我回归到 Librem 15 已经有段时间了。我一般会选择 FreeBSD 来处理所有的事情，但有时会要访问一个运行在 Librem 平台上的 Linux OS，以便用它对一些遗留的设备驱动进行移植 (比如 BYD 鼠标以及控制屏幕亮度的驱动程序)。
为了将此进行实现，我安装了一个自己花时间开发的一个设置：那是一个在 ZFS 存储卷上共存的 FreeBSD 和 Gentoo Linux 双引导系统。本文描述了如何实现这项配置。
注意，本文是基于 EFI 引导加载程序的。如果你坚持要使用传统的 BIOS 引导程序，那么就需要对整个过程进行一下调整。
方案概述
该方案的基础是利用 ZFS 文件系统的通用功能 (即利用面向使用了基于 fstab 方法的 OS 数据集的挂载点功能) 结合 GRUB，实现一个双引导 OS。
ZFS 概述
ZFS 系统同 FreeBSD 和 Linux 上“典型的”ZFS设置有些微不同。某些数据集 (比如home目录) 是由两个操作系统共享的, 但是位于各自挂载点中的 OS 数据集则要依赖于我们所使用的OS，而因此 ZFS 特定的挂载点功能是不能有效使用的。
在本文中，假定存储卷的名字是 “data”。
整个方案看起来如下:
data/home 被挂载到 /home, 与其所有的子数据集一起使用 ZFS 挂载点系统；
data/freebsd 及其子数据集包含了 FreeBSD 系统，而其所有的挂载点都被设置成 legacy；
data/gentoo 及其子数据集包含了 Gentoo 系统，其所有的挂载点也都被设置成 legacy。
OS 和 GRUB 概述
两个 OS 都必须利用 /etc/fstab 方法来挂载他们大多数的文件系统, 因此我们不能使用 ZFS 挂载点功能。这样每个 OS 就都需要一个不同的 fstab。注意 data/home 数据集 (以及其它类似的数据集) 都会使用 ZFS 挂载点方法来进行挂载，而不是 fstab。
此外，两个OS都要通过一个特殊的顶层目录 (Gentoo 上是 /freebsd, FreeBSD 上是 /gentoo) 来访问另外一个系统的数据。
GRUB 引导加载程序可以被用来提供一个引导选择设施，而无需进行大的修改和配置 (不过要知道输入到 grub.cfg 文件中去的类型的神奇方式!)
设置过程
设置过程包括如下几个步骤：
1.使用 FreeBSD 安装器创建 GPT 和 ZFS 池；
2.使用 FreeBSD 启动加载程序安装并配置 FreeBSD；
3.启动并进入 FreeBSD, 创建 Gentoo Linux 数据集，安装 GRUB；
4.启动并进入 Gentoo Linux 安装器，安装 Gentoo；
5.启动并进入 Gentoo, 完成配置任务。
当然，你也可以将步骤倒着进行，先安装 Gentoo，然后再使用它的工具。只是上列顺序能使 FreeBSD 上 GPT 的创建和 GRUB 的安装顺利许多。
准备工作
要执行这个安装过程，你需要为两个OS安装 memstick 镜像。FreeBSD 的安装程序可从ftp://ftp.freebsd.org/pub/FreeBSD/releases/amd64/amd64/ISO-IMAGES/11.0/得到; Gentoo 的可以从https://www.gentoo.org/downloads/得到 (使用 livedvd ISO 格式)。（当然，）你还需要有途径能进行互联网访问。
注意对于 Librem 15 或者类似的没有以太网连接的笔记本电脑, 你可能需要在主要的安装过程中对 Gentoo 无线工具以及 wpa_supplicant 的安装过程采取一些轻微的修改。
FreeBSD 安装程序
引导进入 FreeBSD 安装程序，通过引导程序菜单选择手动分区模式。这样做会让你进入一个 shell 操作环境，教你创建你的分区并将所有的东西挂载到 /mnt。
创建分区和 ZFS 池
第一件要做的事情就是使用 gpart 工具来创建你的分区。FreeBSD 的 man 页面就相当好，因此你可以使用 “man gpart” 来获取关于这个工具的指南。我在 Librem 15 上执行这个过程看起来是下面这个样子:
gpart create -s gpt ada0
gpart create -s gpt ada1
gpart add -t efi -l efi-system -s 200M ada0
gpart add -t freebsd-zfs -l zfs-data ada0
gpart add -t linux-swap -l swap -s 96G ada0
gpart add -t freebsd-zfs -l zfs-data-log -s 16G ada0
gpart add -t freebsd-zfs -l zfs-data-cache ada0
然后用新的分区来创建一个 ZFS 池，并使用 DOS 文件系统来对 EFI 系统分区进行格式化 (为什么我们还要用这玩意儿?):
newfs_msdos /dev/ada0p1
zpool create -m legacy -o atime=off -o checksum=sha256 data /dev/ada0p2 log /dev/ada0p2 cache /dev/ada0
注意我们已经将 atime （它可以大大降低磁盘的写入量）关掉了，并且将校验算法设置成了 sha256。
ada1 磁盘是一块我装进去的 SSD（固态硬盘）。如果你没有 SSD，那么做日志或者缓存方面的设置就没啥意义。16GB 的意向日志是有点多余，但是它可以减轻设备的压力。注意我们将根数据集的挂载点设置成了 “legacy”。
注意 Linux 有其自己的交换格式，因此我们不能将交换设备进行共享。
创建 ZFS 数据集
有了一个 ZFS 存储池后，接下来要做的就是创建数据集。我们先创建 FreeBSD 根目录（root）并对其进行挂载 （注意，它会从父目录继承 “legacy”挂载点）：
zfs create -o compression=lz4 data/freebsd
mount -t zfs data/freebsd /mnt/
我们需要创建一些挂载点目录:
mkdir /mnt/home
mkdir /mnt/gentoo/
mkdir /mnt/tmp
mkdir /mnt/usr
mkdir /mnt/var
我使用一个相当精细的 ZFS 方案， 它对不同的目录设置不同的可执行性、权限和压缩比等属性。这样可以达到很显著的压缩比，有效的增加了磁盘的可用空间：
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=off data/freebsd/tmp
zfs create -o exec=on -o setuid=on -o compression=lz4 data/freebsd/usr
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=gzip data/freebsd/usr/include
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=lz4 data/freebsd/usr/lib
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=lz4 data/freebsd/usr/lib32
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=gzip data/freebsd/usr/libdata
zfs create -o exec=on -o setuid=on -o compression=lz4 data/freebsd/usr/local
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=gzip data/freebsd/usr/local/etc
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=gzip data/freebsd/usr/local/include
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=lz4 data/freebsd/usr/local/lib
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=lz4 data/freebsd/usr/local/lib32
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=gzip data=freebsd/usr/local/libdata
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=gzip data/freebsd/usr/local/share
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=off data/freebsd/usr/local/share/info
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=off data/freebsd/usr/local/share/man
zfs create -o exec=on setuid=on -o compression=lz4 data/freebsd/obj
zfs create -o exec=on -o setuid=on -o compression=lz4 data/freebsd/usr/ports
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=lz4 data/freebsd/usr/ports
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=gzip data/freebsd/usr/share
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=off data/freebsd/usr/share/info
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=off data/freebsd/usr/share/man
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=gzip data/freebsd/usr/src
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=lz4 data/freebsd/var
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=off data/freebsd/var/db
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=lz4 data/freebsd/var/db/pkg
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=gzip data/freebsd/var/log
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=off data/freebsd/var/empty
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=gzip data/freebsd/var/mail
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=off data/freebsd/var/tmp
因为 FreeBSD 对于某些文件的所在位置有着非常严格要求，所以这个方案效果很好。
你也可以将其细分，以达到你期望，比如在 /usr/share 下创建更多的子目录。
对于 Gentoo，由于 Linux 更倾向于宽松的文件定位，你可以采取一个更简单的方案：
zfs create -o exec=on -o setuid=off -o compression=off data/gentoo/tmp
zfs create -o exec=on -o setuid=on -o compression=lz4 data/gentoo/usr
zfs create -o exec=off -o setuid=off -o compression=lz4 data/gentoo/var
在 Gentoo 系统下需要细分子目录的用户权限，类似于我在 FreeBSD 下的操作。
最后的任务是手动挂载所有的文件系统，命令模版如下：
mount -t zfs data/freebsd/<path> /mnt/<path>
这个命令模板十分必要，它适合所有传统的挂载方式。另外，因显示所有命令要占据较大空间，在此我将其省略。
安装配置 FreeBSD
现在输入“exit”能返回到 FreeBSD 安装程序，并且所有东西都挂载在 /mnt/ 目录。剩余部分的安装工作很简单，但是需要到 shell 界面来完成最后两个配置任务。
在 shell 界面执行下面的命令, 然后进入新安装的 FreeBSD 系统：
chroot /mnt
创建 fstab
由于我们挂载到每一个系统的 ZFS 数据集合是在不同的路径下， 因此我们需要为它们创建一个 /etc/fstab 文件. 下面这个 fstab 会将数据集合挂载到正确的位置:
data/freebsd/tmp /tmp zfs rw 0 0
data/freebsd/usr /usr zfs rw 0 0
data/freebsd/usr/include /usr/include zfs rw 0 0
...
data/gentoo/ /gentoo zfs rw 0 0
data/gentoo/tmp /gentoo/tmp zfs rw 0 0
...
proc /proc procfs rw 0 0
注意，我已经省略了所有的条目。如上所述你必须把每个数据集合映射到正常的路径。
安装 FreeBSD 原生引导程序
我们需要 FreeBSD 引导加载程序来执行首次进入系统的操作。执行如下几个步骤进行安装：
mount -t msdosfs /dev/ada0p1 /mnt
mkdir /mnt/efi
mkdir /mnt/efi/BOOT
cp /boot/boot1.efi /mnt/efi/BOOT/BOOTX64.EFI
然后设置 zpool 上的 bootfs 参数, 以便 FreeBSD 引导加载程序可以选到正确的数据集：
zpool set -o bootfs=data/freebsd data
你可能还需要为某些硬件设置 EFI 系统分区上的 bootme 标识：
gpart set -a bootme -i 1 ada0
现在你的系统可以直接进入 OS 了。
FreeBSD 主要操作系统
现在你可以直接引导进入 FreeBSD 了。你还需要连接到一个与 wpa_supplicant 配置相关的网络。
在进行其他事项之前，先获取到新的源代码，有利于对全局以及内核进行重新构建，这样做能确保系统处于最新状态。你可能也需要获取到端口的集合等。与此类相关的内容，你可自行查看资料。
安装 GRUB
grub-efi 端口会安装一个兼容 EFI 系统的 GRUB 版本。这个端口要比在 Gentoo 上进行同等的操作简单得多。端口的安装方法如下：
cd /usr/ports/sysutils/grub2-efi
make install clean
你需要使用 grub-mkconfig 命令创建一个 grub.cfg 文件，过程中可能需要对该命令进行编辑。你也可以直接使用下面这个文件 (make sure it’s at /boot/grub/grub.cfg):
insmod part_gpt
insmod zfs
menuentry 'FreeBSD' --class freebsd --class bsd --class os {
search.fs_label data ZFS_PART
echo "Loading FreeBSD Kernel..."
kfreebsd ($ZFS_PART)/freebsd/@/boot/kernel/kernel
kfreebsd_loadenv ($ZFS_PART)/freebsd/@/boot/device.hints
kfreebsd_module_elf ($ZFS_PART)/freebsd/@/boot/kernel/opensolaris.ko
kfreebsd_module_elf ($ZFS_PART)/freebsd/@/boot/kernel/acl_nfs4.ko
kfreebsd_module_elf ($ZFS_PART)/freebsd/@/boot/kernel/zfs.ko
set kFreeBSD.vfs.root.mountfrom=zfs:data/freebsd
set kFreeBSD.vfs.root.mountfrom.options=rw}
menuentry 'Gentoo Linux' {
search.fs_label data ZFS_PART
linux ($ZFS_PART)/gentoo@/boot/kernel dozfs=force root=ZFS=data/gentoo
initrd ($ZFS_PART)/gentoo@/boot/initramfs
}
注意，此处我们已为 Gentoo 创建了一项配置。最后，你需要挂载 EFI 系统分区然后安装 GRUB:
mount -t msdosfs /dev/ada0p1 /mnt
grub-install --efi-directory=/mnt --disk-module=efi
这样做会将 GRUB 引导程序安装到 EFI 系统分区的 /efi/grub/grub.efi，你需要将它拷贝到相应位置。在此之前，我建议你先对 FreeBSD 本地的引导加载程序进行备份：
cp /mnt/efi/BOOT/BOOTX64.EFI /mnt/efi/BOOT/BOOTX64.BAK
这样能省去在操作有误时的回退操作。现在拷贝 GRUB 引导加载程序：
cp /mnt/efi/grub/grub.efi /mnt/efi/BOOT/BOOTX64.EFI
之后需要对 GRUB 引导加载程序进行测试，以确保它能有效的对系统进行重新启动，并引导进入 FreeBSD。
Gentoo 安装程序
下一个任务是安装 Gentoo 基础系统。 Gentoo 的安装可以通过命令行手动完成。Gentoo Handbook（https://wiki.gentoo.org/wiki/Handbook:X86） 提供了一份指南。注意，因为你使用了 ZFS 作为根文件系统，因此需要使用 genkernel 来安装内核。
挂载文件系统
要使用 FreeBSD, 你就会需要对文件系统进行挂载：
zpool import -f data
mount -t zfs data/gentoo /mnt/gentoo
mkdir /mnt/gentoo/tmp
mkdir /mnt/gentoo/usr
mkdir /mnt/gentoo/var
mount -t zfs data/gentoo/tmp /mnt/gentoo/tmp
mount -t zfs data/gentoo/usr /mnt/gentoo/usr
mount -t zfs data/gentoo/var /mnt/gentoo/var
现在可以按照 Gentoo 的安装步骤来进行。
创建 fstab
使用 FreeBSD 系统时, 你需要创建一个 /etc/fstab 文件，它与 FreeBSD 的版本类似, 不过 gentoo 文件系统被挂载到了根目录的相对位置下，而 FreeBSD 文件系统则被挂载到了 /freebsd 目录的相对位置下:
data/freebsd/tmp /freebsd/tmp zfs rw 0 0
data/freebsd/usr /freebsd/usr zfs rw 0 0
data/freebsd/usr/include /freebsd/usr/include zfs rw 0 0
...
data/gentoo/tmp /tmp zfs rw 0 0
data/gentoo/usr /usr zfs rw 0 0
...
这里我省略了文件中的一些重复部分。
构建内核、ZFS 模块以及 initramfs
因为我们是从根路径下的 ZFS 文件系统启动的，因此我们需要设置一个支持 ZFS 的内核。你可以在https://github.com/pendor/gentoo-zfs-install/blob/master/install/GentooInstall.mdown查看指南（跳转到 “配置内核（Configuring the Kernel）” 一节查阅）。
我已经将 GRUB 的安装放在 /boot/kernel 和 /boot/initramfs 之后。 Gentoo 会默认将其内核安装到 /boot/kernel-<版本信息>, initramfs 也是如此。然后，我们需要使用 /boot/kernel 和 /boot/initramfs 这两个名称来创建符号链接，或者自行将文件拷贝到正确的位置。
最后是 Gentoo 的安装
在重启之前，请务必阅读该小节。下列检查列出了一些必要操作，如有遗漏则需重新进入安装程序进行操作：
设置一个根密码，这样才可以真正登录进去；
安装可以使用无线网络的端口；
不要漏掉 /etc/fstab 中的存储卷（如果遗漏了 /var, 系统间的互操作会很繁琐)。
启动进入 Gentoo
现在你可直接从 GRUB 启动进入 Gentoo，并成功在单 ZFS 文件系统里实现了双引导。但在创建用户主目录之前，你还需要为 /home 创建一个 ZFS 数据集。在 Gentoo 系统中，进行如下操作：
rm /home || rmdir /home
rm /freebsd/home || rmdir /freebsd/home
mkdir /home
mkdir /freebsd/home
zfs create -o mountpoint=/home -o exec=on -o setuid=off -o compression=lz4 data/home
你也许还想为特定的一些用户主目录（或其子目录）创建数据集，但我们已经将挂载点设置成 /home，这样做只会导致 ZFS 挂载点功能挂载这些数据集。因此没必要再添加一个 fstab 配置项。
总结
这样的设置相当强大且灵活，是内核高手及驱动开发者的福音。下面列出了是进行该设置的好处：
可以从 FreeBSD 系统访问一个完整的 Linux 系统，包括内核的源代码；
便于实验性质的系统间切换操作；
在某个系统坏掉时可以有效地恢复机制。
当然，还有一些使用 FreeBSD 的 Linux 仿真层的有趣的探索。一般而言， FreeBSD 的 Linux 仿真端口只会安装一个 Linux 包的最小集合。我对子系统的了解不多，所以还不知道怎么做。希望你在深入了解后能安装一个完整的 Linux 系统。