一：功能开启

1.1 内核功能

功能主要为两个地方，一个是支持ramdisk/initrd，一个是支持overlayfs

其次需要开启的为各类挂载系统的功能支持，如ext4,ntfs,exfat,squashfs，以及U盘的识别

如下所示：


CONFIG_BLK_DEV_INITRD
CONFIG_OVERLAY_FS
CONFIG_EXT4_FS
CONFIG_NTFS_FS
CONFIG_FAT_FS
CONFIG_VFAT_FS
CONFIG_SQUASHFS
CONFIG_USB_STORAGE
CONFIG_SCSI
CONFIG_BLK_DEV_SD

1.2 开机参数

我们知道，系统开机由内核的cmdline来体现，为了使能overlayfs，可以显示的将overlayfs的配置体现在cmdline。如下


root=PARTLABEL=rootfs rootfstype=squashfs rw overlayroot=device:dev=PARTLABEL=userdata,fstype=ext4,mkfs=1

可以知道如下信息：


a.root分区默认挂载在PARTLABEL=rootfs，类型为squashfs

b.overlayroot分区默认一个设备，为PARTLABEL=userdata，类型为ext4

1.3 ramdisk脚本

ramdisk脚本可以通过如下获取


https://gitlab2.kylin.com/shanghai-team/ramdisk/-/blob/ramdisk-reduce/ramdisk/scripts/init-bottom/kylinoverlay

脚本在init-bottom下运行，需要在ORDER下追加


/scripts/init-bottom/kylinoverlay "$@"

这样在系统加载ramdisk/initrd时，kylinoverlay运行会通过mount命令，将原始的root挂载修改为overlay挂载

如直接克隆ramdisk参考，上述步骤无需关心

二：启动效果

2.1 挂载情况


root@kylin:~# lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
mmcblk0 179:0 0 29.1G 0 disk
├─mmcblk0p3 179:3 0 10.5G 0 part /media/root-ro
└─mmcblk0p6 179:6 0 13G 0 part /media/root-rw

其中 /media/root-ro 和 /media/root-rw 是对应的root和userdata分区


root@kylin:~# blkid
/dev/mmcblk0p3: TYPE="squashfs" PARTLABEL="rootfs" PARTUUID="614e0000-0000-4b53-8000-1d28000054a9"
/dev/mmcblk0p6: PARTLABEL="userdata" UUID="62af73c5-bd8c-4cc0-af0a-10abc9574f21" TYPE="ext4" PARTLABEL="userdata" PARTUUID="2d1d0000-0000-4e74-8000-770200003b4e"
overlay的挂载情况
root@kylin:~# mount
/dev/mmcblk0p3 on /media/root-ro type squashfs (ro,relatime)
/dev/mmcblk0p6 on /media/root-rw type ext4 (rw,relatime)
overlayroot on / type overlay (rw,relatime,lowerdir=/media/root-rw/commit:/media/root-ro,upperdir=/media/root-rw/rootfs_overlay,workdir=/media/root-rw/rootfs_overlay-workdir/_)

这里把commit和root-ro作为lower，root-ro是最底层，rootfs_overlay作为upper，rootfs_overlay-workdir作为work

这里需要说明的是：

overlayfs是将多个分区/目录进行联合挂载，对挂载点进行分层，作为lower层的只读，upper层的可写，从而合并成overlayroot目录作为根文件系统，在根文件系统上的读写实际上是通过读写upper层的内容。

三：追加功能

3.1 自动清理


rm -rf "${root_rw}/${dir_prefix}/*"

开机自动清理即直接删除upper层的所有文件内容

3.2 提交改动


cp -rpf ${root_rw}/${dir_prefix}/* ${root_rw}/commit/
rm -rf ${root_rw}/${dir_prefix}/*

提交改动即将overlay_root目录的内容，原封不动拷贝到commit下。

值得注意的是，overlay会标记已删除的文件和目录为字符文件，需要针对其做如下处理

先遍历dir_prefix的字符文件,然后跑到commit下删掉再遍历commit的字符文件,然后跑到dir_prefix下删掉

3.3 系统还原


func_restore(){
 rm -rf ${root_rw}/*
 mkdir -p ${root_rw}/${dir_prefix}
 mkdir -p $workdir
 mkdir -p ${root_rw}/commit
}

系统还原即删除所有root-rw目录的内容，并重新创建upper层，work层，和lower层的commit 目录

3.4 U盘更新


umount ${root_ro}
umount ${root_rw}
rootfs=`blkid -s PARTLABEL | grep PARTLABEL=\"rootfs\" | awk -F: '{print $1}'`
userdata=`blkid -s PARTLABEL | grep PARTLABEL=\"userdata\" | awk -F: '{print $1}'`
dd if=/update/filesystem.squashfs of=${rootfs}
dd if=/update/ghost.squashfs of=${rootfs}
dd if=/update/overlay.ext4 of=${userdata}
mount ${rootfs} ${root_ro}
mount ${userdata} ${root_rw}

U盘更新即找到U盘后,卸载root-rw和root-ro，将分区进行dd到系统上，然后再重新mount起来

因为直接使用的dd，所以dd时不能断电和拔出U盘，否则系统会变砖，后续可以考虑，系统变砖后，自动恢复rootfs的功能

3.5 备份系统


mksquashfs ${root_ro}/ /ghost/ghost.squashfs
commit_size=`/usr/bin/du --block-size=1M -s ${root_rw}/commit/ | awk '{print $1}'`
commit_size=$(($commit_size+100))
dd if=/dev/zero of=/ghost/overlay.ext4 bs=512 count=2048
mkfs.ext4 -F /ghost/overlay.ext4
resize2fs /ghost/overlay.ext4 ${commit_size}M
inode=`expr ${commit_size} \* 1024 / 16`
mkfs.ext4 -F -L userdata -N ${inode} /ghost/overlay.ext4
cp -rpf ${root_rw}/commit/ /tmp
umount /tmp
sync -f /ghost/overlay.ext4
e2fsck -f /ghost/overlay.ext4
resize2fs /ghost/overlay.ext4 -M

备份系统即打包root分区和打包overlay分区下的commit目录。生成ghost.squashfs和overlay.ext4

四：使用

4.1 脚本

使用通过overlaymanager.sh脚本，通过内置到操作系统下即可使用，具体操作情况如下


usage(){
 info "Usage: "
 info " $0 -commit/-c #提交"
 info " $0 -ghost/-g #一键ghost"
 info " $0 -restore/-r #系统还原"
 info " $0 -update/-u #更新系统"
 info " $0 -y #打开自动清理"
 info " $0 -n #关闭自动清理"
 info " $0 -boot/-b #升级内核"
}