTYPE に bc13c2ff-59e6-4262-a352-b275fd6f7172 を設定する方法ですが、 GParted では PARTTYPE を設定したいパーティションを右クリックして Manage Flags をクリックし、 bls_boot を選択することで可能です。なお、 PARTTYPE の GUID は lsblk コマンドの -o オプションで PARTTYPE を指定して lsblk -o NAME,PARTTYPE のような感じでコマンドを打って確認できます。

systemd-boot の削除

次のコマンドで EFI パーティションから systemd-boot 関連のファイルを削除しました。

# bootctl remove

UEFI 変数とかの設定（？）も消えるみたいです。

個別の Linux 用のローダー設定ファイル（ /boot/loader/entries/*.conf ）は残ります。

ファイルシステムのマウント

Arch Linux を起動して、 /boot にマウントしていた ESP パーティションを /efi にマウントし直し、代わりに XBOOTLDR パーティションを /boot にマウントしました。

次に、 /etc/fstab を編集して、次回以降起動したときに自動で現在の構成になるように設定しました。

ArchWiki に fstab の書き方に関する詳しい情報があります。私の環境では次のようにしてみました。

# Static information about the filesystems.
# See fstab(5) for details.

# <file system>                           <dir>  <type> <options>    <dump> <pass>
UUID=0baf7dcb-8769-4513-9cfe-7cfd5dcd8acc  /      ext4   rw,relatime  0      1
UUID=8C01-72F2                             /efi   vfat   rw,relatime  0      2
UUID=1500-C54B                             /boot  vfat   rw,relatime  0      2

個人的に fstab では UUID を使う派です。

ファイルの引っ越し

EFI パーティション（ /efi ）直下の initramfs-linux-fallback.img, initramfs-linux.img, intel-ucode.img, vmlinuz-linux の4つのファイルを XBOOTLDR パーティション（ /boot ）直下に移動させました。（ intel-ucode.img は CPU のマイクロコードで、 CPUメーカーによって名前が違います。 ArchWiki にマイクロコードに関する詳しい情報があります。）

また、個別の Linux 用のローダー設定ファイル（ /efi/loader/entries/*.conf ）は EFI パーティションから、 XBOOTLDR パーティション内（ /boot/loader/entries/*.conf ）に移動させました。

systemd-boot のインストール

次のコマンドで、 systemd-boot 関連のファイルを EFI パーティションと XBOOTLDR パーティションにインストールしました。

# bootctl --esp-path=/efi --boot-path=/boot install

systemd-boot の設定

ArchWiki を参考に systemd-boot 関連の設定ファイルを作成・編集しました。私の環境での設定を紹介します。

/efi/loader/loader.conf は次のようにしました。 EFI パーティション（ /efi ）内に配置しています。

default arch
timeout 3
editor no

default ：デフォルトで選択されるエントリ
timeout ：デフォルトエントリが起動するまでの時間（秒）
editor ：カーネルパラメータの編集を許可するか（ yes にすると誰でも簡単に root 権限を取得できてしまうので no が推奨）

/boot/loader/entries/arch.conf は次のようにしました。 XBOOTLDR パーティション（ /boot ）内に配置しています。

title   Arch Linux
linux   /vmlinuz-linux
initrd  /intel-ucode.img
initrd  /initramfs-linux.img
options root=UUID=e4a4ca48-722b-44a0-9c7b-f745c0d0209d rw

title ：ブートメニューに表示する名前
linux ：カーネルイメージのパス
initrd ： CPU のマイクロコードと initramfs のパス（ CPU のマイクロコードを上に書く。）
options ：カーネルパラメータ

linux と initrd は /boot を root とする絶対パスで指定します。

確認

systemd-boot が正しく設定されているか、次の2つのコマンドを使って確認しました。

$ bootctl status

$ bootctl list

確認が終わったら、パソコンを再起動しました。カーネルイメージや initramfs を ESP パーティションから分離しつつ、 systemd-boot を使って無事に Windows と ArchLinux のデュアルブート環境を構成することができていました。

感想

XBOOTLDR パーティションは聞いたこともなかったので、うまく動作するか不安でしたが、意外とすんなり使うことができたので驚きました。 Windows とデュアルブートしている関係で、 ESP パーティションにカーネルイメージや initramfs が入り切らないという人にとっては、とても重宝する機能だと思いました。

Ihoronir
Web