俺様サーバー構築記 - ZFSをarchisoに埋め込む(linux-lts)@VirtualBox(UEFI)

今まで「[俺様サーバー構築記 - 基本方針](https://qiita.com/katz_engineer/items/dbabcff4e14e9db2b10f)」に基づいてZFS上にArchLinuxをインストールしてきましたが、リーナス氏の傲慢ぶりに私もブチ切れました。

参考文献: [2020年1月10日　Don't use ZFS ―Linus，ZFSをマージしない姿勢をあらためて強調](https://gihyo.jp/admin/clip/01/linux_dt/202001/10)

タイトルは「マージしない」ってなってますが、内容はマージというより、今回のZFSが動かなくなっちゃった騒動に関する質疑応答です。

気持ちはわかるんですよ。現在のZFSの権利を保持しているのがOracleで、法律的に有効な許可を出さないその姿勢は、私も不気味です。それはわかるんですけどねぇ。スナップショットという極めて使い勝手の良い機能を持っているファイルシステムが btrfs と zfs しかない現状において、ZFSを平気で切り捨てて悪びれない態度はいかがなものかと。ちなみにbtrfsもOracleでしたよね。で、評判がイマイチ。

悪いのはOracleだという事も理解はしてますがね。

私が本業などで忙しくて俺様サーバー活動を休止してる間にOpenZFSの中の人達は新しいLinuxカーネルに対応した模様ですが、対応完了まで結構な日数が経過しています。状況から見て今後も似たような問題が発生する可能性は高い。滅多に無いでしょうけども、発生したらサーバーが停止します。

という訳で。今回の反省を踏まえ、LTS版Linuxカーネルを使用するarchisoを作ってみました。これがまた、一悶着ありまして。その解決の成果をまとめたのが今回の記事です。

# 参考文献

- [俺様サーバー構築記 - ZFSをarchisoに埋め込む; やり直し@VirtualBox(UEFI)](https://qiita.com/katz_engineer/items/4b15e3b83d43d152ae7a)
- [Index>>Installation>>How to build ArchISO with LTS kernel? - Forums - Archlinux](https://bbs.archlinux.org/viewtopic.php?id=246838)

# download

[Arch Linux をダウンロード](https://www.archlinux.jp/download/)のページから、適当なミラーを選択しましょう。私は何も考えずにリストの最上位 jaist.ac.jp を選択しました。テキトーに、ランダムに選ぶのが良いかも知れません。

そして今日の時点での ArchLinux インストーラー最新版をダウンロードします。今回は archlinux-2020.06.01-x86_64.iso です。

# VirtualBox

Windows10 にインストールした VirtualBox を使用し、新規作成します。
私の VirtualBox のバージョンは 6.1.10 r138449 (Qt5.6.2) でした。

なお、VirtualBoxである必要もありません。ArchLinuxを弄る手順はHyper-Vなどでも同じでしょう。

仮想マシンはごく普通の設定です。強いて言えばメモリが若干多めですかね。今時はこの程度でも普通だと思いますが。サーバにするならむしろ少ないくらいですか。
タイプ: Linux
バージョン: Arch Linux (64-bit)
メモリーサイズ: 4096MB
仮想ハードディスクを作成する
　ファイルサイズ: 100.00GB
　ハードディスクのタイプ: VDI (VirtualBox Disk Image)
　物理ハードディスクにあるストレージ: 可変サイズ

以上で作成した後、設定によって少々いじります。
システム:
　拡張機能: EFIを有効化(一部のOSのみ)
　プロセッサー数: 2
ストレージ:
　コントローラー: （ダウンロードした archlinux-2020.06.01-x86_64.iso を選択）
オーディオ: オーディオを無効にする
ネットワーク: ネットワークアダプターを有効化、割り当て=NAT （外につながれば何でも良い、ホストマシンが無線LANを使用している場合はブリッジアダプターではゲストのネットワークがうまくつながらない）

そして起動！ここからがインストールの本番です。

…が、その段階で大問題が。なぜか、起動メディアがHDDです。光学(CD/DVD)を選択しても、そっちは優先されずにHDDから起動しようとします。ゲスト作成直後ならHDDから起動不能なので、自動的にVirtualBoxの選択画面が表示されて、そこから選択できるのですが。困ったものです。EFIだからなのか、バージョンの問題か。ぐぐってもこの問題に言及した記事は見当たりませんね。もういいや。疲れたよ、パトラッシュ…

# 待つ

画面真っ黒のまま、しばらく待たされるんですよね～… 最近はマシになったようですが。マシンがパワフルになったからでしょうか。

# インストールの準備

## 署名の検証

省略します。最初は ArchLinux 環境が無いって事で。

## キーボード

```console
# loadkeys jp106
```

## コンソールフォント

コンソールフォントはそのまま変更しません。日本語が表示されればそれなりに便利そうだけども、当面は必要無いと判断。

## 起動モードの確認

VirtualBox仮想マシンの設定で UEFI にしましたが、念の為。なにがしかが表示されればOK。BIOSの場合は存在しません。

```console
# ls /sys/firmware/efi/efivars
（表示省略）
```

## パーティション

一応 HDD を確認しておきます。

```console
# ls /dev/sd*
/dev/sda
```

lsblkコマンドを使うと、多少整理されて見えます。

```console
# lsblk
NAME  MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
loop0   7:0    0 545.2M  1 loop /run/archiso/sfs/airootfs
sda     8:0    0   100G  0 disk
sr0    11:0    1   662M  0 rom  /run/archiso/bootmnt
```

ディスク構成が複雑な場合は ```/dev/disk/by-id``` を見ると、ファイル名（＝デバイスID）からもう少し情報を得られる可能性があるんですが。今回は VirtualBox なので省略します。

デバイスを確認した所で、HDDにパーティションを切ります。UEFIなので、EFIシステムパーティションが必要です。それとルートディレクトリのパーティション。まぁ、すぐに廃棄するのでいい加減で大丈夫です。

[パーティショニング - ArchWiki](https://wiki.archlinux.jp/index.php/パーティショニング#.E3.82.B9.E3.83.AF.E3.83.83.E3.83.97)の[パーティションの大きさはどうすればいいですか？]に下記のような記述があります。

> 大容量のメモリ（1024MB 以上）を積んでいるときは、スワップパーティションは小さく、または作らなくてもかまわないでしょう。2GB 以上の物理 RAM を持っているなら、スワップパーティションがないほうが一般的に良いパフォーマンスを発揮すると思われます。

これを信じてスワップパーティションは作りません。

また一応、HDDフォーマットの前に ```wipefs``` コマンドを実行します。

```console
# wipefs -a /dev/sda
# sgdisk -Z /dev/sda
GPT data structures destroyed! You may now partition the disk using fdisk or
other utilities.
# sgdisk -n "0::+512M" -t 0:ef00 -c 0:"EFI System" /dev/sda
Creating new GPT entries in memory.
Setting name!
partNum is 0
The operation has completed successfully.
# sgdisk -n "0::" -t 0:bf00 -c 0:"Solaris root" /dev/sda
Setting name!
partNum is 1
The operation has completed successfully.
```

確認。

```console
# sgdisk -p /dev/sda
Disk /dev/sda: 209715200 sectors, 100.0 GiB
Model: VBOX HARDDISK
Sector size (logical/physical): 512/512 bytes
Disk identifier (GUID): B15DC471-DD58-40A1-93EF-7EE79D620F18
Partition table holds up to 128 entries
Main partition table begins at sector 2 and ends at sector 33
First usable sector is 34, last usable sector is 209715166
Partitions will be aligned on 2048-sectr boundaries
Total free space is 2014 sectors (1007.0 KiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048         1050623   512.0 MiB   EF00  EFI System
   2         1050624       209715166   99.5 GiB    BF00  Solaris root
# ls -l /dev/sd*
brw-rw---- 1 root disk 8, 0 Jun 14 09:06 /dev/sda
brw-rw---- 1 root disk 8, 1 Jun 14 09:06 /dev/sda1
brw-rw---- 1 root disk 8, 2 Jun 14 09:06 /dev/sda2
```

## パーティションのフォーマット

EFIパーティションはFAT32。ルートは…ハッキリ言って何でもいい。この後すぐにzfsで再インストールしますので。

```console
# mkfs.fat -F32 /dev/sda1
mkfs.fat 4.1 (2017-01-24)
# mkfs.ext4 /dev/sda2
mke2fs 1.45.6 (20-Mar-2020)
Creating filesystem with 26083067 4k blocks and 6520832 inodes
Filesystem UUID: 9b60463c-3a1a-4c32-a5cf-bd35bf03ba79
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
        4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (131072 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
```

## パーティションのマウント

```console
# mount /dev/sda2 /mnt
# mkdir /mnt/boot
# mount /dev/sda1 /mnt/boot
```

## インターネットへの接続

ネットワーク環境が確立しているかどうか、外部へのpingによって確認します。

```console
# ping -c2 archlinux.jp
PING archlinux.jp (160.16.119.98) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tk2-235-27344.vs.sakura.ne.jp (160.16.119.98): icmp_seq=1 ttl=51 time=4.69 ms
64 bytes from tk2-235-27344.vs.sakura.ne.jp (160.16.119.98): icmp_seq=2 ttl=51 time=6.20 ms

--- archlinux.jp ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1051ms
rtt min/avg/max/mdev = 4.685/5.441/6.197/0.756 ms
```

（2020/06/20 追記 ここから）
もし失敗したら、リゾルバを起動してみましょう。

```console
# ping -c2 archlinux.jp
ping: archlinux.jp: Name or service not known
# systemctl start systemd-resolved
# ping -c2 archlinux.jp
PING archlinux.jp (160.16.119.98) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tk2-235-27344.vs.sakura.ne.jp (160.16.119.98): icmp_seq=1 ttl=53 time=11.0 ms
64 bytes from tk2-235-27344.vs.sakura.ne.jp (160.16.119.98): icmp_seq=2 ttl=53 time=10.0 ms

--- archlinux.jp ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1014ms
rtt min/avg/max/mdev = 10.048/10.509/10.971/0.461 ms
```
（2020/06/20 追記 ここまで）

## システムクロックの更新

ntpサーバは自分で設定したい。日本ならntp.nict.jpが鉄板です。特殊事情が無ければこの一択。システム推奨なんか知りませ～ん。

```console
# cd /etc/systemd
# sed -i -e"s/^#NTP=.*$/NTP=ntp.nict.jp/" timesyncd.conf
# timedatectl set-ntp true
# timedatectl status
                      Local time: Sun 2020-06-14 09:12:41 UTC
                  Universal time: Sun 2020-06-14 09:12:41 UTC
                        RTC time: Sun 2020-06-14 09:12:42
                       Time zone: UTC (UTC, +0000)
       System clock synchronized: yes
systemd-timesyncd.service active: active
                 RTC in local TZ: no
# systemctl status systemd-timesyncd
  systemd-timesyncd.service - Network Time Synchronization
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/systemd-timesyncd.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Sun 2020-06-14 09:12:33 UTC; 1min 9s ago
     Docs: man:systemd-timesyncd.service(8)
 Main PID: 759 (systemd-timesyn)
   Status: "Initial synchronization to time server 61.205.120.130:123 (ntp.nict.jp)."
    Tasks: 2 (limit: 4651)
   Memory: 1.6M
   CGroup: /system.slice/systemd-timesyncd.service
           └─759 /usr/lib/systemd/systemd-timesyncd

Jun 14 09:12:32 archiso systemd[1]: Starting Network Time Synchronization...
Jun 14 09:12:33 archiso systemd[1]: Started Network Time Synchronization.
Jun 14 09:12:36 archiso systemd-timesyncd[759]: Initial syncronization to time server 61.205.120.130:123 (ntp.nict.jp).
```

# インストール

## ミラーの選択

日本ならJapanをリスト先頭に持ってきましょう。っていうか Japan だけ抜き出しました。

```console
# cd /etc/pacman.d
# sed -i -ne"/^#.*Japan.*$/,+1 p" mirrorlist
```

## ベースシステムのインストール

UEFIブートに必要なパッケージも同時に落としてきます。この時点では、カーネルは通常版で良いようです。

今時は、CPUのデバッグ用パッチもOSが面倒を見るらしい。その為のパッケージ intel-ucode も落としておきます。

とりあえず現時点で必要最小限のパッケージはこれだけ。他に必要なパッケージは、必要に迫られた時に追加する事にします。

※パッケージの構成が昔とは少し変わっています。
※特にテキストエディタが入っていません。何でも良いんですが、個人的な好みで vi を入れます。
※ man も入らないようです。インストールセットには要らないだろうと判断してそのままです。

```console
# pacstrap /mnt base linux linux-firmware vi dosfstools efibootmgr intel-ucode
〈表示省略〉
```

# システムの設定

## fstab

```console
# genfstab -U /mnt >>/mnt/etc/fstab
```

## chroot、タイムゾーン

```console
# arch-chroot /mnt
# ln -s /usr/share/zoneinfo/Japan /etc/localtime
# hwclock --systohc --utc
```

## ロケール

個人的にUnicodeが嫌いなのでEUCを基本にしたい。けど現在の情勢では無視できないので、選択肢としてUTF-8も使えるようにしました。

```console
# sed -i -e"s/^#\(ja_JP\.\)/\1/" /etc/locale.gen
# locale-gen
Generating locales...
  ja_JP.EUC-JP... done
  ja_JP.UTF-8... done
Generation complete.
# echo LANG=C >/etc/locale.conf
# echo KEYMAP=jp106 >/etc/vconsole.conf
```

日本語フォントが入っていない場合は LANG=C にしておきましょう。文字化けが非常に鬱陶しい事になります。正しくは en_US.UTF-8 らしいですけども、まあいいかなと。

## ホストネーム

マシンに名前を付けます。こういうのはセンスが出ますよね。なんて思うのは私だけ？

```console
# echo 〈ホスト名〉 >/etc/hostname
```

ArchWiki では同じ名前を /etc/hosts にも記述する事になってますけど、今回はインストーラですし、要らないでしょう。

## Initramfs

```console
# mkinitcpio -p linux
〈表示省略〉
但し、途中で警告が出た:
==> WARNING: Possibly missing firmware for module: wd719x
==> WARNING: Possibly missing firmware for module: aic94xx
良くわからないが、ひとまず無視
```

##　Rootパスワード

```console
# passwd
New password: 〈root用パスワード〉
Retype new password: 〈root用パスワード〉
passwd: password updated successfully
```

## ブートローダー

UEFI起動の場合、systemdがブートローダを持っているらしい。

参考文献:

* [1.1 EFI ブートマネージャのインストール - 1 インストール - systemd-boot - ArchWiki](https://wiki.archlinux.jp/index.php/Systemd-boot#EFI_.E3.83.96.E3.83.BC.E3.83.88.E3.83.9E.E3.83.8D.E3.83.BC.E3.82.B8.E3.83.A3.E3.81.AE.E3.82.A4.E3.83.B3.E3.82.B9.E3.83.88.E3.83.BC.E3.83.AB)

```console
# bootctl --path=/boot install
Created "/boot/EFI".
Created "/boot/EFI/systemd".
Created "/boot/EFI/BOOT".
Created "/boot/loader".
Created "/boot/loader/entries".
Created "/boot/EFI/Linux".
Copied "/usr/lib/systemd/boot/efi/systemd-bootx64.efi" to "/boot/EFI/systemd/systemd-bootx64.efi"
Copied "/usr/lib/systemd/boot/efi/systemd-bootx64.efi" to "/boot/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI".
Created "/boot/1d5dd821b2784a23bceefa8af22870ac".
Random seed file /boot/loader/random-seed successfully written (512 bytes).
Not installing system token, since we are running in a virtualized environment.
Created EFI boot entry "Linux Boot Manager".
```

更にIntelのマイクロコードのアップデートを有効にします。

参考文献:

* [systemd-boot - サンプル - マイクロコードのアップデート - ArchWiki](https://wiki.archlinux.jp/index.php/マイクロコード#systemd-boot)
* [標準的な root インストール - systemd-boot - ArchWiki](https://wiki.archlinux.jp/index.php/Systemd-boot#.E6.A8.99.E6.BA.96.E7.9A.84.E3.81.AA_root_.E3.82.A4.E3.83.B3.E3.82.B9.E3.83.88.E3.83.BC.E3.83.AB)

```console
# cat >/boot/loader/entries/entry.conf <<___
> title   Arch Linux
> linux   /vmlinuz-linux
> initrd  /intel-ucode.img
> initrd  /initramfs-linux.img
> options root=PARTUUID=$(blkid --match-tag PARTUUID -o value /dev/sda2)
> ___
```

## ネットワーク

デバイス名の固定は考えません。すぐにzfsで再インストールしますので。と言っても systemd を使うと勝手に固定してくれるようですが。

```console
# cat >/etc/systemd/network/all.network <<___
> [Match]
> Name=*
>
> [Network]
> DHCP=ipv4
> ___
# systemctl enable systemd-networkd
Created symlink /etc/systemd/system/dbus-org.freedesktop.network1.service -> /usr/lib/systemd/system/systemd-networkd.service.
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/systemd-networkd.service -> /usr/lib/systemd/system/systemd-networkd.service.
Created symlink /etc/systemd/system/sockets.target.wants/systemd-networkd.socket -> /usr/lib/systemd/system/systemd-networkd.socket.
Created symlink /etc/systemd/system/network-online.target.wants/systemd-networkd-wait-online.service -> /usr/lib/systemd/system/systemd-networkd-wait-online.service.
```

（2020/06/20 修正 ここから）
そしてリゾルバは ```systemd-resolved``` を有効にしておきます。```/etc/resolv.conf``` の調整だけではうまくいかなくなったようです。

```console
# systemctl enable systemd-resolved
Created symlink /etc/systemd/system/dbus-org.freedesktop.resolve1.service -> /usr/lib/systemd/system/systemd-resolved.service.
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/systemd-resolved.service -> /usr/lib/systemd/system/systemd-resolved.service.
```

## 再起動

終了。

```console
# exit
exit
arch-chroot /mnt  11.31s user 2.18s system 2% cpu 7:56.53 total
```
（2020/06/20 修正 ここまで）

仮想マシンをシャットダウン。

```console
# umount -R /mnt
# shutdown -h now
```

そして、VirtualBoxのストレージからインストールメディアを除去した後に再起動します。

# rootログイン

再起動してログイン画面になったら、rootユーザーでログインします。パスワードは先ほどpasswdコマンドで設定した通り。

```console

Arch Linux 5.7.2-arch1-1 (tty1)

〈ホスト名〉 login: root
Password: 〈root用パスワード〉
```

# archzfsパッケージをarchisoに埋め込む

さてここからが勝負所です。

参考文献: [8.1 archzfs パッケージを archiso に埋め込む - 8
ヒントとテクニック - ZFS - ArchWiki](https://wiki.archlinux.jp/index.php/ZFS#archzfs_.E3.83.91.E3.83.83.E3.82.B1.E3.83.BC.E3.82.B8.E3.82.92_archiso_.E3.81.AB.E5.9F.8B.E3.82.81.E8.BE.BC.E3.82.80)

まずはarchisoパッケージをダウンロード。

```console
# pacman -Syy
〈省略〉
# pacman -S archiso --noconfirm --noprogressbar
```

次に、[ArchWiki](https://wiki.archlinux.jp/index.php/ZFS#archzfs_.E3.83.91.E3.83.83.E3.82.B1.E3.83.BC.E3.82.B8.E3.82.92_archiso_.E3.81.AB.E5.9F.8B.E3.82.81.E8.BE.BC.E3.82.80)には「プロセスを開始」って書いてあるんだけど…意味がよくわかりません。とりあえず書いてあるコピーコマンドを実行。

```console
# cp -r /usr/share/archiso/configs/releng /root/media
```

packages.x86_64 ファイルに追記。ここでLTS版を指定します。

```console
# cd /root/media
# cat >>packages.x86_64 <<___
> zfs-linux-lts
> ___
```

pacman.conf ファイルに追記。

```console
# cat >>pacman.conf <<'___'
>
> [archzfs]
> SigLevel = Never
> Server = http://archzfs.com/$repo/x86_64
> ___
```

LTS版カーネルを含むisoを作成するには、build.shに直接手を加える必要がある模様。

```console
# sed -i -e"s/vmlinuz-linux/vmlinuz-linux-lts/g" build.sh
```

イメージ作成。ここで、結構な時間が掛かります。

```console
# ./build.sh -v
（省略）
[mkarchiso] INFO: Done! | 743M out/archlinux-2019.12.24-x86_64.iso
```

（2020/06/20 追記 ここから）

今日はエラーが出ました。一応対処法を書いておきます。

```console
〈省略〉
(113/113) checking keys in keyring
:: Import PGP key 3B94A80E50A477C7, "人の名前 <メールアドレス>"? [Y/n]
error: key "3B94A80E50A477C7" could not be looked up remotely
:: Import PGP key 3B94A80E50A477C7, "人の名前 <メールアドレス>"? [Y/n]
error: key "3B94A80E50A477C7" could not be looked up remotely
error: required key missing from keyring
error: failed to commit transaction (unexpected error)
Errors occurred, no packages were upgraded.
==> ERROR: Failed to install packages to new root
```

何だか盛大にエラーエラーと叫んでくれていますが。
参考文献に従い、下記コマンドで成功しました。

参考文献: [「キーリングに必要なキーがありません」の対処法](https://qiita.com/musaprg/items/8a1914a66c3117f2f949)

```console
# pacman -S archlinux-keyring
〈省略〉
# pacman -Syu
〈省略〉
# ./build.sh -v
```

# isoイメージをUSBメモリに焼く

ホストマシンにUSBメモリを挿して、VirtualBoxゲストマシン（今ArchLinuxを実行している仮想マシン）に割り当てます。

```console
# lsblk -dpo NAME,FSTYPE
NAME     FSTYPE
/dev/sda
/dev/sdb iso9660
/dev/sr0
```

```/dev/sdb``` が増えました。もしも既に何やら入っていたら、削除して構わない内容である事は別途確認して下さい。完全に消え去るので、重要な思い出の写真か何かが入っていたら目も当てられません。

完成したisoイメージファイルを、このUSBメモリに焼き付けます。

```console
# dd bs=4M if=$(ls out/*) of=/dev/sdb status=progress && sync
```

コマンドが完了したら、このUSBメモリでホストマシンを起動。ArchLinuxで起動できればひとまず完成です！

（2020/06/20 追記 ここまで）

# isoイメージをホストマシンへ転送

今回はホストマシン(Windows10)にisoイメージをコピーします。

なぜかVirtualBoxの共有フォルダ機能がうまく働かないようです。仕方が無いのでSambaで接続します。

```console
# pacman -S smbclient --noconfirm --noprogressbar
（省略）
# mount -t cifs //ホストマシンNetBIOS名/共有フォルダ名 /mnt -o username=ホストマシンユーザ名,password=ホストマシンパスワード,uid=1000,gid=1000
```

isoファイルをコピー。

```console
# cp out/*.iso /mnt
```

これで ArchLinux をシャットダウン。

```console
# shutdown -h now
```

そうしたらストレージに新しい archlinux-*-x86_64.iso を設定して起動… してもHDDからになってしまうんですよ。困ったものです。もういいや。という訳で新しいゲストマシンを作って、そいつで起動してみます。

そして起動画面からバージョンを確認。それから zfs を確認します。

```console

Arch Linux 5.4.46-1-lts (tty1)

archiso login: root (automatic login)

# modprobe zfs
```

画面1行目のバージョン表記が 5.4.46-1-lts で、```modprobe zfs```の実行結果に何も表示されなければOKです！やったね :thumbsup_tone1: