ARM设备安装Arch Linux ARM系统完全指南从准备工作到配置完成的全过程详解包含常见问题解决和性能优化技巧适合新手和进阶用户

1. 引言

Arch Linux ARM是专为ARM设备设计的Arch Linux变体，它继承了标准Arch Linux的KISS（Keep It Simple, Stupid）哲学和滚动更新模式。与标准Arch Linux不同，Arch Linux ARM专门针对ARM架构进行了优化，支持各种ARM设备，包括Raspberry Pi、ODROID、BeagleBone等单板计算机，以及一些ARM架构的Chromebook、平板电脑和其他嵌入式设备。

Arch Linux ARM的主要优势在于其轻量级、高度可定制性和最新的软件包。这使得它非常适合喜欢掌控系统的用户，以及需要在ARM设备上获得最佳性能的开发者和爱好者。

本指南将带您完成从准备到最终配置的全过程，无论您是Linux新手还是经验丰富的用户，都能从中找到有用的信息。

2. 准备工作

2.1 硬件要求

在开始安装之前，请确保您具备以下硬件：

ARM设备（如Raspberry Pi、ODROID、BeagleBone等）
足够容量的SD卡或eMMC模块（建议至少16GB，根据您的需求可能需要更大）
稳定的电源供应
网络连接（以太网或Wi-Fi）
对于没有HDMI输出的设备，可能需要串行控制台电缆

2.2 软件要求

您需要准备以下软件：

一台运行Linux、macOS或Windows的主机电脑
SD卡读卡器（如果使用SD卡）
终端访问（Linux/macOS自带，Windows用户可使用WSL或PuTTY）
下载Arch Linux ARM镜像

2.3 数据备份

在开始之前，请务必备份SD卡或eMMC上的所有重要数据，因为安装过程会完全擦除存储设备。

2.4 获取Arch Linux ARM镜像

访问Arch Linux ARM官方网站，找到适合您设备的镜像。不同设备有不同的镜像，因此请确保选择正确的版本。

对于Raspberry Pi，您可以在网站上找到专门的Raspberry Pi部分。对于其他设备，请查看平台列表。

下载适合您设备的镜像文件。通常，这些文件是压缩的tar包（.tar.gz格式）。

3. 安装过程

3.1 连接存储设备

将SD卡插入读卡器并连接到您的主机电脑，或者如果是eMMC模块，请按照设备制造商的说明将其连接到电脑。

3.2 确定存储设备

在Linux或macOS上，使用以下命令确定存储设备：

lsblk

在Windows上，您可以使用磁盘管理工具或DiskPart来确定驱动器号。

注意：请务必正确识别您的SD卡或eMMC设备，错误的选择可能会导致您的主机系统数据丢失。

3.3 分区方案

对于大多数ARM设备，我们建议使用以下分区方案：

引导分区（FAT32，约100-200MB）
根分区（ext4，剩余空间）

以下是使用fdisk进行分区的示例（假设设备是/dev/sdx）：

# 删除现有分区 sudo fdisk /dev/sdx Command (m for help): o Created a new DOS disklabel with disk identifier 0x12345678. # 创建引导分区 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): 1 First sector (2048-15523839, default 2048): 2048 Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-15523839, default 15523839): +200M Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 200 MiB. # 设置引导分区类型为FAT32 Command (m for help): t Selected partition 1 Hex code (type L to list all codes): c Changed type of partition 'Linux' to 'W95 FAT32 (LBA)'. # 创建根分区 Command (m for help): n Partition type p primary (1 primary, 0 extended, 3 free) e extended (container for logical partitions) Select (default p): p Partition number (2-4, default 2): 2 First sector (411648-15523839, default 411648): Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (411648-15523839, default 15523839): Created a new partition 2 of type 'Linux' and of size 7.4 GiB. # 保存并退出 Command (m for help): w The partition table has been altered. Calling ioctl() to re-read partition table. Syncing disks.

3.4 格式化分区

接下来，我们需要格式化刚创建的分区：

# 格式化引导分区为FAT32 sudo mkfs.vfat -F32 /dev/sdx1 # 格式化根分区为ext4 sudo mkfs.ext4 /dev/sdx2

3.5 挂载分区

创建挂载点并挂载分区：

# 创建挂载点 sudo mkdir -p /mnt/arch # 挂载根分区 sudo mount /dev/sdx2 /mnt/arch # 创建引导分区挂载点 sudo mkdir /mnt/arch/boot # 挂载引导分区 sudo mount /dev/sdx1 /mnt/arch/boot

3.6 安装基础系统

现在，我们将下载的Arch Linux ARM镜像解压到根分区：

# 解压镜像到根分区 sudo tar -xpf archlinuxarm-<device>-latest.tar.gz -C /mnt/arch # 同步文件系统 sync

3.7 配置引导加载程序

根据您的设备，引导加载程序的配置可能有所不同。以下是针对Raspberry Pi的配置示例：

# 编辑config.txt文件（如果存在） sudo nano /mnt/arch/boot/config.txt # 添加或修改以下参数 # 启用HDMI安全模式 hdmi_safe=1 # 设置GPU内存分配 gpu_mem=256 # 保存并退出

对于其他设备，请参考Arch Linux ARM网站上特定设备的说明。

3.8 卸载分区

安装完成后，卸载分区：

sudo umount /mnt/arch/boot sudo umount /mnt/arch

现在，您可以将SD卡或eMMC模块插入ARM设备并启动它。

4. 基础配置

4.1 首次启动

将SD卡或eMMC模块插入ARM设备，连接电源和网络，然后启动设备。

对于首次启动，建议使用串行控制台或连接键盘和显示器进行配置。

4.2 登录系统

默认情况下，Arch Linux ARM使用以下凭据：

用户名：alarm
密码：alarm

以及root账户：

用户名：root
密码：root

首次登录后，立即更改默认密码：

# 更改alarm用户密码 passwd # 切换到root用户 su # 更改root密码 passwd

4.3 网络设置

4.3.1 有线网络

大多数ARM设备会自动配置有线网络。您可以使用以下命令检查网络状态：

ip a

如果网络未自动配置，您可以使用systemd-networkd：

# 创建网络配置文件 nano /etc/systemd/network/eth0.network # 添加以下内容 [Match] Name=eth0 [Network] DHCP=yes # 保存并退出 # 启用并启动systemd-networkd systemctl enable systemd-networkd systemctl start systemd-networkd

4.3.2 无线网络

对于Wi-Fi连接，使用wpa_supplicant：

# 安装wpa_supplicant pacman -S wpa_supplicant # 创建WPA配置文件 wpa_passphrase "你的SSID" "你的密码" > /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf # 启用wpa_supplicant服务 systemctl enable wpa_supplicant@wlan0 systemctl start wpa_supplicant@wlan0

4.4 更新系统

安装完成后，首先更新系统：

# 同步软件包数据库并更新系统 pacman -Syu # 如果需要，重新启动以应用更新 reboot

4.5 本地化和时区设置

4.5.1 设置时区

# 列出可用的时区 timedatectl list-timezones # 设置时区（例如，设置为上海） timedatectl set-timezone Asia/Shanghai

4.5.2 本地化设置

编辑locale.gen文件：

nano /etc/locale.gen

取消注释您需要的语言环境（例如，en_US.UTF-8和zh_CN.UTF-8）：

en_US.UTF-8 UTF-8 zh_CN.UTF-8 UTF-8

保存并退出，然后生成语言环境：

locale-gen

创建locale.conf文件：

echo "LANG=en_US.UTF-8" > /etc/locale.conf

4.5.3 设置主机名

# 设置主机名 hostnamectl set-hostname myarcharm # 编辑hosts文件 nano /etc/hosts # 添加以下内容（将myarcharm替换为您的主机名） 127.0.0.1 localhost ::1 localhost 127.0.1.1 myarcharm.localdomain myarcharm

4.6 创建新用户

建议创建一个新的日常用户，而不是直接使用root账户：

# 创建新用户（例如，创建名为arch的用户） useradd -m -G wheel -s /bin/bash arch # 设置用户密码 passwd arch

然后，编辑sudoers文件以允许新用户使用sudo：

# 安装sudo pacman -S sudo # 编辑sudoers文件 EDITOR=nano visudo

取消注释以下行：

%wheel ALL=(ALL) ALL

保存并退出。

5. 桌面环境安装

如果您需要图形界面，可以安装桌面环境。以下是安装Xfce桌面的示例：

5.1 安装Xorg服务器

pacman -S xorg-server xorg-xinit xorg-utils xorg-server-utils

5.2 安装显卡驱动

根据您的设备，安装相应的显卡驱动：

# 对于使用VideoCore VI的设备（如Raspberry Pi 4） pacman -S mesa-libgl libva-vdpau-driver # 对于使用Mali的设备 pacman -S libgl-mesa on-udev

5.3 安装桌面环境

# 安装Xfce pacman -S xfce4 xfce4-goodies # 安装显示管理器（例如LightDM） pacman -S lightdm lightdm-gtk-greeter # 启用显示管理器 systemctl enable lightdm

5.4 安装字体和其他实用工具

# 安装字体 pacman -S ttf-dejavu ttf-liberation noto-fonts # 安装网络管理器 pacman -S network-manager-applet systemctl enable NetworkManager systemctl start NetworkManager

5.5 启动桌面环境

安装完成后，重新启动系统：

reboot

系统应该会自动启动到图形登录界面。

6. 常见问题解决

6.1 启动问题

6.1.1 设备无法启动

如果设备无法启动，请检查以下几点：

确保SD卡或eMMC正确插入
检查电源供应是否稳定
验证引导分区是否正确格式化为FAT32
检查config.txt或其他引导配置文件是否正确

6.1.2 引导错误

如果看到引导错误消息，请尝试：

检查引导分区上的文件是否完整
确保u-boot.img或其他引导文件位于正确位置
对于Raspberry Pi，检查start.elf和bootcode.bin是否存在

6.2 网络连接问题

6.2.1 有线网络不工作

# 检查网络接口 ip a # 如果接口未启动，尝试启动它 ip link set eth0 up # 检查系统日志 journalctl -u systemd-networkd

6.2.2 Wi-Fi连接问题

# 检查Wi-Fi接口 ip a # 检查wpa_supplicant状态 systemctl status wpa_supplicant@wlan0 # 查看wpa_supplicant日志 journalctl -u wpa_supplicant@wlan0

6.3 软件安装问题

6.3.1 GPG密钥错误

如果遇到GPG密钥错误，尝试：

# 初始化pacman密钥环 pacman-key --init pacman-key --populate archlinuxarm # 刷新密钥 pacman-key --refresh-keys

6.3.2 软件包冲突

如果遇到软件包冲突，尝试：

# 清理包缓存 pacman -Scc # 更新系统 pacman -Syu --overwrite "*"

6.4 硬件兼容性问题

6.4.1 USB设备不识别

# 检查USB设备 lsusb # 检查内核日志 dmesg | grep usb

6.4.2 音频问题

# 检查音频设备 aplay -l # 设置默认音频设备 nano /etc/asound.conf

添加以下内容（根据您的设备调整）：

defaults.pcm.card 0 defaults.pcm.device 0 defaults.ctl.card 0

7. 性能优化

7.1 系统服务优化

禁用不必要的服务可以释放系统资源：

# 列出已启用的服务 systemctl list-unit-files --state=enabled # 禁用不必要的服务 sudo systemctl disable bluetooth.service # 如果不需要蓝牙 sudo systemctl disable cups.service # 如果不需要打印

7.2 文件系统优化

7.2.1 使用tmpfs挂载临时目录

编辑/etc/fstab文件：

nano /etc/fstab

添加以下内容：

tmpfs /tmp tmpfs defaults,noatime,mode=1777 0 0 tmpfs /var/log tmpfs defaults,noatime,mode=0755 0 0 tmpfs /var/tmp tmpfs defaults,noatime,mode=1777 0 0

7.2.2 启用TRIM（如果使用SSD）

# 启用fstrim定时器 systemctl enable fstrim.timer systemctl start fstrim.timer

7.3 内存管理优化

7.3.1 配置zswap

编辑/etc/default/grub文件：

nano /etc/default/grub

修改GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT行，添加zswap.enabled=1：

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet zswap.enabled=1"

然后更新GRUB：

grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

7.3.2 调整swappiness

# 检查当前swappiness值 cat /proc/sys/vm/swappiness # 临时调整swappiness值（例如，设置为10） sysctl vm.swappiness=10 # 永久调整swappiness值 echo "vm.swappiness=10" > /etc/sysctl.d/99-swappiness.conf

7.4 CPU性能调整

7.4.1 安装cpufrequtils

pacman -S cpufrequtils

7.4.2 设置CPU调节器

编辑/etc/default/cpufrequtils文件：

nano /etc/default/cpufrequtils

设置GOVERNOR为”ondemand”或”performance”：

GOVERNOR="ondemand"

启用并启动cpufrequtils服务：

systemctl enable cpufrequtils systemctl start cpufrequtils

7.5 使用优化编译的软件包

Arch Linux ARM社区提供了一些优化编译的软件包，可以提高性能。您可以添加相应的软件源：

nano /etc/pacman.conf

添加以下内容（以Raspberry Pi 4为例）：

[alarm] Include = /etc/pacman.d/mirrorlist [aur] Include = /etc/pacman.d/mirrorlist

然后更新系统：

pacman -Syu

8. 进阶配置

8.1 自定义内核编译

如果您需要自定义内核以支持特定硬件或优化性能，可以按照以下步骤编译自定义内核：

# 安装必要的工具 pacman -S base-devel git bc kmod libelf # 获取内核源代码 git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/linux # 进入源代码目录 cd linux # 配置内核（使用现有配置作为起点） make ARCH=arm bcmrpi_defconfig # 适用于Raspberry Pi 1/Zero # 或者 make ARCH=arm bcm2709_defconfig # 适用于Raspberry Pi 2/3 # 或者 make ARCH=arm64 bcm2711_defconfig # 适用于Raspberry Pi 4 # 自定义配置（可选） make ARCH=arm menuconfig # 适用于ARMv6/ARMv7 # 或者 make ARCH=arm64 menuconfig # 适用于ARMv8 # 编译内核 make -j$(nproc) ARCH=arm zImage modules dtbs # 适用于ARMv6/ARMv7 # 或者 make -j$(nproc) ARCH=arm64 Image modules dtbs # 适用于ARMv8 # 安装模块 sudo make ARCH=arm modules_install # 适用于ARMv6/ARMv7 # 或者 sudo make ARCH=arm64 modules_install # 适用于ARMv8 # 安装内核和设备树 sudo cp arch/arm/boot/zImage /boot/kernel.img # 适用于ARMv6/ARMv7 # 或者 sudo cp arch/arm64/boot/Image /boot/kernel8.img # 适用于ARMv8 sudo cp arch/arm/boot/dts/*.dtb /boot/ sudo cp arch/arm/boot/dts/overlays/*.dtb* /boot/overlays/ sudo cp arch/arm/boot/dts/overlays/README /boot/overlays/

8.2 安全设置

8.2.1 配置防火墙

# 安装ufw pacman -S ufw # 启用ufw systemctl enable ufw systemctl start ufw # 设置默认策略 ufw default deny incoming ufw default allow outgoing # 允许必要的端口 ufw allow ssh ufw allow http ufw allow https # 启用防火墙 ufw enable

8.2.2 禁用root登录

# 编辑SSH配置 nano /etc/ssh/sshd_config # 修改PermitRootLogin为no PermitRootLogin no # 重启SSH服务 systemctl restart sshd

8.3 自动化脚本

创建自定义脚本来自动化常见任务：

# 创建脚本目录 mkdir -p ~/bin # 创建系统更新脚本 nano ~/bin/update-system

添加以下内容：

#!/bin/bash # 系统更新脚本 echo "开始更新系统..." sudo pacman -Syu echo "清理包缓存..." sudo pacman -Scc echo "更新完成！"

使脚本可执行：

chmod +x ~/bin/update-system

8.4 备份策略

8.4.1 使用rsync进行备份

# 安装rsync pacman -S rsync # 创建备份脚本 nano ~/bin/backup

添加以下内容：

#!/bin/bash # 备份脚本 SOURCE="/" DEST="/mnt/backup" # 创建快照目录 sudo mkdir -p $DEST/$(date +%Y%m%d) # 执行备份 sudo rsync -aAXv --exclude={"/dev/*","/proc/*","/sys/*","/tmp/*","/run/*","/mnt/*","/media/*","/lost+found"} $SOURCE $DEST/$(date +%Y%m%d) echo "备份完成！"

使脚本可执行：

chmod +x ~/bin/backup

8.4.2 使用cron自动备份

# 安装cronie pacman -S cronie # 启用并启动cronie服务 systemctl enable cronie systemctl start cronie # 编辑crontab crontab -e

添加以下内容以每天凌晨2点运行备份：

0 2 * * * /home/用户名/bin/backup

9. 总结与建议

Arch Linux ARM提供了一个轻量级、高度可定制的操作系统，特别适合ARM设备。通过本指南，您应该能够成功安装、配置和优化Arch Linux ARM系统。

9.1 使用建议

定期更新系统：Arch Linux ARM采用滚动更新模式，定期更新可以确保系统安全和稳定。
备份重要数据：定期备份您的系统和重要数据，以防意外发生。
参与社区：Arch Linux ARM有一个活跃的社区，遇到问题时可以寻求帮助。
探索AUR：Arch User Repository提供了大量额外的软件包，可以扩展系统功能。

9.2 进一步学习的资源

Arch Linux ARM官方网站
Arch Linux Wiki
Arch Linux ARM论坛
ARM设备特定指南

9.3 社区支持

如果您遇到问题或需要帮助，可以通过以下方式获取支持：

Arch Linux ARM论坛
IRC频道：#archlinux-arm on Libera.Chat
邮件列表

通过本指南，您应该能够在ARM设备上成功安装和配置Arch Linux ARM系统，并根据需要进行优化和自定义。无论您是新手还是有经验的用户，Arch Linux ARM都提供了一个强大而灵活的平台，可以满足各种需求。祝您使用愉快！