使用 Btrfs 格式的根分区启动树莓派

发布于 2022-07-20  454 次阅读

1. 重新生成 initramfs

在默认情况下，Raspberry Pi OS 的 btrfs 是支持是作为 kernel modules 存在的，需要重新生成对应的 initramfs 使内核能够挂载 btrfs 文件系统.

# 安装相应依赖
# initramfs-tools 默认情况下已经安装
sudo apt install initramfs-tools btrfs-tools

向 /etc/initramfs-tools/modules 中添加相应的 kernel modules :

sudo vi /etc/initramfs-tools/modules
# 以下内容输入到vi窗口内
	btrfs
	xor
	zlib_deflate
	raid6_pq

保存后，使用 mkinitramfs -o /boot/initramfs-btrfs.gz 生成新的 initramfs.
之后，修改 /boot/config.txt 加载新的 initramfs.

sudo vi /boot/config.txt

	# For more options and informations see
	# http://rpf.io/configtxt
	# Some settings may impact device functionality. See link above for details
	initramfs initramfs-btrfs.gz

重启设备，确认新的 initramfs 正常被加载.

2. 将 ext4 rootfs 转换成 btrfs 格式

在 linux 下，将装有系统的 SD卡 / 硬盘链接电脑，通过 btrfs-convert 将 rootfs 转换成 btrfs 格式，以我的硬盘为例:
注: /dev/sdb2 为 rootfs 分区，下文以它为例

# 如果是SD卡，将 /dev/sda 替换成对应设备

fdisk -l /dev/sda
	Disk /dev/sdb: 465.76 GiB, 500107862016 bytes, 976773168 sectors
	Disk model:                 
	Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
	Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
	I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 33553920 bytes
	Disklabel type: dos
	Disk identifier: 0x0ee3e8a8
	
	Device     Boot     Start       End   Sectors   Size Id Type
	/dev/sdb1            8192    532479    524288   256M  c W95 FAT32 (LBA)
	/dev/sdb2          532480 138127359 137594880  65.6G 83 Linux
	/dev/sdb3       138127360 976773119 838645760 399.9G 83 Linux
  1. 使用 fsck.ext4 /dev/sdb2 确认分区正常
  2. 使用 btrfs-convert /dev/sdb2 将 ext4 格式的 rootfs 转换为 btrfs 格式
  3. 挂载转换完成的 btrfs rootfs
# 挂载 rootfs 和 boot
    sudo mkdir /tmp/rootfs
# rootfs
    sudo mount /dev/sdb2 /tmp/rootfs
# boot
    sudo mount /dev/sdb1 /tmp/rootfs/boot
  1. 在 rootfs 下创建 swap 子卷，并禁用 btrfs 的 CoW，存放 swap 文件
# 在树莓派 rootfs 分区下创建 ./swap 子卷存放 swap 文件 
    cd /tmp/rootfs
    sudo btrfs subvolume create swap
# 根据 https://wiki.archlinux.org/title/btrfs#Swap_file
    sudo chattr +C swap/
    cd swap
    sudo dd if=/dev/zero of=swapfile bs=1M count=512 status=progress
    sudo chmod 0600 swapfile
# 编辑 /etc/dphys-swapfile 添加 CONF_SWAPFILE=/swap/swapfile
    sudo vi /tmp/rootfs/etc/dphys-swapfile
    # [...]
    # where we want the swapfile to be, this is the default
    CONF_SWAPFILE=/swap/swapfile
    # [...]

3. 调整挂载和系统设置

  1. 编辑 /tmp/rootfs/etc/fstab
# 编辑 /etc/fstab
# 将 / 的挂载条目的 ext4 改为 btrfs, 并且将最后的 0 1 改为 0 0, 禁用fsck
    sudo vi /tmp/rootfs/etc/fstab
    # e.g. 
    # PARTUUID=c469d4fc-02 / btrfs defaults,noatime 0 0
  1. 编辑 /tmp/rootfs/boot/cmdline.txt
# 编辑 /boot/cmdline.txt, 将 rootfstype=ext4 改为 rootfstype=btrfs fsck.repair=yes 改为 fsck.repair=no
    sudo vi /tmp/rootfs/boot/cmdline.txt
    # e.g. 
    # console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=0ee3e8a8-02 rootfstype=btrfs fsck.repair=no rootwait
  1. 回到树莓派，添加一段脚本，防止以后 kernel 升级后无法启动
# 参考 https://www.ephestione.it/booting-btrfs-root-partition-on-raspberri-pi/

sudo vi /etc/kernel/postinst.d/btrfs-update

    #!/bin/bash 
    if [ "x$2" != "x/boot/kernel8.img" ]; then 
        exit 0 
    fi 
    echo ============ UPDATE INITRAMFS ============== 
    mkinitramfs -o /boot/initramfs-btrfs.gz 0,86 EUR 
    echo ============ UPDATE COMPLETED ==============

# 确保权限
sudo chmod 755 /etc/kernel/postinst.d/btrfs-update
  1. 重启回到系统，重新生成 swapfile
sudo dphys-swapfile swapoff
sudo dphys-swapfile uninstall
sudo dphys-swapfile install
sudo dphys-swapfile swapon

4. Enjoy!