在 MacBookPro 上安装 ArchLinux

04/26 2019

很久以前写过一篇安装 Arch Linux 的文章，解释在普通 PC 上安装 ArchLinux。如今需要把一台 MacBook Pro（2013 Late）用于工作，而且 ArchWiki 上介绍安装系统的 Beginners' Guide 也已经没有了，就借机写一篇如何在 MacBook Pro 上安装 ArchLinux 的介绍。

注意：本文介绍的是在 MacBoot Pro 上安装 ArchLinux 单系统。其他方案请直接参考 https://wiki.archlinux.org/index.php/Mac。

准备工作

升级系统到最新。选择 ArchLinux Only 这样以后就无法（reliably）更新固件了。
备份所有有用的东西。比如你的个人文件以及家目录下的各种配置文件。额外注意色彩配置文件：/Library/ColorSync/Profiles/Displays
准备一个 U 盘，准备多余的一台电脑（用于查文档）。
网线和以太网转换器。因为无线网卡驱动 broadcom-wl 不在启动盘中，拷贝源码来编译的方案很困难。因为，
- makepkg 编译内核模块需要一套 Arch 开发环境（glibc、gcc 等），还必须和目标的内核版本完全一致，哪里找这样的机器！
- Mac 只有两个 USB 插口，以太网线转换器占用一个，启动盘占用一个。拷贝驱动时要注意只能拔网线的插口，否则不好重新 mount 后续 pacstrap 和 pacman 会受到影响。
刻录安装盘。从 download 页面下载镜像，有种子和磁力链接可选。然后 dd 到你的 U 盘，注意要写 /dev/sdc 而不是 /dev/sdc1，否则启动记录上不去会无法启动。
明确你的 MacBook 型号。可以从 https://support.apple.com/zh-cn/HT201300 查到，比如我的电脑是 MacBookPro 11,1

dd bs=4M if=path/to/archlinux.iso of=/dev/sdx status=progress oflag=sync

分区、文件系统、挂载

这一步是最关键的，如果有误后续步骤需要重来。Arch Wiki 上提供了很多方案，本文选择的是 ArchLinux Only。由于 Mac 下需要使用 EFI 引导，所以需要一个 EFI 分区（EFI System Partition，后续叫 ESP），

分区。直接进入 fdisk /dev/sda，先删除所有已有分区，建立 GPT 分区表，再依次分配 ESP、Swap、Linux Root 的分区。分区大小可以参考这个表格：https://wiki.archlinux.org/index.php/Installation_guide#Example_layouts。搞定后写入并退出即可。

格式化。ESP 一定要格式化为 vfat；swap 需要使用特殊的命令来初始化；Linux root 是你的主文件系统可以随便选择，比如 ext4：

mkfs.vfat /dev/sda1     # 很关键
mkswap /dev/sda2
swapon /dev/sda2
mkfs.ext4 /dev/sda3

然后挂载到相应的地方：

mount /dev/sda3 /mnt
mount -t vfat /dev/sda1 /mnt/boot   # -t 参数很关键

然后你会得到一个类似这样的分区，可以通过 mount 命令来检查一下有没有大的出入：

设备	大小	类型	挂载点
/dev/sda1	400M	ESP	/mnt/boot
/dev/sda2	2G	Linux swap	[swap]
/dev/sda3	490G	Linux root	/mnt

连接有线网络

使用 ArchLinux 安装盘安装系统的原理，就是用安装盘上的 pacman 安装 base 软件组到硬盘。这就需要网络，如前所述我们采取有线网的方式。把网线和转换器插好后查看 interface：

ip link

你应该能看到一个 lo，以及一个 en 开头的比如 enp0s20u1。这就是以太网的 interface。然后拷贝一份 netctl 的示例配置并启动它：

cp /etc/netctl/examples/ethernet-dhcp /etc/netctl/ethernet-dhcp
netctl start ethernet-dhcp

如果有问题可以用 journalctl -xe 来查看，更多 netctl 的使用请参考：https://wiki.archlinux.org/index.php/Netctl#Wireless。

下载文件并做配置

这一步是最简单的，因为 Arch 提供了一个 base 软件组。但首先要配置镜像，可以把速度从 10k 提升到 10M，节省一万年的时间。

# 配置镜像。从这里挑几个，按照已有镜像的格式，写到头部：
# https://wiki.archlinux.org/index.php/Mirrors_(%E7%AE%80%E4%BD%93%E4%B8%AD%E6%96%87)
vim /etc/pacman.d/mirrorlist

# 安装 base 到 /mnt
pacstrap /mnt base

现在你已经有一个完整的 Arch 操作系统在 /dev/sda3 了，在启动它之前一点配置：

genfstab -U /mnt >> /mnt/etc/fstab  # 生成文件系统表（启动时挂载用）
arch-chroot /mnt                    # 注意不要直接 chroot
ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime # 配置时区为上海
hwclock --systohc                   # 同步硬件时钟
vim /etc/locale.gen                 # 启用一些地区配置，选你需要的去掉注释
locale-gen                          # 生成地区配置
echo LANG=en_US.UTF-8 > /etc/locale.conf    # 配置 LANG 变量
vim /etc/pacman.d/mirrorlist        # 配置镜像，同上
echo FONT=ter-p28b >> /etc/vconsole.conf # 如果你是 Ritina 屏，把字体配置大一点。

上述 /etc/vconsole.conf 中的字体会在 ArchLinux 启动时读取对所有 TTY（Virtual Console）生效。可以先使用 setfont 命令来切换试试看：

setfont ter-p28b

建立引导

现在到了另一个关键的步骤，为已经配置好的操作系统配置引导。现在的状态是 arch-chroot 之后，从引导盘进入硬盘的系统环境。官网文档提供了两种方式：

Using the native Apple bootloader with systemd-boot (Recommended)
Using the native Apple bootloader with GRUB

方法一的原理是 systemd-boot 安装的 /EFI/BOOT/BOOTX64.EFI 正好也是 Mac 自带的 BootLoader 读取的文件。只需要 bootctl --path=/boot install 过去。笔者试了不好使，你可以再尝试一下。

方法二的原理是 Mac 自带的 BootLoader 会去每个 HFS+ 分区读取 .efi 文件。但我们已经格式化为 ext4 和 vfat。这个方法不可行。

既然都不好使，Harttle 就使用了替代方案，安装 rEFInd 来引导系统：

pacman -S refind-efi
refind-install

refind-install 会自动找到 efi 分区并把自己注册为默认的 UEFI 引导程序（BootLoader），执行结束后一定去 /boot/refind_linux.conf 查看一下。确保配置中的第一项的 root 赋值为 / 所在的磁盘（对我来讲是 /dev/sda3）的 UUID。否则会在重启自检时报告类似这样的错误：

device '' not found. Skipping fsck.

# 正常情况下应该类似
/dev/sda3: clean, 322/342432 files, 432/432432 blocks

我在 U 盘引导盘操作得到的 /boot/refind_linux.con 如下：

"Boot with standard options"  "archisobaseddir=arch archisolabel=ARCH_201904"
"Boot to single user mode"    "archisobaseddir=arch archisolabel=ARCH_201904 single"
"Boot with minimal options"   "ro root=UUID=xxxxxxxx-xxxx-xxxxxxxx-xxxxxxxx"

其中最后一项才是 /dev/sda3 的 UUID（可以在 /etc/fstab 中查看），把拷贝到第一行就能完美启动了。

"Boot with standard options"   "ro root=UUID=xxxxxxxx-xxxx-xxxxxxxx-xxxxxxxx"

启动时需要在 rEFInd 中选择启动哪个镜像，可以在 /boot/EFI/refind/refind.conf 中配置 timeout: -1 来让它直接启动默认选项。 refind.conf 文件中有详细的说明需要请自取。

Wifi 网络

前面的章节我们在启动盘的系统上配置过网络，现在我们进入了已经安装好的系统。有线网的配置方式同上，这里主要介绍无线网的配置。首先安装几个包：

pacman -S dialog wpa-supplicant broadcom-wl

其中 dialog 是 wifi-menu 需要；wpa-supplicant 用于 WiFi 验证，netct 加载 wireless 网络时需要； broadcom-wl 是 MacBook 的无线网卡驱动。装好后把驱动载入内核：

rmmod b43 ssb bcma wl   # 这里有失败很正常，移除存在的模块即可
modprobe wl

无线网络通过 netctl 来管理，因此配置无线网络的方式就是生成 netctl 配置。如果是开放网络或者用户密码方式的，可以拷贝 /etc/netctl/examples 下对应的配置文件到 /etc/netctl/。或者使用 wifi-menu 命令，它会扫描网络并帮你生成配置。

但如果你是 WPA-EAP 的 wifi-menu 不太好使，需要拷贝一份 wireless-wpa-configsection。比如拷贝到 wlan-mywifi，内容大概像这样：

Description="A wireless ..."
Interface=wlp3s0
Connection-wireless
Security=wpa-configsection
IP=dhcp
WPAConfigSection=(
    'ssid=<SSID>'
    'key_mgmt=<WPA-EAP>'
    'eap=<PEAP>'
    'group=<CCMP>'
    'pairwise=<CCMP>'
    'identity=<USER>'
    'password=<PASS>'
    'phase2="autheap=MSCHAPv2"'
)

其中 eap, group, pairwise, phase2 等配置可以从其他操作系统的上扣来，也可以找学校或公司网络管理员要。然后通过 netctl start wlan-mywifi 启动。如果 OK 就让它自动启动：netctl enable wlan-mywifi。下面提几个调试方法：

使用 wpa_supplicant 提供的 wpa_cli 调试验证。验证通过后要 dpcpcd wlp3s0 来分配 IP。
netctl switch-to 可以启动一个的同时关掉既有的那个。
systemctl status 和 journalctl -xe 可以看 netctl 的状态和输出。
ip addr 来查看 IP 和 MAC 信息。
ip link set wlp3s0 down/up 来开关网卡。

其实并不需要 ifconfig（包含在 net-tools 包中）

用户/组配置

到现在为止都是在 root 下进行操作，为了进行日常环境的配置需要创建一个日常用户。从这个用户 startx 来启动 i3。

pacman -S sudo
groupadd video                          # 创建 video 组，下文会用到
useradd -m -g wheel -G video harttle    # -m 创建目录，-G 加入到组

/etc/sudoers 中配置让 harttle 所在的 wheel 组都有 sudo 权限：

%wheel ALL=(ALL) ALL

窗口管理器

因为我的需求只有打开一个 Shell，或者打开一个浏览器。因此不打算安装桌面系统，直接找个窗口管理器，比如这个：https://i3wm.org/docs/userguide.html。然后装需要的各种包：

pacman -S xorg i3-wm i3status i3blocks i3lock rxvt-unicode dmenu

其中 rxvt-unicode 就是 urxvt，dmenu 用于在 i3 中执行命令。接下来重新登录到刚刚创建的普通用户 harttle，Shell 不够用的话可以 Fn+Ctrl+Alt+F2 来新开一个 TTY。以下命令和文件都在 harttle 用户下进行操作和创建。首先拷贝一份 X11 init 配置。

cp /etc/X11/xinit/xinitrc ~/.xinitrc

在 .xinitrc 后面，删掉启动各种 wm 和 X11 软件的代码，加入一行：

exec /usr/bin/i3

然后在 ~/.profile 中直接启动 X：

if [[ ! $DISPLAY && $XDG_VTNR -eq 1 ]]; then
    exec startx
fi

注意 ArchLinux 中登录 Bash Shell 不一定会读 .profile，需要在 .bash_profile 中 source 一下这个 .profile：

[[ -f ~/.profile ]] && . ~/.profile

这样在下次 harttle 登录时，就会直接启动 i3 了！

Ritina 屏幕

到此为止，除了 TTY 字体变大了，其他所有地方包括 i3 都还是小字。为了解决这个问题我们需要配置多个地方，因为它们会分别被不同的软件读取。

首先改写 X11 的默认配置，在 ~/.Xresources 中增加：

Xft.dpi: 168
Xft.autohint: 0
Xft.lcdfilter:  lcddefault
Xft.hintstyle:  hintfull
Xft.hinting: 1
Xft.antialias: 1
Xft.rgba: rgb

并在 ~/.profile 中给 GDK 和 QT 也设置好缩放参数：

export GDK_SCALE=2
export GDK_DPI_SCALE=0.5
export QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR=1

现在从 i3 里创建的应用都可以缩放到正常大小了，但这些对 i3 的标题、底栏却不会发生变化，因为它有单独的配置。在 ~/.config/i3/config 中把 font 改成 pango:DejaVu Sans Mono（这是一个支持 Retina 的字体）：

font pango:DejaVu Sans Mono 8

中文和输入法

关于输入法要安装 fcitx、文泉驿字体、Ubuntu 字体等。其中 Ubuntu 和 wqy-microhei 字体用到 Console 中，noto 包提供 emoji 和中日韩字体。

pacman -S ttf-ubuntu-font-family noto-fonts-emoji noto-fonts-cjk wqy-microhei fcitx fcitx-rime fcitx-configtool fcitx-gtk2 fcitx-gtk3 fcitx-qt4 fcitx-qt5

用 fcitx-configtool 进行可视化的配置，配好之后把 fcitx& 加到 ~/.xinitrc 里 exec i3 之前。重新登录即可使用默认的 Control+Space 打开输入法，URxvt 中的中文也可以正常显示了，但是比较丑。我们可以在 .Xresources 里配置 URxvt 中文字体：

URxvt.font: xft:Ubuntu Mono:style=Regular:antialias=True:pixelsize=12,xft:WenQuanYi Micro Hei Mono:style=Regular:pixelsize=12
URxvt.boldFont: xft:Ubuntu Mono:style=Bold:antialias=True:pixelsize=12,xft:WenQuanYi Micro Hei Mono:style=Bold:pixelsize=12

X11应用中的字体比较丰富，需要认真配置。可以参考 Harttle 提供的 .fonts.conf： https://wiki.archlinux.org/index.php/Font_configuration/Examples#Chinese_in_Noto_Fonts，基本使用 Noto 字体效果比较贴近主流设备的显示方式。本次装系统没有涉及终端（VT）字体/中文的配置，感兴趣的同学可以自取一篇旧的文章：ArchLinux TTY 中文字体渲染

触摸板

我们要尽量发挥 Mac 触摸板的优势：双指滚动、自然滚动（反向）、轻击作为按下。 xorg-server 已经依赖了 xf86-input-libinput，在 /etc/X11/xorg.conf.d/90-libinput.conf 做简单的配置就可以用了：

Section "InputClass"
    Identifier "libinput touchpad catchall"
    MatchIsTouchpad "on"
    MatchDevicePath "/dev/input/event*"
    Driver "libinput"
    Option "NaturalScrolling" "true"
    Option "Tapping" "true"
    Option "ScrollMethod" "twofinger"
EndSection

可以参考 Arch Wiki 或 man libinput，如果要配置三指、四指滑动等复杂交互，需要引入另一个驱动 xf86-input-mtrack， Harttle 给了一个比较接近 OSX 手感的配置方法： Linux 下 MacBook 触摸板设置。

CPU 和图形

这里只介绍 Intel 集成显卡打配置，如果是独立显卡或 G 卡请直接参考官方文档。下面开始安装相应的软件：

pacman -S mesa xf86-video-intel vulkan-intel mesa-demos

然后进入 /etc/X11/xorg.conf.d/20-intel.conf 给 X 初始化一个配置：

Section "Device"
  Identifier  "Intel Graphics"
  Driver      "intel"
EndSection

再在 CPU /etc/modprobe.d/i915.conf 配置 CPU 参数，开启 Fastboot 和 Frame Buffer Compression。

options i915 fastboot=1
options i915 enable_fbc=1

到此为止 Harttle 的 CPU 就配置完成了，可以用 glxgears 来跑跑 FPS。你的机器可能不同，下面做两点说明：

对于 Skylake CPU（2015 以后的 MacBook）还有 HuC、GuC 等功能，可以参考 [Enable_GuC_/HuC_firmware_loading](https://wiki.archlinux.org/index.php/Intel_graphics#Enable_GuC/_HuC_firmware_loading) 进行开启。
如果碰到渲染抖动、无法启动等问题可以参考参考 https://wiki.archlinux.org/index.php/Intel_graphics#Xorg_configuration。

外接显示器

外接显示器需要配置 X11，使用 xrandr 非常方便。

pacman -S xorg-xrandr
xrandr  # 查看接口名字和连接状态
xrandr --output HDMI2 --auto --left-of eDP1    # 让 HDMI2 的显示器放到主显示器的左边

调试好后把它存入 /etc/X11/xorg.conf.d/10-monitor.conf：

Section "Monitor"
    Identifier  "eDP1"
    Option      "Primary" "true"
EndSection

Section "Monitor"
    Identifier  "HDMI2"
    Option      "LeftOf" "eDP1"
EndSection

重启 X 后就会生效。对于 i3 的 workspace 怎么使用多显示器，官方有很详细的文档比如把工作区 2 放到 HDMI2，并把所有打开的 Telegram 窗口也放到工作区2:

workspace 2 output primary
for_window [class="TelegramDesktop"] move window to workspace 2

电源管理

如果你使用了桌面系统，跳过本节。因为桌面系统会托管电源管理并禁用很多底层配置。

电源管理可以做的很定制很复杂，请参考这篇 Arch Wiki。这里只介绍一个简单的例子：可以主动锁屏、可以设置闲置锁屏时间、断电时间等。先安装 xlock，它实现了屏幕保护动画、密码验证、简单的电源管理功能：

pacman -S xlockmore

现在可以随时按下 xlock 来锁屏了，然后我们还要自动锁屏幕。从 AUR 安装 xss-lock-git，它可以监听 systemd 的 suspend, hibernate, lock-session 等事件。把下面的一行加入 ~/.xinitrc 启动 i3 之前（具体参数请 man xlock）：

xss-lock xlock -dpmsstandby 300 -dpmssuspend 600 -dpmsoff 1800 +resetsaver &

键盘映射

Caps 和 Control 互换

MacOS 上 Harttle 有把 CapsLock 配置成 Control，现在需要设置 Xmodmap 来替代。创建一个 ~/.Xmodmap：

clear lock
clear control
keycode 66 = Control_L
add control = Control_L Control_R

确保它被 ~/.xinit 引用，可以用 cat ~/.Xmodmap | xmodmap - 来调试，很简单立即生效。 TTY 中的键盘映射需要通过 vconsole 的 keymap 来配置，由于巨难调试这里略过。

功能键作为 Fn

如果你的 Mac 用来编码想必已经开了“功能键默认作为Fn”键使用。可以在 /etc/modprobe.d/hid_apple.conf 中添加一行：

options hid_apple fnmode=2

响应延迟和频率

在持续按下删除来删掉一行字打情况，或者按下回车来添加空白打时候，出字的速度就是这里说的频率。第一个字和第二个字之间的间隔就是这里说打延迟。在 ~/.xinitrc 的适当位置加入下面这一行可以更贴合 MacOS 的手感。

xset r rate 200 30

重启后即可生效，更多 Mac 键盘的配置可以参考https://wiki.archlinux.org/index.php/Apple_Keyboard。下一节我们介绍怎么恢复功能键原有的功能。

功能键绑定

屏幕背光、键盘背光、声音大小、静音等按键。驱动已经在上述的图形、声音、蓝牙部分安装过，现在你可以在 /sys/class/ 的相关位置看到它们的状态了。接下来要做两件事情：1. X11 按键绑定；2. 按键响应程序，调用和控制各种驱动程序。本小节解决第一个问题，安装 xbindkeys 把 X11 解释的功能键绑定到具体命令。

sudo pacman -S xbindkeys

然后创建 ~/.xbindkeysrc 文件，注意其中的空行不得省略：

"pactl set-sink-volume @DEFAULT_SINK@ +1000"
    m:0x0 + c:123
    XF86AudioRaiseVolume 

"pactl set-sink-volume @DEFAULT_SINK@ -1000"
    m:0x0 + c:122
    XF86AudioLowerVolume 

"pactl set-sink-mute @DEFAULT_SINK@ toggle"
    m:0x0 + c:121
    XF86AudioMute 

"macbook-lighter-screen --inc 70"
    m:0x0 + c:233
    XF86MonBrightnessUp 

"macbook-lighter-screen --dec 70"
    m:0x0 + c:232
    XF86MonBrightnessDown 

"macbook-lighter-kbd --dec 10"
    m:0x0 + c:237
    XF86KbdBrightnessDown 

"macbook-lighter-kbd --inc 10"
    m:0x0 + c:238
    XF86KbdBrightnessUp

可以看到 xbindkeys 用到的命令包括 pactl, macbook-lighter-screen, macbook-lighter-kbd，后续小节中逐个安装。现在我们把 xbindkeys 放到 ~/.xinitrcx 中合适的地方即可。如果安装命令后功能键仍然不起作用，可以从 AUR 安装安装一个 xbindkeys_config-gtk2 来调试和可视化配置：

声卡驱动

安装驱动、声卡测试程序、命令行接口 PulseAudio。

pacman -S alsa alsa-utils pulseaudio pulseaudio-alsa

alsa 需要配置 /etc/modprobe.d/50-sound.conf，选项可以从 https://wiki.archlinux.org/index.php/Mac#Sound 查到。比如我的 2013 Late（MacBookPro 11,1）对应的配置是：

options snd-hda-intel index=1,0 power_save=1

重启后使用 speaker-test -c 2 来播放白噪声测试，使用 alsamixer 可以调节音量。如果都好使，我们来看 PulseAudio。

PulseAudio 为上述功能键提供来提供了 pactl 命令，它是服务器-客户端架构，需要服务器启动 pactl 才好使。服务两种启动方式：作为 daemon 单独启动、被客户命令调用时自动 spawn。我们选择后者，在 /etc/pulse/client.conf 中确保：

autospawn = yes

重启后，音量控制功能键应该可以正常工作。

屏幕背光/键盘背光

屏幕背光是 Intel 提供的驱动（上述 CPU 和图形部分已经安装过），键盘背光其实是 LED 驱动，不能叫 backlight。但因为中文都叫背光，就在本小节中一起解决。我们需要安装 macbook-lighter，这又是一个 AUR 包，需要从 AUR 安装。

macbook-lighter 需要操作 /sys 文件系统，因此需要让你所在用户有权限。因为上面“用户与组”部分配置了 video，现在只需要让这些文件对 video 组用户可读写。创建一个 /etc/udev/rules.d/90-backlight.rules:

SUBSYSTEM=="backlight", ACTION=="add", \
  RUN+="/bin/chgrp video /sys/class/backlight/%k/brightness", \
  RUN+="/bin/chmod g+w /sys/class/backlight/%k/brightness"
SUBSYSTEM=="leds", ACTION=="add", \
  RUN+="/bin/chgrp video /sys/class/leds/%k/brightness", \
  RUN+="/bin/chmod g+w /sys/class/leds/%k/brightness"

重启后屏幕背光、键盘背光功能键应当可以正常使用。但是我们还要根据环境亮度自动调节呢：

sudo systemctl start macbook-lighter    # 立即启动
sudo systemctl enable macbook-lighter   # 开机自动启动

配置ICC色彩特性文件

准备工作中拷贝出来的 Displays 文件包含了所有你的 Macbook 连接过的显示器的色彩配置。Macbook 自己的 Retina 屏幕叫 Color LCD-xxx。现在要做的是让 Arch 为 Macbook 显示屏载入这个色彩配置文件。

如果你在用 Gnome 或 KDE 可以点点鼠标去载入。如果像我一样没有桌面系统，就按照这个文档来。先从 AUR 安装 xiccd 并找一个窗口启动服务。

pacaur -S xiccd
xiccd

拔掉所有外接显示器，在另一个窗口中查看当前设备，记下来 Device ID：

colormgr get-devices

在 Displays 下找到对应的 .icc 文件，我这里 .icc 文件名上的 MD5 和 Metadata 的 OutputEdidMd5 是一致的。然后找到这个 .icc 的 Profile ID：

colormgr get-profiles

然后把 Device 和 Profile 关联起来：

# colormgr device-add-profile <device id> <profile id>
colormgr device-add-profile 'xrandr-Color LCD' icc-71f188d0fa2fb78f31a52c112efbbe9e
colormgr device-make-profile-default 'xrandr-Color LCD' icc-71f188d0fa2fb78f31a52c112efbbe9e

最后通过 /etc/xdg/autostart/xiccd.desktop 文件让 xiccd 随着 X 启动。