Ubuntu构建只读文件系统

本文介绍Ubuntu构建只读文件系统。

嵌入式系统使用过程中，有时会涉及到非法关机（比如直接关机，或意外断电），这可能造成文件系统损坏，为了提高系统的可靠性，通常将根文件系统设置为只读，将其他需要读写的数据放置在另外开辟的一个磁盘分区，本文针对嵌入式系统常用的Ubuntu操作系统构建只读文件系统。

1.基本原理

1)OverlayFS简介

OverlayFS(Overlay File System)是一种联合文件系统，它通过叠加多个目录形成一个单一的文件系统试图，其结构如下图。

其中，

a)lowerdir:下层目录，此目录为只读的。

b)upperdir:上层目录，此目录为可读写的。

c)merged:合并目录，此目录为合并上层目录和下层目录叠加形成的统一视图。

2)Overlayroot操作原理

Overlayroot是软件安装包，它使用了上述OverlayFS，它将根文件系统当作OverlayFS的下层目录，换句话说，下层目录是根文件系统的只读挂载，但是系统在运行过程中，有些文件又想要读写，就将他们挂载在上层目录，比如tmpfs，sysfs（驱动操作）及另外划分出来的磁盘分区。

系统允许用户在根文件系统（也就是下层目录）上做写操作，用户也看的见这些更改，但这些更改是临时的，不会实际写入磁盘，重启后更改全部丢失，不会影响到根文件系统。而挂载到上层目录，对他们进行更改操作，这些更改可能会在重新启动后持续存在，如对另外划分出来的磁盘分区进行写操作，重启后更改仍然存在，而对tmpfs进行写操作，重启后会丢失。

2.操作方法

1)安装Overlayroot

输入如下命令：

sudo apt-get install overlayroot

2)配置Overlayroot

作为对比，配置前，我们可以查看下系统挂载情况，输入如下命令：

mount

结果如下：

可以看出“/dev/sda1”为可读写的。

编辑“/etc/overlayroot.conf"，输入如下命令：

sudo gedit /etc/overlayroot.conf

可以看出，默认配置为：

overlayroot="";

修改为：

overlayroot="tmpfs:swap=0,recurse=0"

重启后，查看挂载情况：

可以看出“/dev/sda1”已经变为只读了。

3)修改超时时间

重启时，系统会进入GRUB界面，如下图。

默认等待时间为30s，若需要修改时间，可修改“/boot/grub/grub.cfg”将“timeout”修改为想要的值（需要暂时禁用Overlayroot）。如下图。

4)挂载读写分区

若系统需要保存数据，如日志或数据库等，可重新划分一个磁盘分区，将此分区挂载为可读写的，并修改“/etc/fstab”进行自动挂载，在此不再赘述。

5)禁止Overlayroot

若需要修改根文件系统相关文件，需要禁止Overlayroot，可在GRUB界面，按“e”键，修改传递内核参数，添加“overlayroot=disable”，如下图。

注意以上操作只是临时禁止Overlayroot，重启后失效。

若想永久禁止Overlayroot，按上述操作进入系统后，重新编辑“/etc/overlayroot.conf"，修改为默认配置：

overlayroot="";

总结，本文介绍了Ubuntu构建只读文件系统。