安装 Ubuntu 和 CentOS 双系统

场景描述

• 笔记本电脑上一直用的是 Ubuntu 18.04，现在想装 CentOS 8 作为双系统；
• 之前不了解 LVM 也不熟悉分区，Ubuntu 基本上是按照安装引导程序的默认设置安装的，一个分区独占了整块硬盘（460 G 左右）；
• 一开始以为非常简单，拿着 CentOS 的 live USB 打算直接安装，但安装引导程序提示没有足够的空间了；
• 大家都推荐用 GParted 来缩小分区，但是试了一下，没成功。

摘要

经过前后两三天的倒腾，终于成功装好。各个步骤如下：

1. 重新划分硬盘分区。为此，需要依次缩小现有的文件系统（file system）、逻辑卷（logical volume）、物理卷（physical volume）和分区（partition），实际只用了3步，因为文件系统和逻辑卷是同时缩小的；
2. 新建分区，在新分区上安装 CentOS。此时开机会自动 boot 到 CentOS，Ubuntu 回不去了；
3. 使用 live USB 为 Ubuntu 重新安装 grub 并修改参数，最终实现可以通过开机 grub 菜单选择进入 Ubuntu 或者 CentOS 系统。

步骤1：缩小文件系统和逻辑卷（FS 和 LV）

使用 lsblk 命令可以清楚地看到硬盘的分区情况，并且也看到我的 Ubuntu 是建立在逻辑卷上的（TYPE 列为 lvm）：

doudou@doudou-Aspire-E1-471G:~$ sudo lsblk
NAME                  MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
(...)
sda                     8:0    0 465.8G  0 disk 
└─sda1                  8:1    0 465.8G  0 part 
  ├─ubuntu--vg-root   253:2    0 464.8G  0 lvm  /
  └─ubuntu--vg-swap_1 253:3    0   976M  0 lvm  

使用 df 命令查看 Ubuntu 系统所占空间大小和剩余空间：

doudou@doudou-Aspire-E1-471G:~$ df -h
Filesystem                   Size  Used Avail Use% Mounted on
(...)
/dev/mapper/ubuntu--vg-root  465G  9.8G   455G  3% /

可以看到 ubuntu--vg-root 逻辑卷实际只占了 9.8 G 空间。下面缩小 ubuntu--vg-root 逻辑卷，为安装 CentOS腾出空间。

使用 lvreduce 命令缩小逻辑卷 ubuntu--vg-root 的大小，其中 --resizefs 标识是说，在缩小逻辑卷的同时也缩小文件系统，--size -350G 表示缩小 350 G。

doudou@doudou-Aspire-E1-471G:~$ sudo lvreduce --resizefs --size -350G /dev/ubuntu-vg/root
Do you want to unmount "/" ? [Y|n] n
fsadm: Cannot proceed with mounted filesystem "/".
  /sbin/fsadm failed: 1
  Filesystem resize failed.

shell 提示在文件系统挂载的情况下，是无法改变文件系统大小的（逻辑卷大小是可以改的），不过在系统运行时显然是不能卸载 / 的（虽然我还没试过在上面选 y…）。

因此，这一步需要使用 live USB 进行，找一个 Ubuntu 的镜像写入 USB（如果是 mac，推荐 balenaEtcher 这个工具），然后使用 USB 引导系统，选择 “Try Ubuntu”，然后打开命令行，重复上面的命令：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo lvreduce --resizefs --size -350G /dev/ubuntu-vg/root

这一次应该就能顺利完成了，检查一下：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo lvs
  LV     VG        Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  root   centos-vg -wi-a----- 114.80g                                                    
  swap   centos-vg -wi-a----- 976.00m                                                    

附：本节参考资料

如果不太了解 LVM，推荐下面这两篇文章，能够快速理解 LVM 的概念：

• LVM 入门
• 可以参考这里面的配图，非常直观

这一步骤的相关命令来自 How do I shrink the root logical volume (LV) on LVM?

步骤2：缩小物理卷（PV）

上一步只是缩小了逻辑卷的大小，如果使用 vgs 命令展示逻辑卷组信息，会发现逻辑卷组的大小还是没变：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo vgs
  VG        #PV #LV #SN Attr   VSize    VFree 
  ubuntu-vg   1   2   0 wz--n- <465.80g 350.24g

使用 pvs 展示物理卷信息：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo pvs
  PV         VG        Fmt  Attr PSize    PFree 
  /dev/sda1  ubuntu-vg lvm2 a--  <465.80g 350.24g

这个时候如果直接缩小分区，还是会造成数据损失（事实上我就是在这一步直接缩小分区了，后来连 CentOS 都装好了，但命令行只要涉及分区或者 LVM 的操作都在提示 Warning 信息，促使我发现了这个问题，缩小了物理卷之后就好了，并且我很侥幸地居然没有造成数据损失）。

下面使用 pvresize 来缩小物理卷， --setphysicalvolumesize 128G 将物理卷大小设置为 128 G：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo pvresize --setphysicalvolumesize 128G /dev/sda1

但是这里会遇到 /dev/sda1: cannot resize to xxxxx extents as later ones are allocated. 错误。通过 pvs 的 --segments 标识可以直观地看到原因：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo pvs -v --segments /dev/sda1
  PV         VG        Fmt  Attr PSize    PFree  Start SSize LV     Start Type   PE Ranges            
  /dev/sda1  ubuntu-vg lvm2 a--  <465.80g 350.24g    0  xxxx root       0 linear /dev/sda1:0-(xxxx-1)    
  /dev/sda1  ubuntu-vg lvm2 a--  <465.80g 350.24g xxxx  yyyy            0 free 
  /dev/sda1  ubuntu-vg lvm2 a--  <465.80g 350.24g zzzz   244 swap_1     0 linear /dev/sda1:zzzz-jjjj

中间具体的数值我忘记了，用 xxxx、yyyy、zzzz 和 jjjj 替代。

总之，问题在于刚才缩小 root 逻辑卷所空余出来的空间在 swap_1 逻辑卷所占空间之前，而缩小物理卷只能从后缩小，会发现后面的空间其实是被 swap_1 占着呢，所以报错了。

可以用 pvmove 命令来移动 PE，解决这个问题，其中的 /dev/sda1:zzzz-jjjj 对应的就是 swap_1 的区间：

sudo pvmove --alloc anywhere /dev/sda1:zzzz-jjjj

根据我找到的参考资料，这样做应该能够解决问题，但在我的情况下还是报错。在尝试了很久未果之后，无奈我只好索性删除并重新创建了 swap_1 逻辑卷，反正交换空间里也没有数据。重新创建的 swap_1 逻辑卷（名字不能变，/etc/fstab 靠这个名字挂载）就自动接在 root 逻辑卷之后了。

（后来我第二次遇到了同样的问题，使用上面的 pvmove 命令就成功解决了。）

这个问题解决之后，重新运行上面的 sudo pvresize --setphysicalvolumesize 128G /dev/sda1 命令，即可缩小物理卷。

现在使用 vgs 命令可以看到：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo vgs
  VG        #PV #LV #SN Attr   VSize    VFree 
  ubuntu-vg   1   2   0 wz--n- <128.00g 65.24g

附：本节参考资料

How to reduce Volume Group size in LVM?

步骤3：缩小分区（Partition）

这一步就比较简单了，使用 Ubuntu live USB 里自带的 GParted 工具可以很直观地改变分区大小。

在我的例子里，上面已经提到，我在分区前忘了缩小物理卷，所以这一步使用 GParted 分区会报错，而且我当时没有找到问题。于是我使用 fdisk 命令强行进行了缩小分区，成功是成功了，但也导致了后面装好 CentOS 之后的 Warning 提示。好在最后问题还是得到了解决。

步骤3：安装 CentOS

这一步也没什么好说的，不过感觉 CentOS 的安装引导程序比较难用。

还有，CentOS竟然要求 /boot 不能使用 LVM 分区，于是还得单独为 /boot 划分一个分区。最后的分区变成了这样：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo lsblk
NAME                  MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
(...)
sda                     8:0    0 465.8G  0 disk 
├─sda1                  8:1    0   128G  0 part 
│ ├─ubuntu--vg-root   253:2    0 114.8G  0 lvm  /
│ └─ubuntu--vg-swap_1 253:3    0   976M  0 lvm  
├─sda2                  8:2    0   300M  0 part 
└─sda3                  8:3    0 115.8G  0 part 
  ├─centos--vg-root   253:0    0 114.8G  0 lvm  
  └─centos--vg-swap   253:1    0   976M  0 lvm  

步骤4：安装 grub 并设置启动菜单

CentOS 是装好了，但现在开机就自动引导到了 CentOS，Ubuntu 连影都见不着了。

下面还是需要借助 Ubuntu 的 live USB，首先挂载 Ubuntu 的文件系统：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo mount /dev/mapper/ubuntu--vg-root  /mnt/

上面这个命令将 Ubuntu 的文件系统挂载到了 /mnt，也就是说，现在的 /mnt/ 目录下就是之前在 Ubuntu 系统上的 /下的内容了。

安装 grub：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo grub-install –-root-directory=/mnt/ /dev/sda

现在重启计算机，从硬盘引导。但在我的例子中，开机时还是没有出现 grub 菜单，直接跳到了 CentOS…

别着急，下面还是借助 Ubuntu 的 live USB，按照上面的方法挂载 Ubuntu 的文件系统到 /mnt 下，然后修改 /etc/default/grub 文件：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo vi /mnt/etc/default/grub

将下面两项：

GRUB_TIMEOUT_STYLE=hidden
GRUB_TIMEOUT=0

修改为：

GRUB_TIMEOUT_STYLE=menu
GRUB_TIMEOUT=10

再次重启计算机，可以在 grub 菜单上选择引导系统了，大功告成！

附：本节参考资料

Ubuntu Grub Recover after installing centos or windows
挂载硬盘，提示 mount: unknown filesystem type 'LVM2_member’的解决方案