Windows 與 Arch Linux 雙系統

因作者的電腦 HDMI 電視時，Windows 顯示卡驅動程式卻無法取得最佳更新。Arch Linux 顯示卡驅動程式讓作者驚艷，大嘆好美的畫質！於是安裝雙系統。

建議先參閱 Dual boot with Windows，底下以 UEFI 模式，先 Windows 後 Arch Linux 為例。

前置作業

Windows 在 UEFI 上的限制

Arch Linux 的安裝尚不支持 Secure Boot(安全開機)，要停用
Windows 控制台的電源選項停用快速啟動(Fast Startup)與休眠(hibernation)

硬碟磁區調整

安裝 Windows UEFI systems 後有四個分區，EFI 系統磁碟分區 (ESP) 內定約 100M，但 Arch Linux 的 EFI 至少須 300M，建議 550M以上，使用 MiniTool Partition 處理(EFI 之後的 MSR分區被隱藏保護)。下圖是作者增加 D槽，並挪出空間 80.54GB 安裝 Arch Linux。如果你的 Windows 系統如下，第2分區就是 MSR(不可調整大小)

基礎安裝

以常見的 Windows UEFI systems 為例
參閱 Backup and Restore Boot Configuration Data (BCD) Store in Window 備份 Boot Configuration Data

bcdedit /export "<full path>\<file name>.bcd"

使用 DiskGenius 備份 EFI 分區，以便日後輕鬆還原 Windows 開機。
USB安裝碟開機(可參閱設置電腦用USB裝置開機)到 live environment
cfdisk /dev/sda 增加分區修改 Arch Linux Base Install - 基礎安裝的 install.txt，第 127行至 130行成為

#mkfs.fat -F32 /dev/sda1
mkfs.ext4 -F /dev/sda5
mount /dev/sda5 /mnt
mount --mkdir /dev/sda2 /mnt/boot

新的 install.txt 如下

#!/bin/bash
#-------------------------------------------------------------------------------
#Created by helmuthdu mailto: helmuthdu[at]gmail[dot]com
#-------------------------------------------------------------------------------
#This program is free software: you can redistribute it and/or modify
#it under the terms of the GNU General Public License.
#-------------------------------------------------------------------------------
# Modified for ArchBang by Mr Green mrgreen(at)archbang(dot)org
# Modified by chuanjang(at)gmail(dot)com

#Usage: 
#pacman -Sy wget
#wget https://diii.neocities.org/install.txt
#nano install.txt OR vim install.txt
#sh install.txt

  # COLORS
  Bold=$(tput bold)
  Underline=$(tput sgr 0 1)
  Reset=$(tput sgr0)
  # Regular Colors
  Red=$(tput setaf 1)
  Green=$(tput setaf 2)
  Yellow=$(tput setaf 3)
  Blue=$(tput setaf 4)
  Purple=$(tput setaf 5)
  Cyan=$(tput setaf 6)
  White=$(tput setaf 7)
  # Bold
  BRed=${Bold}$(tput setaf 1)
  BGreen=${Bold}$(tput setaf 2)
  BYellow=${Bold}$(tput setaf 3)
  BBlue=${Bold}$(tput setaf 4)
  BPurple=${Bold}$(tput setaf 5)
  BCyan=${Bold}$(tput setaf 6)
  BWhite=${Bold}$(tput setaf 7)

  arch_chroot() { #{{{
    arch-chroot /mnt /bin/bash -c "${1}"
  }
  #}}}
  check_root() { #{{{
    if [[ "$(id -u)" != "0" ]]; then
      error_msg "ERROR! You must execute the script as the 'root' user."
    fi
  } #}}}
  print_line() { #{{{
    printf "%$(tput cols)s\n"|tr ' ' '-'
  } #}}}
  print_title() { #{{{
    clear
    print_line
    echo -e "# ${Bold}$1${Reset}"
    print_line
    echo ""
  } #}}}
  read_input_text() { #{{{
   read -p "$1 [y/N]: " OPTION
    OPTION=`echo "$OPTION" | tr '[:upper:]' '[:lower:]'`
  } #}}}
  pause_function() { #{{{
    print_line
    read -e -sn 1 -p "Press enter to continue..."
  } #}}}
  print_warning() { #{{{
    T_COLS=`tput cols`
    echo -e "${BYellow}$1${Reset}\n" | fold -sw $(( $T_COLS - 1 ))
  } #}}}
  error_msg() { #{{{
    local _msg="${1}"
    echo -e "${_msg}"
    exit 1
  } #}}}
  
  create_new_user(){ #{{{
    print_title "CREATE USER HAVE $(tput setaf 2)SUDO $(tput sgr0)$(tput bold)PRIVILEGES"
    while [[ -z "$username"  ]]; do
      read -p "username: " username
      username=`echo $username | tr '[:upper:]' '[:lower:]'`
	  if [ -z "$username" ] ; then
        print_warning "username empty, don't create user.\n"
      fi
    done

    arch_chroot "useradd -m -g users -G wheel -s /bin/bash ${username}"
	#arch_chroot "chfn ${username}"
	arch_chroot "passwd ${username}"
	while [[ $? -ne 0 ]]; do
      arch_chroot "passwd ${username}"
    done
	
    #arch_chroot "visudo"
	arch_chroot "chmod 777 /etc/sudoers"
	arch_chroot "echo '%wheel ALL=(ALL:ALL) ALL' >> /etc/sudoers"
    arch_chroot "chmod 440 /etc/sudoers"
  } #}}}

# Verify the boot mode
if [[ -d "/sys/firmware/efi/" ]]; then
  echo -e "${Cyan}UEFI${Reset} Mode detected\n"
  UEFI=true
else
  echo -e "${Cyan}BIOS Mode${Reset} detected\n"
  UEFI=false
fi
pause_function

# Connect to the internet
ip link
# Verify connection
ping -c 1 archlinux.org
echo -e "\n${Cyan}Connection${Reset} verified"
read_input_text "Continue or not"
if [[ $OPTION != y ]]; then
  echo -e "\n\nExit"
  exit 0
fi

# Ensure the system clock is accurate:
#timedatectl

# Partition the disks. To identify these devices, use lsblk 
#fdisk /dev/sda

if $UEFI ; then
echo -e "\n${Purple}UEFI${Reset}. Format and mount\n"
#mkfs.fat -F32 /dev/sda1
mkfs.ext4 -F /dev/sda5
mount /dev/sda5 /mnt
mount --mkdir /dev/sda2 /mnt/boot
else
echo -e "\n${Purple}BIOS${Reset}. Format and mount\n"
BOOT_MNT="/dev/sda"
mkfs.ext4 -F /dev/sda1
mount /dev/sda1 /mnt 
fi

# Select the mirrors - https://archlinux.org/mirrors/status/
echo -e "\n\n"
PS3="Select ${Purple}mirror region${Reset}: "
items=("China" "Taiwan")
select item in "${items[@]}"
do
  case $REPLY in
      1) reflector --verbose --latest 10 --sort rate --country china --save /etc/pacman.d/mirrorlist
		  break
		;;
      2) reflector --verbose --latest 10 --sort rate --country taiwan --save /etc/pacman.d/mirrorlist
		break
		;;
      #$((${#items[@]}+1))) echo  -e "\n${Red}Cancel${Reset}"; break;;
      *) echo -e "Invalid option ${Red}$REPLY${Reset}";;
    esac
done

# Install essential packages and ...
pacstrap /mnt base linux linux-firmware sudo networkmanager wget nano vim dhcpcd

# Configure the system
genfstab -U /mnt >> /mnt/etc/fstab

echo -e "\n\nChange root into the new system and ..."
pause_function

#Set the time zone
#arch_chroot "ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime"
#arch_chroot "ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Taipei /etc/localtime"

#Assumes the hardware clock is set to localtime
#arch_chroot "hwclock --systohc --localtime"

#Set language  U.S. English
arch_chroot "sed -i '/#en_US.UTF-8/{s/#//}' /etc/locale.gen"
arch_chroot "locale-gen"
arch_chroot "echo 'LANG=en_US.UTF-8' > /etc/locale.conf"

#Create the hostname file
arch_chroot "echo archlinux > /etc/hostname"

# Configure mkinitcpio
arch_chroot "mkinitcpio -p linux"

echo -e "\nSet the root password"
arch_chroot "passwd"

# Enable NetworkManager
arch_chroot "systemctl enable NetworkManager"

# Enable network connect 
echo -e "\nEnable Ethernet plug in the cable\n"
arch_chroot "systemctl enable dhcpcd"

create_new_user

# Install Grub
read_input_text "Install GRUB boot loader:"
if [[ $OPTION != y ]]; then
  #arch-chroot /mnt
  echo -e "\n\n${Red}Must${Reset} install boot loader.\n"
  exit 0
fi

# Microcode must be loaded by the boot loader, Intel processors or AMD processors
arch_chroot "pacman -S intel-ucode amd-ucode --noconfirm"

arch_chroot "pacman -S grub os-prober efibootmgr  --noconfirm"
if $UEFI ; then
  arch_chroot "grub-install --target=x86_64-efi --efi-directory=/boot --bootloader-id=GRUB"
else
  arch_chroot "grub-install --target=i386-pc ${BOOT_MNT}"
fi
arch_chroot "grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg"

# Installation finished
read_input_text "Installation finished. Reboot system"
if [[ $OPTION != y ]]; then
  arch-chroot /mnt
  exit 0
fi

umount -R /mnt
reboot

exit 0

sh install.txt。完成後，重新開機。

安裝桌面

上一個步驟，GRUB 開機選單並未加入 Windows系統，安裝桌面後再處理是聰明選擇。
LXQt 桌面
Xfce 桌面
KDE 桌面

GRUB 開機選單加入 Windows系統

使用兩顆硬碟分別安裝 Windows 與 Arch Linux 時，底下操作也適用。
先建立 ~/tmp，掛載 ESP

mkdir ~/tmp
sudo mount /dev/sda2 ~/tmp

有兩種方法加入 Windows開機：
方法一：偵測其他作業系統
編輯 /etc/default/grub (sudo l3afpad /etc/default/grub) 並取消下面這一行的注釋，或在文件最後增加

GRUB_DISABLE_OS_PROBER=false

再執行

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

查看 /boot/grub/grub.cfg (sudo l3afpad /boot/grub/grub.cfg)，可得到下面這一行

menuentry 'Windows Boot Manager (on /dev/sda2)'

方法二：
參閱 UEFI/GPT 模式下安裝的 Windows 編輯

if [ "${grub_platform}" == "efi" ]; then
	menuentry "Microsoft Windows Vista/7/8/8.1 UEFI/GPT" {
		insmod part_gpt
		insmod fat
		insmod chain
		search --no-floppy --fs-uuid --set=root $hints_string $fs_uuid
		chainloader /EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
	}
fi

其中 $hints_string 和 $fs_uuid 由下述兩個命令得到

sudo grub-probe --target=fs_uuid ~/tmp/EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
1AF6-3340

sudo grub-probe --target=hints_string ~/tmp/EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
--hint-bios=hd0,gpt2 --hint-efi=hd0,gpt2 --hint-baremetal=ahci0,gpt2

因此編輯成

if [ "${grub_platform}" == "efi" ]; then
	menuentry "Microsoft Windows 10 UEFI/GPT" {
		insmod part_gpt
		insmod fat
		insmod chain
		search --no-floppy --fs-uuid --set=root --hint-bios=hd0,gpt2 --hint-efi=hd0,gpt2 --hint-baremetal=ahci0,gpt2 1AF6-3340
		chainloader /EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
	}
fi

再將上面代碼貼至 /boot/grub/grub.cfg (sudo l3afpad /boot/grub/grub.cfg)
如果於### BEGIN /etc/grub.d/10_linux ###之前加入，則開機順序 Windows 優先
如果於submenu 'Advanced之前加入，則開機順序 Arch Linux 優先
重新開機至 Windows
參閱 Backup and Restore Boot Configuration Data (BCD) Store in Window 備份 Boot Configuration Data，使用 DiskGenius 備份 EFI 分區，以便輕鬆還原 Windows 與 Arch Linux 雙系統開機。
可使用本篇基礎安裝備份的 Boot Configuration Data 及 EFI 分區，還原純 Windows 系統開機。

系統時間

參閱 Arch Linux基礎安裝重新開機與系統時間，設置 Arch Linux 系統時間與 Windows 系統時間

存取 Windows NTFS

雖然安裝桌面可使用檔案管理員(如 pcmanfm-qt)掛載 NTFS，但功能上似稍嫌不足，安裝 NTFS-3G 較優

前置作業#

Windows 在 UEFI 上的限制#

硬碟磁區調整#

基礎安裝#

安裝桌面#

GRUB 開機選單加入 Windows系統#

系統時間#

存取 Windows NTFS#