给Surface Pro 4安装Arch Linux

我的 Surface Pro 4（m3 处理器 + 128GB 硬盘）已使用近 9 年，配有官方键盘和手写笔。4 年前三星屏出现抖屏问题，更换为 LG 屏后，它成为连接电台和运行业余无线电软件的主力机。今年屏幕上方开胶脱落，粘合后感觉 Windows 系统在夏天发热依然明显。恰逢计划深入学习 Linux，于是决定安装 Arch Linux 继续发挥余热。本文记录详细的安装过程。

🛠️ 一、备份与启动盘准备

1. 数据备份

   • 系统映像备份： 使用 控制面板 → 备份和还原(Windows 7) → 创建系统映像 将系统映像备份到移动硬盘。
   • 重要数据备份： 将 Surface Pro 4 上的个人重要文件备份到移动硬盘。

2. 下载镜像

   • 从 清华大学开源软件镜像站 下载最新版 archlinux-2025.06.01-x86_64.iso。
   • 验证完整性： 使用 sha256sum 或 gpg 工具校验下载 ISO 文件的校验和与签名。

3. 制作启动 U 盘

   • 工具： Rufus。
   • 步骤：
     • 插入 U 盘（≥8GB）。
     • 运行 Rufus。
     • 选择下载的 Arch Linux ISO 文件。
     • 分区类型： 选择 GPT。
     • 目标系统： 选择 UEFI (非 CSM)。
     • 点击“开始”。
     • 镜像写入模式： 选择 DD 模式 (重要！)。
     • 确认操作，等待写入完成。

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⚙️ 二、安装 Arch Linux 基础系统

1. 关闭 Secure Boot

   • 关机状态下，长按 音量+键 并点按电源键开机，进入 UEFI 设置界面。
   • 导航至 Security 选项卡。
   • 找到 Secure Boot 选项，将其关闭。
   • 保存更改并退出。

2. 从 U 盘启动

   • 关机状态下，长按 音量-键 并点按电源键开机。
   • 在启动菜单中，选择包含 U 盘名称的 UEFI 启动项。

连接网络 (使用 iwd)

rfkill list # 查看无线设备状态（通常默认已解锁）
iwctl # 进入 iwd 交互式命令行
[iwd]# device list # 列出可用无线网卡（如 wlan0）
[iwd]# station wlan0 scan # 扫描可用 Wi-Fi 网络
[iwd]# station wlan0 get-networks # 列出扫描到的网络
[iwd]# station wlan0 connect "你的Wi-Fi名称" # 连接网络，按提示输入密码
[iwd]# exit # 退出 iwd
ip link show wlan0 # 检查网卡状态（应显示 `UP`）
ping -c 3 www.baidu.com # 测试网络连通性

更新系统时钟

timedatectl set-ntp true # 启用 NTP 时间同步
timedatectl status # 检查时间服务状态和当前时间

优化软件源 (国内用户建议)

# 生成国内镜像源列表（按速度排序，使用 HTTPS）
reflector --country China --latest 20 --sort rate --protocol https --save /etc/pacman.d/mirrorlist
# 检查生成的镜像列表
cat /etc/pacman.d/mirrorlist
# 更新软件包数据库
pacman -Syy

硬盘分区

注意： 此示例展示最简单的分区方案（EFI 引导分区 + 根分区 + Swap 交换分区）。请根据实际需求和硬盘大小调整。
警告： 分区操作会清除磁盘数据，请务必确认操作对象 (/dev/nvme0n1) 是目标磁盘。

• 输入 lsblk 或 fdisk -l 查看磁盘及分区信息，确认目标磁盘设备（如 /dev/nvme0n1）。
• 使用分区工具（推荐 cfdisk 的图形界面）：

  cfdisk /dev/nvme0n1 # 更直观的图形界面分区工具
  # 或 gdisk /dev/nvme0n1 (GPT 专用) / fdisk /dev/nvme0n1

• 示例分区方案 (128GB SSD)：
  • /dev/nvme0n1p1: EFI 系统分区，大小 512MB-1GB，类型 EFI System。
  • /dev/nvme0n1p2: 根分区 (/), 剩余大部分空间 (如 110GB+)，类型 Linux filesystem。
  • /dev/nvme0n1p3: Swap 交换分区, 大小建议等于或稍大于内存 (如 4GB-8GB)，类型 Linux swap。
• 分区完成后，写入更改 (Write) 并退出工具。

格式化分区

# 格式化根分区为 f2fs (需已加载 f2fs 内核模块)
mkfs.f2fs -l ArchRoot -O extra_attr,inode_checksum,sb_checksum /dev/nvme0n1p2
# 初始化 Swap 分区
mkswap -L ArchSwap /dev/nvme0n1p3
# 格式化 EFI 分区为 FAT32
mkfs.fat -F 32 -n ARCHBOOT /dev/nvme0n1p1

挂载分区

# 挂载根分区
mount /dev/nvme0n1p2 /mnt
# 创建 EFI 挂载点并挂载 EFI 分区 (标准路径为 /mnt/boot 或 /mnt/efi)
mkdir -p /mnt/boot/efi # 推荐此路径
mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/boot/efi
# 启用 Swap 分区
swapon /dev/nvme0n1p3
# 检查分区挂载情况
lsblk -f

重要提示： 挂载顺序必须为先根分区 (/mnt)，再 EFI 分区 (/mnt/boot/efi)。否则可能导致系统无法启动。

安装基本系统

pacstrap -K /mnt base base-devel linux linux-firmware vim intel-ucode
# `base-devel` 包含编译工具，后续常用。`intel-ucode` 是 Intel CPU 微码更新。

生成 fstab 文件

# 生成 fstab 文件 (使用 UUID)
genfstab -U /mnt >> /mnt/etc/fstab
# 务必检查生成的 /mnt/etc/fstab 文件是否正确！
cat /mnt/etc/fstab

Chroot 到新系统

arch-chroot /mnt

配置基础系统

# 安装必要软件包
pacman -Syu networkmanager bluez bluez-utils vim f2fs-tools xf86-input-wacom
# 网络管理、蓝牙、编辑器、f2fs工具、Surface Pen驱动

# 针对 Surface Pro 4 的 2736×1824 高分辨率设置显示缩放 (可选，也可进桌面后设置)
echo "export GDK_SCALE=2" >> /etc/profile.d/hidpi.sh
echo "export QT_SCALE_FACTOR=2" >> /etc/profile.d/hidpi.sh
chmod +x /etc/profile.d/hidpi.sh

# 安装并启用 IPTSD (Surface 触控驱动)
pacman -S iptsd
systemctl enable iptsd

# 设置时区
ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
# 设置硬件时钟为 UTC 时间
hwclock --systohc --utc

# 本地化设置 (语言环境)
vim /etc/locale.gen # 取消注释 `en_US.UTF-8 UTF-8` 和 `zh_CN.UTF-8 UTF-8`
locale-gen # 生成指定的 locale
echo "LANG=en_US.UTF-8" > /etc/locale.conf # 设置系统默认语言为英文 (建议)
# 或 echo "LANG=zh_CN.UTF-8" > /etc/locale.conf # 设置为中文 (可能导致 TTY 乱码)

# 设置控制台键盘布局和字体 (可选)
vim /etc/vconsole.conf
# 例如:
# KEYMAP=us
# FONT=lat9w-16

# 设置主机名
vim /etc/hostname
# 例如: surface-pro4

# 配置 hosts 文件
vim /etc/hosts
# 添加以下行:
127.0.0.1    localhost
::1          localhost
127.0.1.1    surface-pro4.localdomain surface-pro4  # 将 `surface-pro4` 替换为你的主机名

# 设置 root 密码
passwd

创建普通用户并授予 sudo 权限

# 替换 [yourusername] 为你的用户名
useradd -m -G wheel,users,storage,power,lp,adm,optical [yourusername]
passwd [yourusername] # 设置新用户密码

# 安装 sudo 并配置 wheel 组权限
pacman -S sudo
# 编辑 sudoers 文件 (使用 `visudo` 命令更安全)
EDITOR=vim visudo
# 找到行 `# %wheel ALL=(ALL:ALL) ALL`，取消注释 (删除行首的 `#`)
# 保存退出 (:wq)

安装并配置引导加载程序 (GRUB)

# 安装 GRUB 和相关工具
pacman -S grub efibootmgr os-prober

# 安装 GRUB 到 EFI 分区
grub-install --target=x86_64-efi --efi-directory=/boot/efi --bootloader-id=ArchLinux --recheck

# (可选) 编辑 GRUB 默认配置 (如 GRUB_CMDLINE_LINUX 参数)
vim /etc/default/grub

# 生成 GRUB 配置文件 (会自动包含 intel-ucode)
grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

# 启用 NetworkManager 服务
systemctl enable NetworkManager

# 生成初始 RAM 磁盘 (initramfs)
mkinitcpio -P

完成安装并重启

# 退出 chroot 环境
exit
# 卸载所有挂载的分区
umount -R /mnt
# 关闭 Swap
swapoff -a
# 重启系统 (移除安装 U 盘)
reboot

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🖥️ 三、安装 Surface 专属内核与驱动

📌 关键步骤！ 若不安装，触屏、Type Cover 键盘、摄像头、传感器等将无法正常工作或功能受限。
参考 linux-surface 项目。

1. 添加 linux-surface 仓库密钥和源

   # 导入密钥
   curl -s https://raw.githubusercontent.com/linux-surface/linux-surface/master/pkg/keys/surface.asc | sudo pacman-key --add -
   sudo pacman-key --finger 56C464BAAC421453
   sudo pacman-key --lsign-key 56C464BAAC421453
   # 添加仓库到 pacman 配置
   echo '[linux-surface]' | sudo tee -a /etc/pacman.conf
   echo 'Server = https://pkg.surfacelinux.com/arch/' | sudo tee -a /etc/pacman.conf

2. 安装 Surface 内核和驱动

   # 更新仓库并安装
   sudo pacman -Syu
   sudo pacman -S linux-surface linux-surface-headers iptsd
   # 确保 IPTSD 服务启用 
   sudo systemctl enable --now iptsd

3. 安装其他必要固件和驱动

   # Marvell WiFi 固件 (Surface Pro 4 需要)
   sudo pacman -S linux-firmware-marvell
   # Libcamera 驱动 (摄像头支持)
   sudo pacman -S libcamera
   # GStreamer 插件 (便于使用摄像头的应用)
   sudo pacman -S gst-plugin-libcamera

4. 验证安装

   # 安装 screenfetch 或 neofetch
   sudo pacman -S screenfetch
   screenfetch

   • 在输出信息中，检查 Kernel: 一行是否包含 surface 字样 (例如 Kernel: 6.x.x-arch1-1-surface)，这表明 Surface 内核已成功加载。
   • 此时触屏、Type Cover 键盘、触控板、笔等应基本可用。

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⚡ 四、安装桌面环境 (KDE Plasma) 与基本应用

安装图形组件与 KDE Plasma

# 安装 Xorg 基础 (Wayland 会话已包含在 plasma-wayland-session 中)
sudo pacman -S xorg-server xorg-xinit mesa

# 安装完整的 KDE Plasma 桌面及其 Wayland 会话
sudo pacman -S plasma plasma-wayland-session kde-applications sddm

# 安装常用工具
sudo pacman -S konsole kate dolphin

# 安装中文字体
sudo pacman -S noto-fonts-cjk noto-fonts-emoji ttf-wps-fonts wqy-microhei adobe-source-han-sans-cn-fonts
sudo fc-cache -fv # 刷新字体缓存

# 安装 Intel 集成显卡驱动 (通常 mesa 已足够，此包提供 legacy Xorg 配置)
sudo pacman -S xf86-video-intel

# (可选) 设置 KDE Plasma 默认为中文界面 (在 SDDM 登录后，系统设置里更改更安全)
# echo "export LANG=zh_CN.UTF-8" >> /home/[yourusername]/.bashrc # 仅影响该用户的终端和部分应用
# KDE 的系统级语言设置在 `/etc/locale.conf` 的 `LANG`，用户级在系统设置里更改。

# 修复 Surface Type Cover 键盘背光控制
echo "options surface_kbd led_autosuspend=2" | sudo tee /etc/modprobe.d/surface_kbd.conf
sudo mkinitcpio -P # 重新生成 initramfs 使内核模块参数生效

启用必要系统服务

# 启用 SDDM 显示管理器 (登录界面)
sudo systemctl enable sddm

# NetworkManager 在基础安装阶段应已启用，确认一下
sudo systemctl enable --now NetworkManager

# (可选) 启用蓝牙
sudo systemctl enable --now bluetooth

# (可选) 启用 CUPS 打印服务
sudo systemctl enable --now cups

重启进入桌面

sudo reboot

配置中文输入法 (Fcitx5)

1. 安装输入法框架和引擎

   sudo pacman -S fcitx5-im fcitx5-chinese-addons fcitx5-pinyin-zhwiki fcitx5-material-color # 框架、中文引擎、词库、皮肤

2. 配置环境变量 (针对 Wayland 和 Xorg)
   • 编辑用户文件 ~/.pam_environment (如果不存在则创建):

     GTK_IM_MODULE DEFAULT=fcitx
     QT_IM_MODULE DEFAULT=fcitx
     XMODIFIERS DEFAULT=\@im=fcitx
     SDL_IM_MODULE DEFAULT=fcitx
     GLFW_IM_MODULE=ibus # 某些游戏需要此项

   • 或者在 ~/.xprofile (仅Xorg) 或 ~/.config/environment.d/im.conf (推荐，适用于Wayland和Xorg) 中添加：

     export GTK_IM_MODULE=fcitx
     export QT_IM_MODULE=fcitx
     export XMODIFIERS=@im=fcitx

3. 在 KDE 设置中配置 Fcitx5
   • 进入 系统设置 > 区域设置 > 输入法。
   • 取消勾选 可用输入法 下的 仅使用默认输入法。
   • 点击 添加输入法，搜索并添加 Fcitx5。
   • 点击 配置附加组件，找到 Pinyin 引擎进行详细设置 (如云拼音、简繁体切换等)。
   • 配置 快捷键 (如切换输入法、切换简繁体)。
   • 重启 Plasma 会话 (注销再登录) 或重启电脑生效。
4. (可选) 浏览器触控板手势支持
   • 对于 Microsoft Edge 或 Google Chrome/Chromium，在启动命令添加参数以启用 Wayland 和 IME 支持：

     # 修改桌面快捷方式或命令行启动参数
     microsoft-edge-stable --enable-features=UseOzonePlatform,VaapiVideoDecodeLinuxGL --ozone-platform=wayland --enable-wayland-ime
     google-chrome-stable --enable-features=UseOzonePlatform,VaapiVideoDecodeLinuxGL --ozone-platform=wayland --enable-wayland-ime

系统维护

• 定期更新系统：

  sudo pacman -Syu

• 清理未使用的包和缓存：

  sudo pacman -Sc    # 清理未安装包的缓存
  sudo pacman -Qtdq | sudo pacman -Rns - # 删除无依赖的孤立包 (谨慎操作)
  sudo paccache -rk2 # 保留最近2个版本的已安装包缓存 (需要 paccache, pacman-contrib包提供)

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⚠️ 五、风险与注意事项

1. 恢复 Windows

   • 如需重装 Windows，必须使用官方镜像制作的 U 盘。
   • 重装 Windows 会覆盖 Linux 引导。修复方法：使用 Windows 安装盘启动，进入命令提示符执行 bootrec /fixmbr 和 bootrec /fixboot (可能还需 bcdboot)，或使用 Linux Live USB 重新安装 GRUB。

2. 硬件兼容性限制

   • 摄像头： Surface Pro 4 的摄像头在 Linux 下功能受限 (libcamera 提供基础支持)，兼容性和稳定性不如 Windows。
   • 休眠/睡眠： 从休眠 (hibernate) 或深度睡眠唤醒可能不稳定。建议：
     • 优先使用挂起 (suspend/sleep)。
     • 彻底禁用休眠：sudo systemctl mask sleep.target suspend-then-hibernate.target hibernate.target hybrid-sleep.target
   • Windows Hello 红外传感器面部识别： 不支持。
   • Surface Pro 4 的合盖/开盖传感器需要 linux-surface 内核的完整支持：
     • 确认已安装 linux-surface：

       pacman -Qs linux-surface

     • 如果未安装，安装：

       sudo pacman -S linux-surface linux-surface-headers

     • 检查是否加载了相关模块：

       lsmod | grep -E "surface|hid"

     • 确保以下模块已加载：

       surface_aggregator
       surface_aggregator_registry
       surface_hid_core

     • 如果缺少，手动加载：

       sudo modprobe surface_aggregator
       sudo modprobe surface_hid_core

     • 更新 mkinitcpio.conf：

       sudo nano /etc/mkinitcpio.conf

     • 添加模块：

       MODULES=(... surface_aggregator surface_aggregator_registry surface_hid_core ...)

     • 重新生成 initramfs：

       sudo mkinitcpio -P

3. 建议阅读

   • Arch Linux 中文维基百科 (首要参考)
   • linux-surface Wiki (Surface 设备特定问题)

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💎 未尽事项/高级配置

启用 Secure Boot (复杂，可选)

1. 必要性： 增强安全性，但配置繁琐。Surface 设备关闭 Secure Boot 除了开机有红色警示条外不影响主要功能。
2. 参考：
   • ArchWiki: Unified Extensible Firmware Interface/Secure Boot
   • ArchWiki: GRUB - Shim-lock
   • 核心步骤：使用 shim-signed (AUR)，创建 Machine Owner Key (MOK)，签名内核 (linux-surface)、GRUB 模块和 ZFS 模块 (如使用)，在 UEFI 中注册 MOK。过程复杂且易出错。

Surface Pen 与触摸屏高级设置

• 文件： /etc/iptsd.conf
• 关键设置： 避免笔悬停时误触发触摸。

  ##
  ## Ignore all touch inputs if a stylus is in proximity.
  ##
  DisableOnStylus = true # 确保设置为 true

• 压感笔记软件推荐： Xournal++
• 更多绘图板软件： 参考 ArchWiki: Graphics tablet

磁盘加密 (LUKS)

• 如需全盘加密，需在分区阶段规划。参考 ArchWiki: Dm-crypt/Encrypting an entire system 和 linux-surface Disk Encryption (涉及 TPM2 + Secure Boot 集成)。