Arch Linux ARM版本安装全攻略 从常见问题到解决方案助你轻松搞定嵌入式系统搭建

威震华夏关云长

1. Arch Linux ARM简介

Arch Linux ARM是Arch Linux的ARM架构移植版本，专为嵌入式设备和单板计算机设计。它秉承了Arch Linux的核心哲学：简单性、最小主义、代码清晰和社区驱动。与Raspbian等其他ARM发行版相比，Arch Linux ARM提供了更接近上游的软件包，滚动更新模式以及更灵活的自定义选项。

Arch Linux ARM支持多种ARM设备，包括但不限于：

• 树莓派（Raspberry Pi）系列
• BeagleBone系列
• NVIDIA Jetson系列
• ODROID系列
• 通用ARM设备（如基于Allwinner、Rockchip等芯片的设备）

2. 安装前的准备工作

2.1 硬件准备

安装Arch Linux ARM前，需要准备以下硬件：

1. 目标设备：支持的ARM设备，例如树莓派4B
2. 电源适配器：确保提供足够的电流（例如树莓派4B需要至少3A的5V电源）
3. MicroSD卡：建议使用Class 10或UHS-I的卡，容量至少16GB
4. 读卡器：用于将镜像写入MicroSD卡
5. 网络连接：有线网络或Wi-Fi适配器
6. 显示器和HDMI线（可选）：初始设置时可能需要
7. 键盘（可选）：初始设置时可能需要

2.2 软件准备

1. 主机系统：可以是Linux、macOS或Windows
2. 分区工具：如fdisk、parted或GParted
3. 格式化工具：如mkfs或相应的图形化工具
4. 下载工具：如wget、curl或浏览器
5. 解压工具：如unzip、tar或7-Zip
6. 镜像写入工具：Linux/macOS：ddWindows：Win32DiskImager、Rufus或balenaEtcher
7. Linux/macOS：dd
8. Windows：Win32DiskImager、Rufus或balenaEtcher

• Linux/macOS：dd
• Windows：Win32DiskImager、Rufus或balenaEtcher

2.3 下载Arch Linux ARM

访问Arch Linux ARM官方网站，找到适合你设备的安装包。以树莓派4B为例，你需要下载对应的压缩包。

在Linux/macOS上，可以使用以下命令下载：

2. wget http://os.archlinuxarm.org/os/ArchLinuxARM-rpi-aarch64-latest.tar.gz

复制代码

3. 详细安装步骤

3.1 准备MicroSD卡

1. 插入MicroSD卡，使用lsblk或fdisk -l识别设备名称（例如/dev/sdb或/dev/mmcblk0）

2. lsblk

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1. 卸载所有分区：

2. umount /dev/sdb*
3. # 或对于mmcblk设备
4. umount /dev/mmcblk0p*

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1. 使用fdisk分区：

2. fdisk /dev/sdb

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在fdisk交互界面中：

• 输入o创建新的DOS分区表
• 输入n创建新分区，选择主分区（p），分区号1，第一个扇区默认，最后一个扇区+100M（用于boot）
• 输入t更改分区类型，选择c（W95 FAT32 (LBA)）
• 输入a设置bootable标志
• 输入n创建第二个分区，选择主分区（p），分区号2，第一个和最后一个扇区使用默认值（剩余空间）
• 输入w写入更改并退出

1. 格式化分区：

2. mkfs.vfat -F32 /dev/sdb1
3. mkfs.ext4 /dev/sdb2

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1. 挂载分区：

2. mkdir boot root
3. mount /dev/sdb1 boot
4. mount /dev/sdb2 root

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1. 使用Rufus或balenaEtcher等工具，选择下载的Arch Linux ARM镜像文件和MicroSD卡，然后开始写入过程。这将自动完成分区和格式化。

或者手动操作：

1. 使用磁盘管理工具（diskmgmt.msc）删除MicroSD卡上的所有分区
2. 创建两个分区：一个100MB的FAT32分区（boot）和一个使用剩余空间的NTFS分区（稍后将格式化为ext4）
3. 使用工具如ext2fsd将第二个分区格式化为ext4

3.2 安装系统文件

1. 解压并安装系统文件：

2. bsdtar -xpf ArchLinuxARM-rpi-aarch64-latest.tar.gz -C root
3. sync

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1. 移动boot文件到boot分区：

2. mv root/boot/* boot

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1. 卸载分区：

2. umount boot root

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1. 使用7-Zip或WinRAR解压下载的Arch Linux ARM压缩包
2. 将解压后的所有文件复制到MicroSD卡的ext4分区
3. 将boot文件夹中的所有文件复制到FAT32分区

3.3 首次启动和基本配置

1. 将MicroSD卡插入目标设备，连接电源、网络和必要的外设
2. 设备应该会自动启动Arch Linux ARM
3. 使用SSH连接到设备：

2. ssh alarm@alarmpi

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默认密码是alarm。初始登录后，需要切换到root用户：

2. su

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root默认密码是root。

1. 初始化pacman密钥环：

2. pacman-key --init
3. pacman-key --populate archlinuxarm

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1. 更新系统：

2. pacman -Syu

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1. 设置时区：

2. ln -sf /usr/share/zoneinfo/Region/City /etc/localtime

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将Region/City替换为你所在的时区，例如Asia/Shanghai。

1. 设置硬件时钟：

2. hwclock --systohc

复制代码

1. 生成本地化设置：

编辑/etc/locale.gen文件，取消注释你需要的语言环境，例如：

2. en_US.UTF-8 UTF-8
3. zh_CN.UTF-8 UTF-8

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然后生成locale：

2. locale-gen

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设置默认locale：

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

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1. 设置主机名：

2. echo "myarcharm" > /etc/hostname

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1. 配置网络：

对于有线网络，系统通常会自动获取IP地址。对于Wi-Fi，需要安装和配置：

2. pacman -S iwd
3. systemctl enable --now iwd

复制代码

然后使用iwctl命令配置Wi-Fi。

1. 更改root和alarm用户的密码：

2. passwd
3. passwd alarm

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4. 常见问题及解决方案

4.1 无法启动设备

问题：设备无法启动，没有显示任何输出。

解决方案：

1. 检查MicroSD卡是否正确插入
2. 确保电源适配器提供足够的电流
3. 尝试重新写入镜像到MicroSD卡
4. 尝试使用不同的MicroSD卡
5. 检查显示器和HDMI连接

4.2 无法连接到网络

问题：设备启动后无法连接到网络。

解决方案：

1. 检查网络连接是否正常
2. 对于有线网络，检查电缆是否正确连接
3. 对于Wi-Fi，确保正确配置了无线网络：

2. # 启动iwd交互式命令行
3. iwctl
5. # 列出可用的设备
6. device list
8. # 打开无线适配器
9. device <adapter> set-property Powered on
11. # 扫描网络
12. station <adapter> scan
14. # 列出可用网络
15. station <adapter> get-networks
17. # 连接到网络
18. station <adapter> connect <SSID>

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1. 检查网络配置文件：

2. cat /etc/systemd/network/eth0.network

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确保内容类似：

2. [Match]
3. Name=eth0
5. [Network]
6. DHCP=yes

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1. 重启网络服务：

2. systemctl restart systemd-networkd

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4.3 软件包更新失败

问题：运行pacman -Syu时出现错误。

解决方案：

1. 检查网络连接
2. 更新pacman数据库：

2. pacman -Syy

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1. 清理pacman缓存：

2. pacman -Scc

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1. 如果遇到GPG密钥错误，尝试重新初始化密钥环：

2. rm -r /etc/pacman.d/gnupg
3. pacman-key --init
4. pacman-key --populate archlinuxarm

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1. 如果特定软件包导致问题，可以尝试暂时跳过它：

2. pacman -Syu --ignore <problematic-package>

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4.4 磁盘空间不足

问题：系统提示磁盘空间不足。

解决方案：

1. 检查磁盘使用情况：

2. df -h

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1. 清理pacman缓存：

2. paccache -r

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1. 查找并删除不需要的软件包：

2. pacman -Qtdq | pacman -Rns -

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1. 查找大文件：

2. find / -type f -size +100M -exec ls -lh {} \;

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1. 如果根分区确实太小，可以考虑调整分区大小或使用外部存储扩展空间。

4.5 过热问题

问题：设备运行时温度过高，可能导致性能下降或系统不稳定。

解决方案：

1. 安装温度监控工具：

2. pacman -S lm_sensors
3. sensors-detect
4. sensors

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1. 对于树莓派，可以检查温度：

2. vcgencmd measure_temp

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1. 确保设备有足够的散热，考虑添加散热片或风扇
2. 降低CPU频率：

2. # 安装cpufrequtils
3. pacman -S cpufrequtils
5. # 设置 governors
6. echo 'governor="powersave"' | tee /etc/default/cpufrequtils
8. # 重启服务
9. systemctl restart cpufrequtils

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1. 限制CPU使用率：

2. # 安装cpulimit
3. pacman -S cpulimit
5. # 限制特定进程的CPU使用率
6. cpulimit -l 50 -p <PID>

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5. 后续配置和优化建议

5.1 系统优化

1. 禁用不必要的服务：

2. systemctl list-unit-files --state=enabled

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根据需要禁用不必要的服务：

2. systemctl disable <service-name>

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1. 配置swap文件：

2. # 创建一个2GB的swap文件
3. fallocate -l 2G /swapfile
4. chmod 600 /swapfile
5. mkswap /swapfile
6. swapon /swapfile
7. echo '/swapfile none swap sw 0 0' >> /etc/fstab

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1. 调整文件系统参数：

编辑/etc/sysctl.conf文件，添加以下内容：

2. vm.swappiness=10
3. vm.vfs_cache_pressure=50

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然后应用更改：

2. sysctl -p

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1. 使用zram：

2. # 安装zram-generator
3. pacman -S zram-generator
5. # 创建配置文件
6. echo '[zram0]' > /etc/systemd/zram-generator.conf
7. echo 'compression-algorithm = lz4' >> /etc/systemd/zram-generator.conf
8. echo 'zram-size = 512' >> /etc/systemd/zram-generator.conf
10. # 启用并启动服务
11. systemctl enable systemd-zram-setup@zram0.service
12. systemctl start systemd-zram-setup@zram0.service

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5.2 安全增强

1. 配置防火墙：

2. # 安装ufw
3. pacman -S ufw
5. # 启用防火墙
6. ufw enable
8. # 允许SSH连接
9. ufw allow ssh
11. # 查看状态
12. ufw status

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1. 禁用root登录：

编辑/etc/ssh/sshd_config文件，修改以下行：

2. PermitRootLogin no

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然后重启SSH服务：

2. systemctl restart sshd

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1. 设置自动安全更新：

2. # 安装pacman-contrib
3. pacman -S pacman-contrib
5. # 创建更新脚本
6. cat > /usr/local/bin/security-updates << 'EOF'
7. #!/bin/bash
8. pacman -Syu --noconfirm
9. EOF
11. chmod +x /usr/local/bin/security-updates
13. # 创建systemd定时器
14. cat > /etc/systemd/system/security-updates.service << 'EOF'
15. [Unit]
16. Description=Security updates
18. [Service]
19. Type=oneshot
20. ExecStart=/usr/local/bin/security-updates
21. EOF
23. cat > /etc/systemd/system/security-updates.timer << 'EOF'
24. [Unit]
25. Description=Run security updates weekly
27. [Timer]
28. OnCalendar=weekly
29. Persistent=true
31. [Install]
32. WantedBy=timers.target
33. EOF
35. # 启用定时器
36. systemctl enable --now security-updates.timer

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5.3 桌面环境安装（可选）

如果你需要在ARM设备上使用图形界面，可以安装轻量级桌面环境：

1. 安装Xorg：

2. pacman -S xorg-server xorg-xinit xorg-utils xorg-apps

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1. 安装显示管理器：

2. pacman -S lightdm lightdm-gtk-greeter
3. systemctl enable lightdm

复制代码

1. 安装桌面环境（以XFCE为例）：

2. pacman -S xfce4 xfce4-goodies

复制代码

1. 配置自动登录（可选）：

编辑/etc/lightdm/lightdm.conf文件，修改以下行：

2. [Seat:*]
3. autologin-user=alarm
4. autologin-session=xfce

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6. 实际应用案例

6.1 家庭媒体中心

将Arch Linux ARM设备配置为家庭媒体中心：

1. 安装Kodi：

2. pacman -S kodi-rpi kodi-rpi-dev

复制代码

1. 配置Kodi自动启动：

创建/usr/share/xsessions/kodi.desktop文件：

2. [Desktop Entry]
3. Name=Kodi
4. Exec=kodi-standalone
5. Type=Application

复制代码

1. 配置媒体存储：

2. # 安装必要的文件系统支持
3. pacman -S nfs-utils cifs-utils
5. # 创建挂载点
6. mkdir -p /media/nfs
7. mkdir -p /media/samba
9. # 添加到/etc/fstab
10. echo 'nas:/media /media/nfs nfs _netdev,defaults 0 0' >> /etc/fstab
11. echo '//server/share /media/samba cifs credentials=/etc/samba/credentials,_netdev,defaults 0 0' >> /etc/fstab
13. # 创建Samba凭据文件
14. echo 'username=yourusername' > /etc/samba/credentials
15. echo 'password=yourpassword' >> /etc/samba/credentials
16. chmod 600 /etc/samba/credentials

复制代码

1. 配置远程控制：

2. # 安装Kodi远程控制应用
3. pacman -S kodi-send
5. # 示例：发送命令到Kodi
6. kodi-send --action="PlayPause"

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6.2 家庭服务器

将Arch Linux ARM设备配置为多功能家庭服务器：

1. 安装和配置Samba：

2. pacman -S samba
3. cp /etc/samba/smb.conf.default /etc/samba/smb.conf

复制代码

编辑/etc/samba/smb.conf，添加共享：

2. [shared]
3. path = /srv/samba/shared
4. read only = no
5. guest ok = yes
6. create mask = 0777
7. directory mask = 0777

复制代码

创建共享目录并设置权限：

2. mkdir -p /srv/samba/shared
3. chmod 777 /srv/samba/shared

复制代码

启用并启动Samba服务：

2. systemctl enable --now smb nmb

复制代码

1. 配置DLNA媒体服务器：

2. pacman -S minidlna

复制代码

编辑/etc/minidlna.conf，设置媒体目录：

2. media_dir=A,/srv/media/music
3. media_dir=P,/srv/media/pictures
4. media_dir=V,/srv/media/videos

复制代码

创建媒体目录并设置权限：

2. mkdir -p /srv/media/{music,pictures,videos}
3. chmod 777 -R /srv/media

复制代码

启用并启动minidlna服务：

2. systemctl enable --now minidlna

复制代码

1. 配置Print服务器：

2. pacman -S cups avahi
3. systemctl enable --now cups avahi-daemon

复制代码

1. 配置Time Machine备份服务器：

2. # 安装Netatalk
3. pacman -S netatalk
5. # 配置Time Machine共享
6. echo "/srv/timemachine "Time Machine" options:tm" >> /etc/afp.conf
8. # 创建备份目录
9. mkdir -p /srv/timemachine
10. chmod 777 /srv/timemachine
12. # 启用并启动服务
13. systemctl enable --now netatalk

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6.3 物联网网关

将Arch Linux ARM设备配置为物联网网关：

1. 安装Home Assistant：

2. # 安装依赖
3. pacman -S python python-pip python-venv libffi
5. # 创建用户
6. useradd -rm homeassistant -G dialout
8. # 切换到homeassistant用户
9. sudo -u homeassistant -s
11. # 创建虚拟环境
12. cd /srv
13. mkdir homeassistant
14. cd homeassistant
15. python3 -m venv .
16. source bin/activate
18. # 安装Home Assistant
19. pip install homeassistant
21. # 启动Home Assistant
22. hass

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1. 配置MQTT代理：

2. # 安装Mosquitto
3. pacman -S mosquitto
5. # 配置用户和密码
6. echo "user mqtt" >> /etc/mosquitto/passwd
7. mosquitto_passwd -b /etc/mosquitto/passwd mqtt password
9. # 编辑配置文件
10. echo "allow_anonymous false" >> /etc/mosquitto/mosquitto.conf
11. echo "password_file /etc/mosquitto/passwd" >> /etc/mosquitto/mosquitto.conf
13. # 启用并启动服务
14. systemctl enable --now mosquitto

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1. 配置Node-RED：

2. # 安装Node.js
3. pacman -S nodejs npm
5. # 安装Node-RED
6. npm install -g --unsafe-perm node-red
8. # 创建服务文件
9. cat > /etc/systemd/system/nodered.service << 'EOF'
10. [Unit]
11. Description=Node-RED
12. After=syslog.target network.target
14. [Service]
15. ExecStart=/usr/bin/node-red
16. WorkingDirectory=/home/alarm/.node-red
17. StandardOutput=syslog
18. StandardError=syslog
19. SyslogIdentifier=node-red
20. User=alarm
21. Group=alarm
23. [Install]
24. WantedBy=multi-user.target
25. EOF
27. # 启用并启动服务
28. systemctl enable --now nodered

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7. 总结

Arch Linux ARM是一个强大而灵活的嵌入式操作系统，适合各种应用场景。通过本指南，你应该能够成功安装和配置Arch Linux ARM，解决常见问题，并根据你的需求进行优化和定制。

Arch Linux ARM的优势在于其简洁性、滚动更新模式和接近上游的软件包，这使其成为开发者和高级用户的理想选择。然而，它也需要更多的手动配置和维护，可能不适合Linux新手。

无论你是将Arch Linux ARM用于家庭媒体中心、家庭服务器还是物联网网关，希望本指南能够帮助你顺利完成嵌入式系统的搭建。随着你对Arch Linux ARM的熟悉，你将能够更好地发挥其潜力，构建出满足你特定需求的定制解决方案。

现在，你已经掌握了Arch Linux ARM的安装和配置技巧，可以开始探索更多可能性了！

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