前言
Arch Linux是一个非常优秀的Linux发行版，但是它并不支持安全启动。虽然笔者的笔记本的安全启动长期处于关闭状态，但是笔者还是想把自己的移动硬盘打造成随处可用的移动系统，这就需要支持不依赖于特定设备注册是安全启动。因此，笔者就想到了一个办法，就是在Arch Linux上安装Ubuntu，然后使用Ubuntu的grub引导来引导Arch Linux，并直接使用Ubuntu的内核。这样，Arch Linux就可以支持安全启动了😜😜😜。
此外，割区安装另一个系统总需要预留不少空闲，而如果以后不常使用Ubuntu,往往会造成浪费，而如果分配过小，在以后要用时又不方便扩容，较为麻烦。为了最大化利用空间，也简化安装流程，笔者充分利用了Btrfs的子卷功能，将Arch Linux和Ubuntu安装在同一个Btrfs文件系统的不同子卷下，实现了共享分区容量、简化分区布局的效果。
理想方案
由于我们需要Ubuntu作引导，因此在理想情况下，我们应该安装Ubuntu，然后再在已经安装好Ubuntu的分区中创建新子卷安装Arch Linux。Arch Linux安装的灵活性使得这样不仅能够方便引导及子卷的配置，还可以将Arch Linux的安装直接搬到已经安装好的Ubuntu系统下进行，甚至可以省略Arch Linux镜像的下载步骤😋😋😋。
Ubuntu安装
Ubuntu安装较为简单，只需要注意使用Btrfs格式的分区即可，此处不再赘述。
Arch Linux安装
在已经安装有Ubuntu的分区中创建新子卷，可以放在一个目录下，例如：/subsystems/@arch、/subsystems/@arch-home、/subsystems/@arch-tmp等，安装Arch Linux，需要注意挂载要按照这里设定的子卷布局：
sudo mount /dev/sdXn -o subvol=subsystems/@arch /mnt
sudo mount /dev/sdXn -o subvol=subsystems/@arch-home /mnt/home
sudo mount /dev/sdXn -o subvol=subsystems/@arch-tmp /mnt/var/tmp
...（挂载其他所需子卷）...
此外，由于我们需要使用Ubuntu的内核，我们需要建立一个新的Btrfs子卷，用于挂载Ubuntu和Arch Linux共享的/usr/lib/modules目录，例如，可以在顶级子卷下创建@moudules子卷，然后将当前Ubuntu的/usr/lib/modules目录下的所有内容移动到@modules子卷下，并在/etc/fstab中添加挂载项：
UUID=0f0f0f0f-0f0f-0f0f-0f0f-0f0f0f0f0f0f /usr/lib/modules btrfs lazytime,subvol=/@modules 0 0
然后正常在/mnt挂载点处执行pacstrap等Arch Linux的一般安装过程，（同样要记得挂载@moudules子卷）完成Arch Linux的基本安装。这样安装的Arch Linux不必再安装内核，直接使用Ubuntu的内核即可。
此外，还需要注意，由于我们将/usr/lib/modules中的内容移动到了@modules子卷下，因此在Arch Linux中，需要在/etc/mkinitcpio.conf的HOOKS中添加usr钩子，使得内核模块得以正常加载。
引导配置
在Arch Linux安装完成后，我们需要配置Ubuntu的grub引导来引导Arch Linux。我们需要在Ubuntu下编辑/etc/grub.d/40_custom文件，在末尾添加如下内容：
uuid="0f0f0f0f-0f0f-0f0f-0f0f-0f0f0f0f0f0f" # 这里的UUID是Arch Linux所在分区的UUID
resume_uuid="0d0d0d0d-0d0d-0d0d-0d0d-0d0d0d0d0d0d" # 这里的UUID是Arch Linux的swap分区的UUID
# 以Ubuntu的内核引导Arch Linux，支持安全启动
menuentry 'Arch Linux DDE with Ubuntu Kernel (Support Secure Boot)' {
insmod part_gpt
insmod btrfs
search --no-floppy --fs-uuid --set=root ${uuid}
echo 'Loading Linux kernel...'
linux /@/boot/vmlinuz root=UUID=${uuid} rw rootflags=subvol=subsystems/@arch loglevel=3 resume=UUID=${resume_uuid} # 假设Ubuntu的根分区是/@
echo 'Loading initramfs...'
initrd /@/boot/initrd.img # 假设Ubuntu的根分区是/@
}
如果还要引导更多以这种方式安装的操作系统，或者也需要在关闭安全启动时使用Arch Linux的内核，可以在/etc/grub.d/40_custom文件中添加更多的引导项。
# 原生的Arch Linux引导，默认不支持安全启动
menuentry "Arch Linux" {
insmod part_gpt
insmod btrfs
search --no-floppy --fs-uuid --set=root ${uuid}
echo 'Loading Linux kernel...'
linux /subsystems/@arch/boot/vmlinuz-linux* root=UUID=${uuid} rw rootflags=subvol=subsystems/@arch loglevel=3 resume=UUID=${resume_uuid} # vmlinuz-linux*可以替换为实际内核文件名，这里用通配符`*`匹配
initrd /subsystems/@arch/boot/initramfs-linux*.img # initramfs-linux*.img可以替换为实际initramfs镜像文件名，这里用通配符`*`匹配
}
然后执行sudo update-grub，重启即可。
先安装Arch Linux再安装Ubuntu
如果在之前已经安装了Arch Linux，后续再安装Ubuntu也可以实现引导，但是由于Ubuntu安装一般不方便自定义子卷，因此需要先改变Btrfs子卷布局。
改变Btrfs子卷布局
在另一个Linux系统或者Linux Live CD中，挂载Arch Linux所在分区，然后在顶级子卷下创建新的subsystems子卷，然后将原来的子卷移动到subsystems子卷下，例如：
sudo mount /dev/sdXn /mnt
sudo btrfs subvolume create /mnt/subsystems
sudo mv /mnt/@ /mnt/subsystems/@arch
sudo mv /mnt/@home /mnt/subsystems/@arch-home
sudo mv /mnt/@tmp /mnt/subsystems/@arch-tmp
...（移动其他所需子卷）...
此外，为了共用内核，我们还需要在顶级子卷下创建@modules子卷，然后将原来的/usr/lib/modules目录下的内容移动到@modules子卷下。
编辑Arch Linux的fstab文件
编辑Arch Linux的fstab文件，将原来的子卷挂载点改为/subsystems/@arch等。由于我们将改用Ubuntu引导，需要删除efi分区在Arch Linux下的挂载项：
UUID=0f0f0f0f-0f0f-0f0f-0f0f-0f0f0f0f0f0f / btrfs lazytime,subvol=/subsystems/@arch 0 0
UUID=0f0f0f0f-0f0f-0f0f-0f0f-0f0f0f0f0f0f /home btrfs lazytime,subvol=/subsystems/@arch-home 0 0
UUID=0f0f0f0f-0f0f-0f0f-0f0f-0f0f0f0f0f0f /var/tmp btrfs lazytime,subvol=/subsystems/@arch-tmp 0 0
UUID=0f0f0f0f-0f0f-0f0f-0f0f-0f0f0f0f0f0f /usr/lib/modules btrfs lazytime,subvol=/@modules 0 0
...（挂载其他所需子卷）...
安装Ubuntu
Ubuntu安装较为简单，此处只需要注意安装时不要格式化原来的分区，而是安装到原有分区的新子卷中。
引导配置
在Ubuntu安装完成后，我们需要配置Ubuntu的grub引导来引导Arch Linux。我们需要在Ubuntu下编辑/etc/grub.d/40_custom文件，添加如下内容：
uuid="0f0f0f0f-0f0f-0f0f-0f0f-0f0f0f0f0f0f" # 这里的UUID是Arch Linux所在分区的UUID
resume_uuid="0d0d0d0d-0d0d-0d0d-0d0d-0d0d0d0d0d0d" # 这里的UUID是Arch Linux的swap分区的UUID
# 以Ubuntu的内核引导Arch Linux，支持安全启动
menuentry 'Arch Linux DDE with Ubuntu Kernel (Support Secure Boot)' {
insmod part_gpt
insmod btrfs
search --no-floppy --fs-uuid --set=root ${uuid}
echo 'Loading Linux kernel...'
linux /@/boot/vmlinuz root=UUID=${uuid} rw rootflags=subvol=subsystems/@arch loglevel=3 resume=UUID=${resume_uuid} # 假设Ubuntu的根分区是/@
echo 'Loading initramfs...'
initrd /@/boot/initrd.img # 假设Ubuntu的根分区是/@
}
# 原生的Arch Linux引导，默认不支持安全启动
menuentry "Arch Linux" {
insmod part_gpt
insmod btrfs
search --no-floppy --fs-uuid --set=root ${uuid}
echo 'Loading Linux kernel...'
linux /subsystems/@arch/boot/vmlinuz-linux* root=UUID=${uuid} rw rootflags=subvol=subsystems/@arch loglevel=3 resume=UUID=${resume_uuid} # vmlinuz-linux*可以替换为实际内核文件名，这里用通配符`*`匹配
initrd /subsystems/@arch/boot/initramfs-linux*.img # initramfs-linux*.img可以替换为实际initramfs镜像文件名，这里用通配符`*`匹配
}
然后执行sudo update-grub，重启即可。
后续整理
如果我们不怕折腾想要干净统一的子卷布局，也可以用类似的方法，将Ubuntu的子卷移动到subsystems子卷下。
首先当然是移动Ubuntu子卷，这个过程可以在已经安装好的Arch Linux下进行，也可以在其他Linux系统或者Live CD中进行。
sudo mount /dev/sdXn /mnt
sudo mv /mnt/@ /mnt/subsystems/@ubuntu
sudo mv /mnt/@home /mnt/subsystems/@ubuntu-home
...（（移动其他所需子卷）...
然后编辑Ubuntu的fstab文件，将子卷改为新的位置：
UUID=0F0F-0F0F /boot/efi vfat lazytime,umask=0077 0 0 # 这里的efi分区不需要改变
UUID=0f0f0f0f-0f0f-0f0f-0f0f-0f0f0f0f0f0f / btrfs lazytime,subvol=/subsystems/@ubuntu 0 0
UUID=0f0f0f0f-0f0f-0f0f-0f0f-0f0f0f0f0f0f /home btrfs lazytime,subvol=/subsystems/@ubuntu-home 0 0
UUID=0f0f0f0f-0f0f-0f0f-0f0f-0f0f0f0f0f0f /usr/lib/modules btrfs lazytime,subvol=/@modules 0 0
...（挂载其他所需子卷）...
卸载/mnt下的分区，并重新挂载为Ubuntu所在的子卷：
sudo umount /mnt
sudo mount /dev/sdXn -o subvol=/subsystems/@ubuntu /mnt
sudo mount /dev/sdXn -o subvol=/subsystems/@ubuntu-home /mnt/home
sudo mount /dev/sdXn -o subvol=/modules /mnt/usr/lib/modules
...（挂载其他所需子卷）...
然后使用Arch Linux自带的arch-install-scripts工具chroot到Ubuntu子卷中，重新构建Ubuntu的grub引导，如果没有安装arch-install-scripts，可以使用sudo pacman -S arch-install-scripts安装。
sudo arch-chroot /mnt
在chroot环境中执行：
/sbin/update-grub
以更新Ubuntu的引导信息，最后重启即可。
