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使用 bcache 自制「混合硬盘」

换了新本子,外存是1T机械硬盘和16G固态硬盘。这16G SSD 速度挺快的尤其是读的时候,可它拿来放 / 都不够呢,于是拿来作缓存加速。根据局部性原理,虽然数据很多,但是最常访问的只占其中一小部分呢。

搜索的结果是有三个方案:bcache、dm-cache 和 Facebook 的 flashcache。前两者在官方内核里,不需要另外安装。我是最先在 Arch Wiki 上看到 bcache 的,后来又看 dm-cache,发现需要自己指定元数组的存储什么的,略复杂。而且一些评测显示 bcache 性能要好一点,所以就它了。

$$ \require{extpfeil} \rm{SSD} + \rm{HDD} \xlongequal{\rm bcache} \rm{SSHD} $$

配置起来其实很简单。首先安装 AUR 里的 bcache-tools,然后创建存储数据的分区和用于缓存的分区:

make-bcache -B /dev/sda2
make-bcache -C /dev/sdb1

教程上使用的是 SSD 的分区。换成 SSD 的块设备本身应该也可以。

参数什么的我没调。然后是把缓存设备的 UUID 写到 /sys/block/bcache0/bcache/attach 里。

为了最优性能,往 /sys/block/bcache0/bcache/cache_mode 里写入「writeback」来更改其缓存策略为「写回」。默认是「写通」(writethrough),也就是写的时候同时写缓存和后端设备,不会在缓存出问题时丢数据,但是会慢。另一个可选的策略是「writearound」,不知道该怎么译,是只写到后端设备而不写缓存的。最后一个是「none」,不知道用了它会发生什么……

换出策略使用默认的 LRU(最近最少使用)。剩下的两个(FIFO 和随机)应该效果没 LRU 好。

这些设备是会记住的,无需在启动时重启配置。至少我用的 4.0.1 内核是这样。

弄好之后就可以折腾 /dev/bcache0 这个块设备了。我放弃了之前使用文件级的 eCryptfs,改用在备份里使用得挺爽的块设备级的 dm-crypt,然后才格式化成 ext4。也就是:

$$ 文件数据 \xrightarrow{\textrm{I/O相关系统调用}} \rm{ext4} \xrightarrow{加密} \textrm{dm-crypt} \xrightarrow{缓存} \rm{bcache} \xrightarrow{写入} \rm{SSD} + \rm{HDD} $$

所以我的 /etc/mkinitcpio.conf 里要加上 bcache 和 encrypt 两个 hook:

HOOKS="base udev autodetect modconf block bcache encrypt filesystems keyboard fsck resume"

(不过这样子不能用外接 USB 键盘输入密码的。)

然后 mkinitcpio -p linux 一下,生成新的 initramfs 镜像。

为了共享缓存,我把 / 和 /home 放一起了(不过我猜对 /dev/bcache0 进行分区也是可以的?)。虽然这样子整个 / 用去了60多G空间,但是缓存的命中率还是非常高的——

>>> bcache-status -a
--- bcache ---
Device                      /dev/bcache0 (254:0)
UUID                        07a9b6a5-7f18-4950-84d6-c90abaaf65dc
Block Size                  0.50KiB
Bucket Size                 512.00KiB
Congested?                  False
Read Congestion             2.0ms
Write Congestion            20.0ms
Total Cache Size            14.91GiB
Total Cache Used            14.91GiB    (100%)
Total Cache Unused          0B  (0%)
Dirty Data                  0.50KiB     (0%)
Evictable Cache             14.17GiB    (95%)
Replacement Policy          [lru] fifo random
Cache Mode                  writethrough [writeback] writearound none
Last 5min Hits              439 (92%)
Last 5min Misses            38
Last 5min Bypass Hits       424 (100%)
Last 5min Bypass Misses     0
Last 5min Bypassed          61.50MiB
Last Hour Hits              46003       (88%)
Last Hour Misses            6051
Last Hour Bypass Hits       94043       (100%)
Last Hour Bypass Misses     0
Last Hour Bypassed          400.00MiB
Last Day Hits               79485       (88%)
Last Day Misses             10214
Last Day Bypass Hits        170383      (100%)
Last Day Bypass Misses      0
Last Day Bypassed           602.00MiB
Total Hits                  79485       (88%)
Total Misses                10214
Total Bypass Hits           170383      (100%)
Total Bypass Misses         0
Total Bypassed              602.00MiB

bcache-status 脚本来自这里

感觉还挺快的,特别是各种程序如火狐、gvim、pidgin、zsh 的启动速度,以及 mlocate、pacman 的搜索速度都非常快。没有对比数据,因为我没有试过在这个本子上不用 bcache 的情况下把系统弄起来。之前的旧本子可能因为分区太满导致碎片严重,所以 I/O 性能很差劲的。

Category: Linux | Tags: linux Arch Linux bcache
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在 Arch Linux 下安装 openSUSE LXC 虚拟机

前边,我已经尝试过在 Arch Linux 下安装 Funtoo在 Arch 中安装 Arch 就更简单了。为了测试,我还通过 Aufs 来将我的 Arch Linux 在 LXC 里复制一份。至于安装个 Debian 或者 Ubuntu LXC,由于有在任何 Linux 下都可以跑的 deboostrap,安装起来也十分容易。

现在难题来了:在 LXC 里安装一个 openSUSE。LXC 自带了个 openSUSE 模板,但是它需要 zypper 等。虽然说 AUR 里就有 zypper 和 libzypp(还都是 git 版本的,下载很耗时的),不过还是不怎么够呢。经过尝试,我发现需要以下包来运行这个模板:

  • Arch 里有的:augeas
  • Arch 里没的:libsolv-tools build rpm libzypp zypper

有的就直接安装啦。没有的,可以从它的软件源下载。x86_64 架构的在这里,那个 build 是 noarch 的,在这边

把它们全部下回来,拿 7z 解压能够得到 cpio 档。然后建立个目录并 cd 过去,使用以下命令解开:

$ mkdir t
$ cd t
$ for f in ../*.cpio; do cpio -id < $f; done

这样就把它们解压到目录t里边的。我没有把它们解压到/,因为我不想弄乱我的系统,即使能够清理也是相当麻烦的,而且一不小心还可能删错文件。

所以,又该 Aufs 上场啦。当然在此之前还有件事:openSUSE 没有进行/usr合并。所以要手动去把binusr/sbinsbin等目录下的文件移动到usr/bin下,然后删掉那些目录;把usr/lib64下的文件移动到usr/lib下,并删掉usr/lib64

然后就可以将这个目录和我的 Arch Linux 合体啦:

$ mkdir root
$ sudo mount -t aufs -o br:$PWD/root=rw:$PWD/t=ro:/=ro aufs root

但是!这样子的话,新装好的 openSUSE LXC 会在这个root目录里呢。所以要把外边真实的 LXC 目录给 bind mount 过来。我使用了自定义的 LXC 路径,所以是这样子的:

$ sudo mkdir -p root/ldata/media/temp/lxc
$ sudo mount --bind /ldata/media/temp/lxc root/ldata/media/temp/lxc

然后编辑一下 openSUSE 的模板,搜索「http」把软件源的链接全部改到中国的镜像:

$ sudo vim root/usr/share/lxc/templates/lxc-opensuse

我使用的是中科大的源镜像。

一切就绪,开始安装~

$ sudo chroot root /usr/bin/lxc-create --lxcpath=/ldata/media/temp/lxc -n opensuse -t opensuse

耐心等待哦。最终安装完成根文件系统的大小是 333MiB。

安装完毕之后卸载刚刚挂载的那些东西:

$ sudo umount -R root

然后编辑一下自动生成的 LXC 配置文件,比如属改改网络什么的。以下是我改过的配置文件:

# Template used to create this container: /usr/share/lxc/templates/lxc-opensuse
# Parameters passed to the template:
# For additional config options, please look at lxc.container.conf(5)
lxc.rootfs = /ldata/media/temp/lxc/opensuse/rootfs
lxc.utsname = opensuse
lxc.autodev=1
lxc.tty = 4
lxc.pts = 1024
lxc.mount.entry = run run tmpfs rw 0 0
lxc.mount.entry = tmp tmp tmpfs rw 0 0
lxc.mount.auto = proc sys
lxc.cap.drop = sys_module mac_admin mac_override mknod sys_time
lxc.kmsg = 0

# When using LXC with apparmor, uncomment the next line to run unconfined:
#lxc.aa_profile = unconfined

#networking
lxc.network.type = veth
lxc.network.link = br0
lxc.network.flags = up
lxc.network.ipv4 = 192.168.57.6
lxc.network.name = eth0

lxc.cgroup.devices.deny = a
# /dev/null and zero
lxc.cgroup.devices.allow = c 1:3 rwm
lxc.cgroup.devices.allow = c 1:5 rwm
# consoles
lxc.cgroup.devices.allow = c 5:1 rwm
lxc.cgroup.devices.allow = c 5:0 rwm
lxc.cgroup.devices.allow = c 4:0 rwm
lxc.cgroup.devices.allow = c 4:1 rwm
# /dev/{,u}random
lxc.cgroup.devices.allow = c 1:9 rwm
lxc.cgroup.devices.allow = c 1:8 rwm
lxc.cgroup.devices.allow = c 136:* rwm
lxc.cgroup.devices.allow = c 5:2 rwm
# rtc
lxc.cgroup.devices.allow = c 254:0 rm

当然别忘记修改 root 密码啦:

$ sudo chroot /ldata/media/temp/lxc/opensuse/rootfs /bin/passwd

不过默认会有两个 getty 进程跑在 console 上边。要稍微修改一下。顺手把多余的 tty 上的也关掉好了:

$ sudo rm /ldata/media/temp/lxc/opensuse/rootfs/etc/systemd/system/getty.target.wants/getty@tty*
$ sudo mv /ldata/media/temp/lxc/opensuse/rootfs/etc/systemd/system/console-{shell,getty}.service

然后就可以启动啦:

$ sudo lxc-start -n opensuse --lxcpath=/ldata/media/temp/lxc

会默认启动 sshd,所以直接 ssh 连过去就可以用啦=w=

PS: 这个模板默认安装的是 openSUSE 12.3。记得自己改改或者装好后升级一下。

Category: Linux | Tags: lxc aufs linux Arch Linux openSuse
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Arch Linux 自动连接可用无线网络

Arch Linux 连接网络可以使用其官方开发的 netctl 系列命令行工具。要想在开机(以及从挂起/休眠状态唤醒)时自动连接到可用的无线网络,以下是设置步骤。

首先,你得告诉 Arch Linux 你知道哪些无线热点。Arch Linux 不会自动帮你破解别人的 Wi-Fi 密码的。就算 Wi-Fi 热点没有加密,你不说 Arch Linux 怎么知道它应当连接到那个热点呢,也许那是个钓鱼用的热点也说不定哦。

cd 到 /etc/netctl 目录下,可以看到 examples 目录下有一堆示例配置。复制你所需要的配置文件到上一层目录(/etc/netctl)。比如绝大多数 Wi-Fi 热点使用的是 WPA 加密,那就复制 examples/wireless-wpa 文件。目标文件名比较随意,起个方便自己的名字就行,比如 work、home 之类的。复制完成之后记得 chmod 600 禁止非 root 用户访问,因为配置文件里会包含你的 Wi-Fi 热点密码。

然后编辑配置文件,修改 ESSID 和 Key 为你的 Wi-Fi 热点 ID 和密码就可以了。之所以要先更改权限再编辑,是因为某些编辑器(如 Vim)会生成同权限的备份文件;那里有可能也会包含密码。可以放多份配置文件在这里,netctl-auto 默认会去找一个可用的连接。有多个可用的时候不太清楚它会连上哪一个,可以使用更复杂的配置文件来指定优先级(参见 examples/wireless-wpa-configsection 示例配置)。

配置文件写好之后,当然是启动相应的服务啦。Arch Linux 一贯的传统是不启动不必要的服务,除非用户说要启动之。netctl-auto 的 systemd 服务名是 netctl-auto@interface.service(当然 .service 后缀还是可以省略的)。interface 部分写你的无线网络接口的名字,可以通过 ip linkifconfigiwconfig 等命令看到。我禁用了 systemd 的可预测网络接口名称,所以我的无线网络接口名唤 wlan0。我使用如下命令启动服务:

$ sudo systemctl start netctl-auto@wlan0.service

如果一切顺利的话一小会儿之后就应该连上网了:

$ systemctl status netctl-auto@wlan0.service
● netctl-auto@wlan0.service - Automatic wireless network connection using netctl profiles
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/netctl-auto@.service; enabled)
   Active: active (running) since 二 2014-09-02 20:23:31 CST; 2h 45min ago
     Docs: man:netctl.special(7)
  Process: 340 ExecStart=/usr/bin/netctl-auto start %I (code=exited, status=0/SUCCESS)
   CGroup: /system.slice/system-netctl\x2dauto.slice/netctl-auto@wlan0.service
           ├─402 wpa_supplicant -B -P /run/wpa_supplicant_wlan0.pid -i wlan0 -D nl80211,wext -c/run/network/wpa_supplicant_wlan0.conf -W
           ├─404 wpa_actiond -p /run/wpa_supplicant -i wlan0 -P /run/network/wpa_actiond_wlan0.pid -a /usr/lib/network/auto.action
           └─501 dhcpcd -4 -q -t 30 -K -L wlan0
...

或者通过 netctl-auto list 命令也可以看到连接上了哪个配置文件里指定的热点。

如果满意的话,就让它开机自启动啦:

$ sudo systemctl enable netctl-auto@wlan0.service

参考资料:ArchWiki 上的 netctl 条目

Category: Linux | Tags: linux 网络 Arch Linux
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grub2 引导 Arch Linux 安装镜像的方法

志以备链。

一、准备设备

U 盘、SD 卡、硬盘、移动硬盘均可。不需要重新分区,但是引导部分将被覆盖。不要用太奇葩的分区格式,Windows 和 Linux 下常见的都行。要有地方装 grub。grub 一般情况是安装在第一个分区前的空闲空间(MBR 分区表)或者专门准备的一个分区(GPT 分区表,参见 ArchWiki)。把下回来的镜像文件(如archlinux-2014.01.05-dual.iso)扔进去。注意据说 BIOS 只能读取 USB 设备前 8G 的内容,因此如果是移动硬盘,最好把文件放第一个分区中。

二、安装 grub2 到设备上(如果目标设备已经安装则跳过)

先挂载镜像所在分区,再执行安装命令。注意:老旧系统可能需要使用grub2-install命令。

sudo mount /dev/sdb1 /mnt
sudo grub-install /dev/sdb --boot-directory=/mnt

三、配置

默认没有配置文件,我这里给出一个:

set UUID=xxxxxxx
set ver=2014.01.05
set label=ARCH_201401
set isofile="/archlinux-$ver-dual.iso"

insmod part_gpt
insmod part_msdos
if [ -s $prefix/grubenv ]; then
  load_env
fi
if [ "${next_entry}" ] ; then
  set default="${next_entry}"
  set next_entry=
  save_env next_entry
  set boot_once=true
else
  set default="0"
fi

if [ x"${feature_menuentry_id}" = xy ]; then
  menuentry_id_option="--id"
else
  menuentry_id_option=""
fi

export menuentry_id_option

if [ "${prev_saved_entry}" ]; then
  set saved_entry="${prev_saved_entry}"
  save_env saved_entry
  set prev_saved_entry=
  save_env prev_saved_entry
  set boot_once=true
fi

function savedefault {
if [ -z "${boot_once}" ]; then
  saved_entry="${chosen}"
  save_env saved_entry
fi
}

function load_video {
if [ x$feature_all_video_module = xy ]; then
  insmod all_video
else
  insmod efi_gop
  insmod efi_uga
  insmod ieee1275_fb
  insmod vbe
  insmod vga
  insmod video_bochs
  insmod video_cirrus
fi
}

set menu_color_normal=light-blue/black
set menu_color_highlight=light-cyan/blue

if [ x$feature_default_font_path = xy ] ; then
  font=unicode
else
  insmod part_msdos
  insmod ext2
  # 填入自己那个分区的 UUID
  search --no-floppy --fs-uuid --set=root $UUID
  font="/grub/fonts/unicode.pf2"
fi

if loadfont $font ; then
  set gfxmode=auto
  load_video
  insmod gfxterm
  set locale_dir=$prefix/locale
  set lang=zh_CN
  insmod gettext
fi
terminal_input console
terminal_output gfxterm
set timeout=500

menuentry "Archlinux Live ISO $ver (x86_64)" {
  loopback loop $isofile
  linux (loop)/arch/boot/x86_64/vmlinuz archisolabel=$label img_dev=/dev/disk/by-uuid/$UUID img_loop=$isofile earlymodules=loop
  initrd (loop)/arch/boot/x86_64/archiso.img
}

注意前几行。把UUID设置成自己 grub 安装的那个分区的 UUID。UUID 可以使用命令lsblk -o +UUID取得。ver设置成自己所使用的安装镜像中间的日期部分,label那里有相应的年份和月份,相应地修改一下。然后保存为/mnt/grub/grub.cfg就可以了。isofile指向自己放 ISO 文件的地方,路径也是相对于挂载点的。

四、外部链接

  1. 雪月秋水的使用GRUB2引导ISO镜像
Category: Linux | Tags: grub grub2 Arch Linux
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rsync+btrfs+dm-crypt 备份整个系统

生成目录!

目标:增量式备份整个系统

怎么做到增量呢?rsync + btrfs 快照。其实只用 rsync 也是可以做到增量式的1,但是支持子卷的 btrfs 可以做得更好:

  1. 快速删除旧的备份
  2. 更简单的备份逻辑
  3. 子卷可以设置成只读(这是个很重要的优点哦~)
  4. btrfs 支持压缩。系统里有好多文本文件的,遇到压缩效果不好的文件 btrfs 会自动放弃压缩

为什么要备份整个系统呢?——因为配置一个高度定制化的系统麻烦啊,只备份部分数据的话还可能漏掉需要的文件。另一个优点是可以直接启动到某个备份

备份了整个系统,包括各种公开或者隐私的数据,一堆 cookies 和帐号配置,邮件和聊天记录等。难道就不需要加密一下下吗?于是,在 btrfs 之下再加一层 dm-crypt 加密。

介绍完毕,下边进入正题。

准备工作

首先,需要一个足够新的 Linux 内核,因为 btrfs 还是「实验特性」,每个版本都会有大量改进。如果用比较旧的内核就有可能出事。我用的是 3.12.6 版本。其次,安装 rsync 和 cryptsetup。

当然还要准备硬件:一块希捷 BackupPlus 1T USB 3.0 移动硬盘,以及一枚Express Card 34mm 转 USB 3.0 扩展卡,因为我的笔记本没有 3.0 的接口。注意使用 USB 3.0 扩展卡,内核需要载入 pciehp 模块,否则会出现不能识别 3.0 的设备或者后续接上去的设备的情况。Arch 官方内核将这个模块直接编译进内核了,而我自己编译的很不幸没有,只好重新编译了下内核。

PS: 这俩家伙一起配合工作,写入峰值能达到 110MiB/s,比我笔记本自身的硬盘还要快。

然后是分区、格式化。我使用了 GPT 分区表。为了安装 grub 以便启动,最好在开头分配 2M 空间给 grub 使用,不然会很麻烦2。记得给这个分区 bios_grub 标志(GParted「管理标志」里勾上即可)。下一个分区是 ext4 格式的启动分区。我会在这里放一个 Arch Linux Live 系统用于维护任务,以及用于启动到备份的内核和 initramfs。因为备份的分区会被加密,所以必须把内核和 initramfs 放在另外的地方。接下来的一个分区放加密过的备份数据用的。

像这样初始化加密分区:

cryptsetup luksFormat /dev/sdc3

密码要长,但也一定要记住密码,因为除了穷举外是没有办法恢复的。

初始化完毕之后就可以使用密码打开该设备了:

cryptsetup open /dev/sdc3 lilybackup

最后的参数是一个名字,它会是解密后的设备在 /dev/mapper 下的文件名。

如果一切完毕,要记得(在卸载文件系统之后)关闭该设备:

cryptsetup luksClose lilybackup

dm-crypt 是块设备级的加密。我们还要在其上建立文件系统:

mkfs.btrfs /dev/mapper/lilybackup

然后挂载之,并建立相应的目录和子卷结构。比如我的:

* backup (dir)
  * home (dir)
    * current (subvol, rw)
    * 20131016_1423 (subvol, ro)
    * 20131116_2012 (subvol, ro)
    * ...
  * root (dir)
    * current (subvol, rw)
    * 20131016_1821 (subvol, ro)
    * 20131116_2128 (subvol, ro)
    * ...
* run, for boot up directly, with edited /etc/fstab (dir)
  * home (dir)
    * 20131116 (subvol, rw)
    * ...
  * root (dir)
    * 20131116 (subvol, rw)
    * ...
* etc, store information and scripts (subvol, rw)

我把备份数据放到 backup 目录下,/ 和主目录 /home/lilydjwg 分开备份的。每个备份是使用日期和时间命名的快照子卷。除了用于每次同步的 current 目录外其它的子卷都是只读的,以免被意外修改。在 run 目录下是用于直接运行的,可写。这些可以按需建立。

开始备份

这是我备份 / 使用的脚本。是一个 zsh 脚本,这样可以避免 bash 中特殊字符可能带来的问题,虽然 bash 有 shellcheck 可以静态分析出可能有问题的地方。

这个脚本带两到三个参数。第一个是 / 的位置,因为我一般会直接从运行的系统执行备份,但也有可能使用另外的维护系统(比如系统滚挂掉的时候)。第三个参数是用于确认操作的。不加它的话会以 --dry-run 参数来运行 rsync。rsync 很复杂,所以最好先演习一遍以避免不小心手抖了做错事 =w=

为了避免日后对照着 rsync 手册来揣摸每个单字母选项的意义,我在这里全部使用了选项的完整形式。反正我是 zsh 用户,那么长的命令中大部分字符都是 zsh 给我补全出来的 =w=

#!/bin/zsh -e

cd $(dirname $0)

if [[ $# -lt 2 || $# -gt 3 ]]; then
  echo "usage: $0 SRC_DIR DEST_DIR [-w]"
  exit 1
fi

src=$1
dest=$2
doit=$3

if [[ $doit == -w ]]; then
  dry=
else
  dry='-n'
fi

rsync --archive --one-file-system --inplace --hard-links \
  --human-readable --numeric-ids --delete --delete-excluded \
  --acls --xattrs --sparse \
  --itemize-changes --verbose --progress \
  --exclude='*~' --exclude=__pycache__ \
  --exclude-from=root.exclude \
  $src $dest $dry

比较重要的几个 rsync 选项:

--archive
我们要备份,所以请保留所有信息
--one-file-system
只备份这个文件系统的内容,不要跑到 /sys 啊 /proc 啊 /dev 啊 /tmp 这类目录里去了。这也省得自己手动排除
--numeric-ids
文件的所有者信息使用数字而不要解析成用户名/组名。避免在跨系统使用时出差错
--exclude-from=root.exclude
root.exclude文件中读取额外的排除列表
--acls --xattrs
保留文件 ACL 和扩展属性

我发现的 / 里需要排除的目录如下:

/var/cache/*/*
/var/tmp/
/var/abs/local/
/var/lib/mongodb/journal/

其中第一项写成那样是因为,我要保留 /var/cache 下的一级目录。

主目录的备份是类似的过程,只是更加复杂罢了。当我写我的主目录的备份脚本的时候,深切地体会到有圣人说过的一句话——过早的优化是万恶之源。因为我使用 eCryptfs 加密主目录时为了避免可以公开的文件被加密造成性能损失,做了一系列的软链接。它们一直在给我带来各种小麻烦和不爽……

注意这些脚本要以 root 的身份运行。待所有备份脚本跑完之后,对那个 current 子卷做一个只读快照就好了:

sudo btrfs subvolume snapshot -r current $(date +'%Y%m%d_%H%M')

下次要更新备份时是一样的步骤:跑同步脚本,创建新快照。第一次同步会比较慢,跑了一个多小时吧。后边的增量备份就比较快了,十几分钟就好。

从备份启动

要启动,首先把 grub 装过去。把 Arch Linux live 系统的配置写好,当然还有启动备份系统的配置,如下:

search --no-floppy --fs-uuid --set=root 090dcc64-2b6d-421c-8ef6-2ab3321aec62

menuentry "Archlinux-2013.12.01-dual.iso (x86_64)" {
    load_video
    set gfxpayload=keep
    insmod gzio
    insmod ext2

    set isofile="/images/archlinux-2013.12.01-dual.iso"
    echo "Setup loop device..."
    loopback loop $isofile
    echo "Loading kernel..."
    linux (loop)/arch/boot/x86_64/vmlinuz archisolabel=ARCH_201312 img_dev=/dev/disk/by-label/lilyboot img_loop=$isofile earlymodules=loop
    echo "Loading initrd..."
    initrd (loop)/arch/boot/x86_64/archiso.img
}

menuentry "Archlinux-2013.12.01-dual.iso (i686)" {
    load_video
    set gfxpayload=keep
    insmod gzio
    insmod ext2

    set isofile="/images/archlinux-2013.12.01-dual.iso"
    echo "Setup loop device..."
    loopback loop $isofile
    echo "Loading kernel..."
    linux (loop)/arch/boot/i686/vmlinuz archisolabel=ARCH_201312 img_dev=/dev/disk/by-label/lilyboot img_loop=$isofile earlymodules=loop
    echo "Loading initrd..."
    initrd (loop)/arch/boot/i686/archiso.img
}

set ver=3.12.6
menuentry "Arch Linux $ver backup" {
    load_video
    set gfxpayload=keep
    insmod gzio
    insmod ext2

    echo    'Loading Linux kernel ...'
    linux   /boot/vmlinuz-linux-lily-$ver root=/dev/mapper/lilybackup rw cryptdevice=/dev/disk/by-uuid/815d01ea-6390-460f-8c82-84c9e9497423:lilybackup rootflags=compress=lzo,subvolid=0 break=postmount
    echo    'Loading initramfs...'
    initrd  /boot/initramfs-$ver-backup.img
}

各个设备的卷标、UUID 和文件路径自己调整。最后一项需要的文件在后边准备,先介绍一下几个参数:

root
根分区所在的设备。是解密后的设备路径或者用 UUID 也可以。不过没关系的,这里不会有冲突的
cryptdevice
如果使用密码(而不是密钥文件)加密的话,这里是冒号分隔的两个参数:你的加密设备是哪个文件,以及它解密之后叫什么名字。
rootflags
这个是给我们的 btrfs 用的。指定要启用 lzo 算法压缩,使用根子卷。实际上根子卷里不是 Linux 系统的根。这里我只是让脚本把它挂载到/new_root上而已,脚本会因为找不到/sbin/init而进入一个 shell 的
break=postmount
即使根没有问题,也请在挂载好它之后给我一个 shell,我可能需要做一些调整

内核很简单,直接 cp 过去就好了。initramfs 要另外生成。这是我用来生成的 mkinitcpio.conf.crypt 文件:

MODULES="btrfs"
BINARIES="/usr/bin/btrfs"
FILES=""
HOOKS="base udev autodetect modconf block encrypt filesystems keyboard fsck shutdown"
COMPRESSION="xz"

重要的地方:内核模块 btrfs 一定是要的,另外我还需要 btrfs 程序来操作子卷。在 HOOKS 数组的 filesystems 前添加了 encrypt,用于在启动时询问密码并解码根分区。

我还准备添加 vi 程序来着,但是它说终端类型不认识,还说 /var/tmp 目录不存在。于是索性把自己静态链接的 vim 扔到内核一块去了。Vim 内建常见终端类型的数据,不那么挑剔的。zsh 所需要的文件太多,也放弃了。

然后使用 mkinitcpio 命令生成 initramfs 镜像:

sudo mkinitcpio -c mkinitcpio.conf.crypt -g initramfs-backup.img

然后把生成的文件复制到启动分区的相应路径下。

注意:如果你在 Arch Linux live 系统中为另外的内核生成该 initramfs,要指定内核和内核模块路径的根。一定不要将内核模块所在的目录软链接到/lib/modules,那样 mkinitcpio 不会添加任何块设备的内核模块的。我使用的命令如下:

mkinitcpio --kernel /run/archiso/img_dev/boot/vmlinuz-linux-lily-3.12.6 -r /mnt/backup/root/20131227_2044 --config mkinitcpio.conf -g /run/archiso/img_dev/boot/initramfs-3.12.6-backup.img

文件准备完毕,就可以启动过去了。注意我没有在备份分区的 run 目录下建立子卷,因为我准备进入 initramfs 之后再建立它们。

PS: 因为 BIOS 不支持,所以必须从 USB 2.0 来启动。在 Linux 内核启动的时候,可以将移动硬盘接到 USB 3.0 扩展卡上。具体时机是,initramfs 载入完毕,内核开始打印日志的时候。

进入备份系统

启动之后,会进入 initramfs 的 shell。在这个没有任务管理的 ash 中,使用 btrfs 命令在 /new_root/run 目录下建立新的子卷,注意不要加 -r 这个表示只读的选项了:

btrfs subvolume snapshot ../backup/root/20131016_1423 root/20131016
btrfs subvolume snapshot ../backup/home/20131016_1423 home/20131016

因为文件系统树的挂载结构变了,所以得拿准备好的 vim(或者 vi,如果你没准备 vim 的话)去编辑 root/20131016/etc/fstab 文件,将那些不会成功的挂载项都去掉,添加新的正确的项。PS: 如果使用 vim 的话,记得进去先set nocp一下,不然会是兼容模式,和 vi 一样只能撒消一步的。

/dev/mapper/lilybackup  /       btrfs   rw,relatime,compress=lzo,subvol=run/root/xxx     0 0
/dev/mapper/lilybackup  /home/lilydjwg  btrfs   rw,relatime,compress=lzo,subvol=run/home/xxx     0 0

然后 cd /,卸载 /new_root 并重新以子卷挂载之:

cd /
umount /new_root
mount -o compress=lzo,subvol=run/root/20131016 /dev/mapper/lilybackup /new_root

如果是因为找不到 /sbin/init 而进来这个 shell 的,那么就tail /init,最后那行是需要执行的命令(当然有些修改):

exec env -i "TERM=$TERM" /usr/bin/switch_root /new_root /sbin/init

如果是因为break=postmount参数而进来的,直接按Ctrl-D退出 shell 即可。

启动会继续进行,systemd 启动了,各种服务陆续启动中~~

如果很不幸地,忘记修改/etc/fstab了,或者有错,那么 systemd 会毫不留情地「Welcome to emergency shell」。不过现在更正也为时未晚。在编辑完 fstab 之后,要先执行下systemctl daemon-reload再退出那个 emergency shell。

接下来应该能一路顺利地到达指定时间的系统啦 =w=

时间机器打造完成哦耶~~

参考资料

Category: Linux | Tags: linux grub grub2 btrfs Arch Linux

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