前言

从manjaro的U盘启动设置开始，介绍manjaro系统的整个安装、配置过程

制作启动U盘

在这里顺便介绍一些系统启动、磁盘分区的相关基础知识，最后根据这些知识，完成启动u盘的安装

系统启动

系统启动，本质上是识别并读取存储上的数据信息，并完成操作系统的加载，最后将计算机的控制权转交给操作系统。
因此，系统启动的过程，即首先区分存储(往往是硬盘或U盘)的分区，其次执行启动分区的代码，完成系统分区中的操作系统加载，最后将计算机的控制权转交即可。。
就目前来说，系统启动有两种常用的模式——Legacy mode和UEFI mode

Legacy mode(BIOS/MBR)

Legacy mode，即通过MBR/BIOS进行引导的传统模式。BIOS只能识别设备，无法识别分区和文件信息。因此对应的引导的流程如下：

  • 从ROM执行BIOS代码进行自检
  • 读取主引导记录(MBR) ：即按照指定的设备顺序，读取设备的第一个扇区
    1. 如果其最后两个字节为55AAH，则读入该扇区，该扇区中包含设备的分区信息。之后将计算机控制权交给该主引导扇区的引导程序即可。
    2. 如果不相等，则继续尝试其他设备

这里借鉴知乎前辈的图，给出主引导扇区的格式

主引导扇区格式.png

上面的图片很清晰的说明了Legacy mode下区分存储分区的方式，则当读入主引导分区并将计算机控制权交给引导程序后，可以获取分区情况，从而可以继续载入启动分区的代码，最终加载系统分区中的操作系统。这里同样借用知乎前辈的图如下所示

Legacy mode启动过程

UEFI mode(UEFI/GPT)

UEFI mode，实际上是Legacy mode的替代品。与Legacy mode不同的是，UEFI mode不仅可以识别设备，其同时可以识别ROM、分区表和文件系统。因此对应的引导流程如下：

  • 运行ROM中的Pre-EFI初始化模块进行自检
  • 加载位于ROM中的DXE(Driver Execution Environment)
    1. 枚举并加载位于各个设备ROM中的设备驱动，从而可以识别所有的设备信息
    2. 对磁盘设备，使用ROM中驱动识别磁盘上的MBR或GPT(GUID Partition Table)分区表，从而获取磁盘的分区信息
    3. 对于每个分区，使用ROM或EFI系统分区中的文件系统驱动，从而完成分区中文件系统的加载。
  • 将计算机控制权交给EFI系统分区的引导程序即可

实际上MBR和GPT都从磁盘的第一个扇区开始，其中GPT分区表的格式如所示

gpt分区表格式

可以看到，如果主板不支持UEFI，则其还是可以通过PMBR结构，实现类似于Legacy mode的引导；否则，其通过Partition Table，完成分区的识别，从而通过文件系统驱动，获取ESP分区的指定引导程序并完成引导，如下所示

uefi-mode

总结

这里再说一下个人的理解——实际上Legacy mode和UEFI mode本质没有区别，都是加载引导程序，从而去引导操作系统的加载。其区别在于

  • ROM中的BIOS无法识别设备上的分区、文件等数据。因此将引导程序放在主引导扇区的固定位置，则BIOS将计算机的控制权转交给该引导程序。而引导程序可以通过读取设备的mbr分区表，完成操作系统的加载
  • ROM中的UEFI有相关的驱动，因此其可以识别分区、文件等数据。因此其通过读取设备的gpt分区表，完成操作系统的加载，在此之前无须转交计算机控制权。

制作manjaro启动U盘

这里我们分别构造适用于Legacy mode引导和适用于UEFI mode引导的manjaro启动u盘

适用于Legacy mode引导

  • 首先，按照前面的分析，我们在磁盘上创建MBR分区表，实现磁盘的分区
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sudo fdisk /dev/sdX

Command (m for help): o

Command (m for help): n
Partition type
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1): 
First sector (2048-15646719, default 2048): 
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-15646719, default 15646719):

Command (m for help): a
Selected partition 1
The bootable flag on partition 1 is enabled now.

Command (m for help): w


sudo mkfs.vfat -F32 /dev/sdXn
  • 接着，向系统分区写入相关的操作系统数据
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sudo pacman -S grub

sudo mkdir -p /mnt/{iso,usb}
sudo mount -o loop manjaro-kde-21.0.5-210519-linux510.iso /mnt/iso
sudo mount /dev/sdXn /mnt/usb
sudo cp -a /mnt/iso/. /mnt/usb/
sudo umount /mnt/*
  • 最后，将引导程序写入主引导扇区并完成其他设置即可
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sudo grub-install --target=i386-pc --boot-directory=/mnt/usb/boot /dev/sdX

这里由于manjaro镜像中已经有相关的配置文件boot/grub/grub.cfg，因此不需要在配置。此时，已经完成适用于Legacy mode的启动u盘

适用于UEFI mode引导

由于UEFI mode会替代Legacy mode引导模式，因此这里同样给出适用于UEFI mode的引导

  • 首先，我们在磁盘上创建gpt分区表，实现磁盘的分区。这里需要说明的是，UEFI mode引导，其会在EFI分区(EFI system partition)中查找引导程序，因此一定需要有EFI分区/ESP
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sudo fdisk /dev/sdX

Command (m for help): g                        

Command (m for help): n
Partition number (1-128, default 1): 
First sector (2048-15646686, default 2048): 
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-15646686, default 15646686): 

Command (m for help): t
Selected partition 1
Partition type or alias (type L to list all): 1
Changed type of partition 'Linux filesystem' to 'EFI System'.


Command (m for help): w

sudo mkfs.vfat -F32 /dev/sdXn
  • 接着，向EFI分区中写入操作系统相关数据
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sudo mkdir -p /mnt/{iso,usb}

sudo mount /dev/sdXn /mnt/usb
sudo mount -o loop manjaro-kde-21.0.5-210519-linux510.iso /mnt/iso
sudo cp -a /mnt/iso/. /mnt/usb
sudo umount /mnt/iso
  • 最后，将引导程序写入EFI分区，并完成相关的配置即可
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sudo grub-install --removable --no-floppy --target=x86_64-efi --boot-directory=/mnt/usb/boot --efi-directory=/mnt/usb

sudo umount /mnt/usb

这里由于manjaro镜像中已经有相关的配置文件boot/grub/grub.cfg，因此不需要在配置grub。此时，已经完成适用于UEFI mode的启动u盘

系统配置

换源

在konsole中输入如下bash命令

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sudo pacman-mirrors -i -c China -m rank && sudo pacman -Syy

然后从弹出的框中选择一个最好的源即可

安装yay

manjaro除了pacman以外，yay同样是重要的一个软件安装途径，如下进行安装和设置

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sudo pacman -S yay && yay --aururl "https://aur.tuna.tsinghua.edu.cn" --save

yay镜像有连接次数限制，因此有时需要恢复成原始资源网站，即
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yay --aururl "https://aur.archlinux.org" --save

安装neovim

使用neovim作为系统的文本编辑器，在终端输入如下命令

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sudo pacman -S neovim xsel && sudo ln -sf /usr/bin/nvim /usr/bin/vi && mkdir ~/.config/nvim && /bin/bash -c 'echo "set clipboard+=unnamedplus\nlet g:python_recommended_style = 0" > ~/.config/nvim/init.vim'

分辨率

系统dpi

点击屏幕左下角的application launcher，或者点击Win建，打开System Settings，选择Display Configuration选项，通过设置Resolution和Global scale完成系统分辨率和DPI的设置
系统dpi设置

字体dpi

点击屏幕左下角的application launcher，或者点击Win建，打开System Settings，选择Appearance => fonts选项，通过设置General、Fixed width、Small、Toolbar、Menu和Window title以及Force font DPI，完成系统中字体DPI的设置
字体dpi设置

登录窗口dpi

即manajaro登录界面的dpi，这里通过编辑sddm的设置文件——即\etc\sddm.conf完成，添加或修改如下项的值

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[Wayland]
EnableHiDPI=true

[X11]
EnableHiDPI=true
ServerArguments=-nolisten tcp -dpi 192

安装输入法

下载输入法

在konsole中执行如下bash命令

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sudo pacman -S fcitx5-im fcitx5-rime

通过 ~/.pam_environment 配置环境变量，写入如下内容

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GTK_IM_MODULE DEFAULT=fcitx
QT_IM_MODULE  DEFAULT=fcitx
XMODIFIERS    DEFAULT=@im=fcitx
INPUT_METHOD  DEFAULT=fcitx
SDL_IM_MODULE DEFAULT=fcitx


然后重启更新计算机环境

配置输入法

点击右下角菜单栏的键盘托盘图标，点击设置，添加rime输入法
配置输入法
首先创建~/.local/share/fcitx5/rime/default.custom.yaml，并输入如下内容

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patch:
  schema_list:
    - schema: luna_pinyin_simp

接着创建~/.local/share/fcitx5/rime/luna_pinyin_simp.custom.yaml，并输入如下内容
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patch:
  switches:
    - name: ascii_mode
      reset: 1
      states: ["中文", "西文"]
    - name: full_shape
      reset: 0
      states: ["半角", "全角"]
    - name: zh_simp
      reset: 1
      states: ["繁體", "简体"]
      
  recognizer/patterns:
    reverse_lookup: "[a-z]*'?$"
    
  punctuator/half_shape:
    "," : "，"
    "." : "。"
    "<" : "《"
    ">" : ">"
    "/" : "/"
    "?" : "?"
    ";" : ";"
    ":" : ":"
    "\"" : "\""
    "\\": "、"
    "|" : "|"
    "`" : "`"
    "~" : "~"
    "!" : "!"
    "@" : "@"
    "#" : "#"
    "%" : "%"
    "$" : "$"
    "^" : "^"
    "&" : "&"
    "*" : "*"
    "(" : "("
    ")" : ")"
    "-" : "-"
    '_' : ——
    "+" : "+"
    "=" : "="
    "[" : "["
    "]" : "]"
    "{" : "{"
    "}" : "}"

创建~/.config/fcitx5/conf/classicui.conf，并输入如下内容调整输入框的字体设置

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# 按屏幕 DPI 使用
PerScreenDPI=True

# Font (设置成你喜欢的字体)
Font="Noto Sans Regular 13"

然后切换至rime输入法，随便输入相关信息，并输入 ctrl + ~，切换至 朙月拼音·简化字输入法。最后，点击右下角菜单栏的键盘托盘图标，选择deploy重新部署rime输入法。
然后重启更新计算机环境。
最后点击右下角菜单栏的键盘托盘图标，点击设置，删除Keyboard-English(US)输入法即可

设置konsole

关闭yakuake

即点击屏幕左下角的application launcher，或者点击Win建，打开System Settings，选择Workspace => Startup and Shutdown => Autostart选项，删除yakuake项。
关闭yakuake

设置快捷键

即点击屏幕左下角的application launcher，或者点击Win建，打开System Settings，选择Workspace => Shortcuts => Shortcuts选项，点击 Add Application选项，添加konsole，并设置相关的快捷键即可。
设置konsole快捷键

设置字体

打开konsole，在界面上方的Settings => Edit Current Profile，选择Appearance，在Font对应字段进行设置即可
设置konsole字体

设置护眼

这里使用跨平台的Stretchly软件，进行定时的息屏休息功能

安装Stretchly

首先在链接中，下载Stretchly-[version].pacman文件

在konsole中执行如下bash命令，完成软件的安装

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sudo pacman -U $(ls | grep "Stretchly")

配置Stretchly

首先，设置其为自动启动程序，即点击屏幕左下角的application launcher，或者点击Win建，打开System Settings，选择Workspace => Startup and Shutdown => Autostart选项，添加Stretchly项。

设置stretchly自动启动

接着启动Stretchly，完成软件的设置即可。即点击屏幕左下角的application launcher，或者点击Win建，在搜索框输入Stretchly，然后点击软件即可。之后按照软件的引导，完成相关的配置即可

启动stretchly

设置python

安装python3

系统已经默认安装

安装pip3

系统已经默认安装

安装python2

在konsole中执行如下bash命令

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sudo pacman -S python2

安装pip2

在konsole中执行如下bash命令

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sudo pacman -S python2-pip

配置pip

在konsole中执行如下bash命令

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python2 -m pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pip -U && python2 -m pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

python3 -m pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pip -U && python3 -m pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

有时python的pip会出现相关的错误信息，则执行如下命令重新安装pip

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wget --no-check-certificate https://bootstrap.pypa.io/pip/$(python2 -V 2>&1 | sed 's/\./ /g' | awk '{printf("%s.%s", $2, $3)}')/get-pip.py && python2 get-pip.py && rm -rf get-pip.py && python2 -m pip install pathlib2


wget --no-check-certificate https://bootstrap.pypa.io/pip/$(python3 -V 2>&1 | sed 's/\./ /g' | awk '{printf("%s.%s", $2, $3)}')/get-pip.py -O get-pip3.py && python3 get-pip3.py && rm -rf get-pip3.py

然后再执行上述的命令即可

设置C/C++

在konsole中执行如下bash命令

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sudo pacman -S gcc

设置Java

在konsole中执行如下bash命令

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sudo pacman -S jdk11-openjdk

设置Git

安装git

在终端下执行如下命令继续安装

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sudo pacman -S git

初始化用户信息

在konsole中执行如下bash命令，其中相关的参数填写git的系统设置即可

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git config --global user.name "hawk" && git config --global user.email 18801353760@163.com && git config --global core.quotepath false && git config --global core.editor "code --wait"

导出公、私钥

首先，如果没有相关的公、私钥，可以参考帮助链接，生成自己的公、私钥

这里将公、私钥进行压缩，并进行加密处理，在konsole中执行如下bash命令

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read -s -p "Password: " passwd

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rm -rf ssh.zip && zip -P ${passwd} ssh.zip -jr ~/.ssh

导入公、私钥

即导入上述导出的公、私钥，这里给出我自己的加密后的公、私钥
然后对文件首先进行解密处理，最后解压缩即可，在konsole中执行如下bash命令

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read -s -p "Password: " passwd

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mkdir -p ~/.ssh && unzip -P ${passwd} ssh.zip -d ~/.ssh

设置v2ray代理

这里通过安装clash，实现代理上网

下载clash代理

在终端执行如下命令，安装clash软件

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sudo pacman -S clash

设置clash代理

clash需要yaml格式的config文件，从而完成设置。
我们可以将给定的文件放置在~/.config/clash目录下。如果给的是一个订阅链接，则我们首先根据链接，将设置文件下载下来，然后重命名后放置在~/.config/clash目录下即可

然后，我们通过如下命令，启用指定配置文件的clash

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clash -f /path/to/config

此时，我们可以登录http://clash.razord.top/网站，进行进一步的设置，如下所示
clash的网页设置
我们只需要将http代理端口和Socks5代理端口特别关注以下即可，然后点击菜单中的代理选项，进行代理即可

配置firefox和proxychains

大部分时候，打开clash，可以实现数据走系统代理
但是类似于firefox、命令行等的数据并不走系统代理，因此需要单独进行设置。

对于firefox来说，通过在Network Settings的proxy即可，如下所示
firefox代理设置

其中，对应的端口是clash监听的本地http端口即可

而对于命令行来说，可以通过设置proxychains完成相关的代理
首先执行如下命令完成代理

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sudo pacman -S proxychians

接着，需要修改全局代理链，将/etc/proxychains.conf文件的代理修改如下

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[ProxyList]
socks5  127.0.0.1 8888

上述端口为clash中监听的本地socks5端口即可
之后，通过proxychains -q [待执行命令]，完成代理

设置QEMU

qemu是一个广泛使用的开源计算机模拟器和虚拟机

因此，这里使用qemu提供manjaro上的虚拟机功能

安装qemu

这里安装qemu相关的依赖和功能软件包

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sudo pacman -S qemu ovmf bridge-utils vde2 dnsmasq ebtables openbsd-netcat

软件包 功能
ovmf UEFI支持
bridge-utils 网络桥接支持
vde2 以太网支持
dnsmasq ebtables NAT/DHCP网络
openbsd-netcat ssh连接虚拟机支持

安装图形化前端管理

这里选择virt-manager作为管理KVM虚拟机的前端。而virt-manager依赖于libvirt的提供的接口，因此安装virt-manager及其依赖

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sudo pacman -S virt-manager virt-viewer libvirt

然后启动libvirtd服务，并将网络设置为自动启动即可

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sudo systemctl enable libvirtd
sudo systemctl start libvirtd

sudo virsh net-autostart default

配置win10虚拟机

下载win10ISO文件

前往ITELLYOU，下载官方win10的ISO镜像文件

下载virtio-win驱动

为了提高虚拟机性能，虚拟机会使用virtIO技术，而windows客户机需要手动安装该驱动

首先，点击链接下载相关驱动

启动virt-manager

执行如下命令启动virt-manager管理程序

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sudo virt-manager

启动virt-manager

新建虚拟机

在virt-manager界面的上方菜单，点击最左侧的创建新的虚拟机按钮
点击创建新的虚拟机按钮

选择从本地镜像安装，x86_64架构，点击右下角Forward下一步
选择镜像界面

点击该界面上方的Browse界面，选择ISO位置，界面如下所示
管理存储池界面

这里选择右下角第一个Browse Local，选择前面下载的win10的ISO镜像即可
选择win10镜像

该界面下方取消自动检测系统，直接选择windows10系统
选择操作系统为win10

点击右下角的Forward下一步，设置内存和CPU信息
设置内存和CPU

点击右下角的Forward下一步，设置磁盘信息
设置虚拟机磁盘

点击右下角的Forward下一步，选择在启动前编辑选项
在启动前编辑虚拟机

点击右下角的Finish，进入虚拟机的编辑界面，完成相关的编辑
虚拟机编辑界面

在这里添加另一个CDROM设置，其文件是前面下载的Virtio驱动文件，如下所示
添加Virtio驱动CDROM

完成编辑后，点击右上角的Begin Installation，完成虚拟机的安装

这里特别说明的是，当进行到你想将Windows安装在哪里时，其无法显示磁盘信息，如下所示
未加载Virtio驱动程序

点击左下角加载驱动程序，选择相关的驱动程序安装即可
安装Virtio驱动程序

配置VirtIO guest tools

为了启用主机和虚拟机之间的剪切板共享，需要在虚拟机中安装VirtIO guest tools，点击https://www.spice-space.org/download/binaries/spice-guest-tools/下载安装即可

异常处理

Failed to start Load/Save Screen Backlight Brightness of backlight:acpi_video0

这里实际上系统使用了两种服务保存并载入背光设置，一个为systemd-backlight@backlight:acpi_video0；另一个为systemd-backlight@backlight:amdgpu_b10。对于AMD集显来说，第一个出错，会使用第二种设置，则直接mask掉第一个服务即可，在konsole中执行如下bash命令

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sudo systemctl mask systemd-backlight@backlight:acpi_video0