媳妇单位管理比较严格，公司电脑上不能瞎安装软件，下班时工位还得断电，突然想到家里还有个派不上用场的树莓派3B+，扔到媳妇单位去帮她同步同步文件，都什么年代了，天天揣个U盘到处跑容易丢数据，也容易丢U盘。于是就有了这篇笔记。手把手地试图教会读者怎么进行配置，略新手向教程，但不排除在过程中使用了新手不太会用的解决办法，所以教不会是有可能滴。
扔到一个我控制不了电源的地方，那么首先就想到，需要把树莓派TF卡配置成只读模式，避免那个只会java的“伪IT从业者”连 sudo poweroff 都不会敲。本文是在树莓派上仅插一张TF卡的情况下，实现挂载单独交换分区/writable，挂载单独可读写分区/swap，/boot/firmware分区和root分区只读挂载。
新版本的 Raspberry OS 使用 raspi-config 工具内的overlayFS选项即可实现 root 分区只读，与旧版本的脚本实现有很大不同，这应该是从bullseye版本就已经变更了，但汉语页面上没找到有相关的帖子，在这里我把自己踩过的坑也顺便记录下来。本文侧重 overlayFS 的配置过程，其他问题会叙述比较潦草。
说个题外话，由于树莓派3B+吃灰太久还是什么原因，原来的电源欠压了，只能再买个新的。
在指令行检查树莓派电源是不是欠压：
vcgencmd get_throttled
: '回显内容可能是：
throttled=0x50000
或
throttled=0x0
'
0x0就是正常，0x50000就是输入电压不足5V，也可能是电源供电电流小。
而 `vcgencmd measure_volts`指令，检测的是树莓派的核心电压，会回显为`volt=1.3000V`，上下有浮动，这个电压异常就会工作异常了，这个电压只能代表电源供电没有太大问题，不代表没有问题。顺便说下，本文所有在Linux上的操作都是在指令行界面，树莓派压根就没装图形界面。
回到overlayFS，先介绍概念，在 OverlayFS 中：
1. Underlay (或 lowerdir)：是实际的、通常是只读的底层文件系统。这个部分有些文件可以修改，有些文件完全只读，即使使用工具修改以后，也只是看起来被修改了，实际文件内容其实没变化。重启以后会回到启用overlayFS时的状态。
2. Upperlay (或 upperdir)：是用于存放所有修改、新增或删除的文件和目录的可写层。每次重启以后，这里存储的数据完全丢弃，这其实是在内存里，不在TF卡里。
3. Overlay (或 Merged View)：是将 Underlay 和 Upperlay 合并后虚拟生成的那个完整的文件系统视图。
本文在描述中，有些时候手懒，把`/boot/firmware`分区简写成了`/boot`分区，旧版 Raspberry Pi OS 或者说旧版 Raspbian，就是树莓派定制的这个 Debian 的曾用名，那时使用的是 /boot 分区，两个分区名字其实指的都是`/boot/firmware`分区。
0、烧录 Raspberry Pi OS
当然可以使用第三方烧录工具比如rufus、DD之类，那样的话，没有显示器开机想连接无线网，进入SSH，还需要使用另一台Linux挂载TF卡，对里面的内容进行修改。
这里介绍使用 Windows 系统烧录TF卡的另一种办法，对2022年以后的树莓派系统写入用户名密码、wifi，开启SSH server的办法。
从树莓派官网上下载 Raspberry Pi Imager 应用程序，可以在图形界面配置要写入的系统，配置登录用户，配置SSH server是否启用，配置wifi名称密码，不需要写入完成以后，再另找 Linux 系统修改 TF 卡。但应注意选择需要写入的系统时，使用“use custom”，选择已下载的映像。如果选择在线镜像，会下载到 C:\Users\<username>\AppData\Local\Raspberry Pi\Imager\cache 路径下，以类似lastdownload.cache 的文件名存储，十分难以清理。
此安装方式操作直观，强烈建议初学者采取这种方式。
不管是以哪种方式，所有准备工作完成后把TF卡插进树莓派硬件，加电开机，注意树莓派不是 x86 架构，没有开机自检，没有自检完成“嘀”声提示。
Raspberry Pi OS 在2022年以后发布的版本，系统不再生成旧版系统默认的“pi”用户。在首次启动时，系统会在本地控制台提示用户创建一个新的用户账户，但需要树莓派本地显示器，远程控制台未验证。
这里要注意旧版 Raspberry Pi OS 为 pi 用户配置了很多权限，其配置文件还保留在新版系统里，比如用户组，/etc/group 文件。这个文件造成比较尴尬的问题，如果写入镜像的时候创建的不是pi用户，那么新建用户就没有 sudo 权限，也就不能启用 root 用户，什么权限都没有，简单说就成了没法用的系统。要不然就一定要在写入系统时，手工把不是pi的那个用户加进文件，解决掉 sudo 问题，这依赖于另一个linux系统，还需要是能挂载 TF 卡的 x86 平台 Linux 之类，Windows 读写 ext4 分区需要第三方软件，这类软件一般都收费。
或者就干脆在烧录系统时，直接创建一个 pi 用户，避免无权限的死循环，等进入系统以后再新建其他用户名。
1、预留可读写区域
如果配置整个TF卡只读，则无法记录任何信息到下次重启，一种办法是挂载一个U盘或者移动硬盘作为可读写分区，另一种办法是在TF卡上增加第三个分区，也就是留出一块空间来存储文件，避免整卡只读，什么也存不下。但实现这个思路有一个操作顺序，开启 overlayFS 以后，表面上是可以存文件，实际上写操作全都在Upperlay，并不写入Underlay，重启以后会恢复成Underlay上存储的状态。修改root分区结束位置，最好在新装系统上操作，TF卡烧录系统完成后，使用其他 Linux 系统挂载TF卡，这样树莓派开机，不需要考虑文件碎片问题，没运行过的系统不会有文件碎片。如果计划好了设置TF卡只读，上来第一步可以先预留可读写分区，避免以后麻烦。如果需要设置成整卡只读，这个步骤跳过，但如果需要保留一部分区域可以写入，这个步骤是烧录完系统以后，第一件需要做的事，这件事是烧录完系统，TF卡插入树莓派，加电开机之前要做的事。TF卡尾部创建第三第四分区以后，不能使用 raspi-config 扩展到整个 TF 卡。
！注意 Raspberry Pi OS bookworm 的官方镜像还是使用mbr，不是gpt，只能建立4个主分区，那么在本例中：/boot、root、swap、/writable就已经把4个主分区全都用了，如果还需要更多可读写分区，那我没试验。我也不确定树莓派3B+能不能支持EFI引导方式。
以下动作是在另一台 Linux 电脑上操作，不是在树莓派上操作，烧录完系统不要直接插树莓派硬件开机，在树莓派上做这种动作基本上不会成功，调整分区结束位置之前，空间已经被占用可能写入文件不说，还会提示 `/dev/mmcblk0p2` 分区正在使用。我的另一台Linux是ubuntu 24.04 LTS。
: '这一段使用这种格式的注释，避免提示符和注释符混淆。'
: '切换root用户，避免当前操作的Linux和树莓派OS之间的权限问题，当然全程sudo也
没什么原则性错误，其实是好习惯，只是万一碰上奇奇怪怪的问题不见得顺利。'
$ su -
: '使用fdisk工具查看系统上都有什么。'
# fdisk -l
: '重点是找到TF卡
Disk /dev/sdc:7.4 GiB，7948206080 字节，15523840 个扇区
Disk model: Storage Device
单元:扇区/1*512=512 字节
扇区大小(逻辑/物理):512 字节 /512 字节
I/0 大小(最小/最佳):512 字节/512 字节
磁盘标签类型:dos
磁盘标识符:0x442e675f
设备 启动 起点 末尾 扇区 大小 Id 类型
/dev/sdc1 8192 1056767 1048576 512M c W95 FAT32(LBA)
/dev/sdc2 1056768 11698175 106414083 5.1G 83 Linux
'
: '取消TF卡的挂载，调整分区只能在不挂载或者只读挂载情况下进行，有图形界面的Linux
可能会自动挂载它所识别到的东西。/dev/sdc*中的星号，代表这个物理驱动器下所有的分区。'
# umount /dev/sdc*
: '使用parted工具，fdisk工具也可以。'
# parted /dev/sdc
: '进入工具以后会显示以下内容，提示符变成“(parted)”：
GNU Parted 3.6
使用 /dev/sdc
欢迎使用 CNU Parted!输入'help'来查看命令列表。
(parted)
'
(parted) print free
: '显示当前磁盘使用情况：
型号: Mass Storage Device(scsi)
磁盘 /dev/sdc:7948MB
扇区大小 (逻辑/物理): 512B/512B
分区表: msdos
磁盘标志:
Number Start End Size Type File system Flags
32.3kB 4194kB 4162kB Free Space
1 4194kB 541MB 537MB primary fat32 lba
2 541MB 5989MB 5448MB primary ext4
5989MB 7948MB 1959MB Free Space
'
: '照抄上面的结束位置，计算空间起始位置，创建新存储分区，本例256M空间不多，使用FAT32
格式。顺序自己掌握，如果存在今后root分区空间不足，需要舍弃某一个分区，空间并入root分区
的可能时，root分区只能兼并跟自己相邻的分区，当然也可以使用动态卷，并入一个物理上不连续
的空间，不过那个操作太麻烦了。不如parted删除相邻分区，修改分区结束位置来得痛快。'
(parted) mkpart primary fat32 7692MB 7948MB
: '照抄上面的结束位置，计算空间起始位置，创建新swap分区'
(parted) mkpart primary linux-swap 7180MB 7692MB
: '验证修改空间大小'
(parted) print free
: '
型号: Mass Storage Device(scsi)
磁盘 /dev/sdc:7948MB
扇区大小 (逻辑/物理): 512B/512B
分区表: msdos
磁盘标志:
编号 起始点 结束点 大小 类型 文件系统 标志
32.3kB 4194k 4162kB 可用空间
1 4194kB 541MB 537MB primary fat32 lba
2 541MB 5989MB 5448MB primary ext
5989MB 7180MB 1191MB 可用空间
4 7180MB 7692MB 512MB linux-swap(v1) 交换
3 7692MB 7948MB 256MB primary fat32 lba
'
: '手工扩展 root 分区，调整树莓派系统的root分区大小，结束位置看空闲空间的结束位置，2指
第二分区，尾部位置7948 - 预留空间256 = 7692就是结束位置。linux-swap(v1)这个类型名称解
释见后。'
(parted) resizepart 2 7180MB
: '可能提示没有2K对齐影响性能，出现不出现是跟结束位置这个兆数所对应上的扇区数字有关系。
如果追求2K对齐，可以把结束位置减少1M填写，按本例就是7179MB，不追求就算了，直接分配进去。
Warning: The resulting partition is not properly aligned for best performance: 14523438s %
2048s != 0s
Ignore/Cancel? i
'
: '退出后会提示可能需要修改/etc/fstab，但是TF卡不是在第三系统上使用，不用理会这个提示。'
(parted) quit
: '信息:你可能需要 /etc/fstab。'
: '一定记得修正ext4，如果不修正，ext4会认为是分区结束符位置错了，分区大小会出错，不加-f参
数，resize2fs会认为ext4现在能自圆其说，反馈 "nothing to do." 也不要使用-M参数，指令会要
求用户先使用 e2fsck -f /dev/sdc2 命令修复错误，但是执行e2fsck指令，会反馈新烧录的系统里
有一堆错误，初学者不建议进行修复，e2fsck指令会发现未体现在日志中的潜在问题，但这些非致命错
误不会导致不能开机。'
# sudo resize2fs -f /dev/sdc2
: '既然能进行resize2fs就说明它没挂载，可以不执行，但是如果忘了，就有可能是在挂载状态。'
# sudo umount /dev/sdc*
`linux-swap(v1)` 这个类型名称的解释：交换空间的确存在几个版本，`linux-swap(v1)` 是传统且广泛支持的Swap格式，适用于包括树莓派在内的绝大多数Linux系统。`linux-swap(v2)` 是较新的Swap格式，需内核Linux 5.0及以上支持，但实际应用较少，v2相比v1，支持如元数据校验或加密功能。使用v2，反而增加树莓派系统开销，一个开发板也很难去跑什么关键性企业应用，也不怕什么隐私数据泄露之类的问题，纯学习或者个人使用，v1完全够了。然后TF卡再插入树莓派加电开机，开机以后树莓派不会自动扩展 root 分区到 TF 卡尾部，使用 raspi-config 工具也不能扩展，会反馈 TF 卡尾部有其他分区，反馈不知道该怎么做。
如果忘记在其他 Linux 上修正 ext4 ，开机以后使用树莓派上执行 `resize2fs -f /dev/mmcblk0p2` 是不能操作 root 分区的。注意这时 TF 卡的设备标识已经不是第三系统上的sdc了，基本上是 `/dev/mmcblk0`，记得用`fdisk -l`和`fd -h`检查磁盘空间，如果前面拔卡之前，忘记resize2fs，那么`fdisk -l`和`fd -h`所显示的磁盘空间会有相当大的差距，原因是分区尾部结束符位置虽然变动了，但是ext4有自己的记录，这个记录会认为是分区尾部结束符位置错了，拒绝承认自己有剩下的可用空间。最好进行一次检查，如果忘了呢？
: '这一段使用这种格式的注释，避免提示符和注释符混淆。'
: '这两个指令显示分区空间数字相差不大，比方说一个6.4G，一个6.3G，就是成功了。如果相差1G
以上，那肯定是前面修正ext4失败了。但是不要看错行，不需管目前已占用空间'
$ sudo fdisk -l
: '屏显反馈略过'
$ sudo fd -h
: '屏显反馈略过，自行比较'
: '树莓派上执行parted工具，其实没什么好注释的。'
$ sudo parted /dev/mmcblk0
: '
GNU Parted 3.5
Using /dev/mmcblk0
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
'
(parted) print free
: '
Model: SD SL08G (sd/mmc)
Disk /dev/mmcblk0: 7948MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:
Number Start End Size Type File system Flags
32.3kB 4194kB 4162kB Free Space
1 4194kB 541MB 537MB primary fat32 lba
2 541MB 7180MB 6639MB primary ext4
7180MB 7180MB 288kB Free Space
4 7180MB 7692MB 512MB primary swap
3 7692MB 7948MB 256MB primary lba
这个显示剩余了288KB空间没分配出去，原因是指令要求它2K对齐，如果设置分区的时候手工让它2K对齐，
这里也会出现。只有分区结束兆数对应的扇区数不能2K对齐时，有机会要求机器忽略2K对齐。如果第二分
区的结束位置和第三分区的开始位置兆数正好可以2K对齐时，不出现提示，直接产生这种未分配空间，大
小也不会超过1M大小。
序列编号要注意，这里并不是按照从TF卡存储空间最低位到最高位的顺序排序，而是按照创建顺序的排序，
记好自己TF卡上的分区序列号，parted和fisk -l所呈现的序列号是对应的，只不过类型字符有所区别。
'
(parted) quit
到这里，已经具备了不会被overlay只读的第三、四分区，也已经有了基本占用100%的TF卡，还需要做一些工作。
: '这一段以及以后的操作不使用root，都是在普通用户身份操作。'
: '查看TF卡分区情况'
sudo fdisk -l
: '找到Linux swap所在行，也就是第四分区，格式化第四分区'
sudo mkswap /dev/mmcblk0p4
: '格式化第三分区'
sudo mkfs.vfat -F 32 /dev/mmcblk0p3
: '变更 swap ，bookworm 默认是使用 swap 文件而不是分区：'
: '挂载swap分区'
sudo swapon /dev/mmcblk0p4
: '看一下树莓派的swap状态'
sudo swapon --show
: '输出中会体现TYPE是文件还是分区
NAME TYPE SIZE USED PRIO
/var/swap file 512M 0B -2
/dev/mmcblk0p4 partition 512M 0B -3
'
: '照抄上面的交换文件，停用掉'
sudo swapoff /var/swap
: '或者使用交换文件的管理软件，关闭交换文件'
sudo dphys-swapfile swapoff
: '停用交换文件的系统服务，如果今后不使用交换文件，stop和disable两个指令不需要敲，直接反安装'
sudo systemctl stop dphys-swapfile
: '禁用交换文件的系统服务，要不下次重启以后，交换文件还会回来'
sudo systemctl disable dphys-swapfile
: '回显执行结果，删除了dphys-swapfile.service文件。
Synchronizing state of dphys-swapfile.service with SysV service script with /lib/systemd/systemd-sysv-install.
Executing: /lib/systemd/systemd-sysv-install disable dphys-swapfile
Removed "/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/dphys-swapfile.service".
'
: '如果今后不会再使用交换文件，可以移除dphys-swapfile'
sudo dphys-swapfile uninstall
: '删除交换文件'
sudo rm /var/swap
: '检查swap分区UUID'
sudo blkid /dev/mmcblk0p4
: '输出中的PARTUUID复制下来，注意这里的UUID随着每次格式化变化，PARTUUID也同样会变化
/dev/mmcblk0p4: UUID="7116727c-09d2-44f4-981a-bf77af8b6438" TYPE="swap" PARTUUID="cf16d979-04"
'
: '开机挂载swap分区，如果忘了，树莓派有可能在比较重的计算任务时程序崩溃。'
sudo nano /etc/fstab
: '推荐使用PARTUUID挂载，使用设备名/dev/mmcblk0p4这种不太推荐，万一分区一变化，就有可能没有交换分区了，不过树莓派很难有这么大变化，随意使用吧，文件内增加一行。
PARTUUID=cf16d979-04 none swap sw 0 0
这行内容使用空格或者tab分隔字符随意，格式没那么严格，愿意的话把注释改掉，文件默认内容说是使用交换文件而不是交换分区，现在已经切换成交换分区，原有注释会起到误导作用。
'
愿意的话重启一次，看看fstab文件开机挂载是不是成功，再进行下面的步骤，挂载可读写分区不要着急，后面做充分准备工作，再挂载不迟。
2、升级系统、系统加固
升级软件以及升级EEPROM，创建原有用户pi以外的其他用户，更改SSH端口，更改开机界面一类操作。总是有些服务器运维跟我说什么新版本不一定好用，新版本有新问题。但是我就说一条，新版本可以修复旧版本的BUG，但反之不成立，如果旧版本发布时就已经预见到了新版本将要出现的BUG，并且可以有效预防，那这个软件一定不是地球人写的。
况且你都在看我写的bookworm解决办法了，实在偏爱旧版本可以装个jessie，我印象里至少jessie是可以用脚本启动overlayFS的。
sudo apt-get update && sudo apt-get full-upgrade -y
sudo apt autoremove -y && sudo apt clean
# 树莓派4代以后有EEProm，3代和之前的没有，启动程序固化不可升级。
sudo rpi-eeprom-update -a
升级软件包运气不好会碰上升级动作超时，如果是在内核升级的时候超时，不一定会埋下什么雷。
修复任何依赖关系问题或未完全安装的软件包，不需要带包名称：
sudo apt --fix-broken install
重新配置可能相关的软件包：
sudo dpkg --configure <软件包名>
重新安装当前的内核和 `initramfs-tools`：
sudo apt install --reinstall linux-image-$(uname -r) initramfs-tools
变更SSH端口，安装配置防火墙之类，愿意现在做也可以，安装配置软件包完成以后再做也可以，我就不说了，想做什么，另搜教程。
3、挂载可读写分区
前面说过树莓派pi用户那个sudo权限问题，这里先建立新用户，两个目的：一个是/writable分区挂载需要，另一个是某些软件包的配置文件不一定在什么地方，不见得所有者是root。当然有人会说chown、chmod指令就能搞定，那需要先找到发生问题的文件才能执行，如果你刚是学习Linux的入门选手，别给自己找麻烦，要不就干脆沿用pi用户，要不在这里就开始使用另建立的用户，非要给自己挖坑的另算。
提示一点，如果使用vsftpd之类的软件管理树莓派，注意有些软件的登录uid数值不能小于1000。当然OpenSSH提供一个sftp，需要手动开启，具体就不细说了，想用什么自己搜吧。
# 建立新用户，然后要求输入密码什么的，具体搜索其他教程，建立不建立home文件夹之类指令有区别。
# 但是跟overlayFS没多大关系，这里不展开说。
sudo useradd <username>
# 跟本例相关的是uid、gid，不明白什么意思的话还是搜索其他教程。
id <username>
# 仿照pi用户的用户组，把新用户全加入进去，注意lpadmin组与远程桌面相关，如果没有GUI需要忽略，
# 没有桌面的 Raspberry Pi OS 根本就没有这个组。这些用户组配置在/etc/group文件中。
sudo usermod -a -G adm,dialout,cdrom,sudo,audio,video,plugdev,games,users,input,render，netdev,gpio,i2c,spi,lpadmin <username>
测试新建用户可以登录或者说达到你想要配置的目的，禁用pi用户，启用root用户，将新建用户加入“/etc/sudoers.d/***_<username>-nopasswd”之类的操作都可以做，但是我不展开讲，有需要自己搜索其他教程。
: '创建第三分区，也就是开启只读以后，可读写分区的挂载点'
sudo mkdir /writable
: '修改权限，避免之后再建立新用户不可读写问题，当然也可以指定只有特定用户可读写，
umask自行搜索'
sudo chmod -R 777 /writable
: '查看第三分区UUID'
sudo blkid /dev/mmcblk0p3
: '输出中的PARTUUID复制下来，注意每次烧录的系统，UUID可能会一样，但PARTUUID都会
不一样。
/dev/mmcblk0p3: UUID="0F99-E9DC" BLOCK_SIZE="512" TYPE="vfat" PARTUUID="cf16d979-03"
'
: '可以测试一下挂载新分区，df命令就可以看到挂载点。'
sudo mount PARTUUID=cf16d979-03 /writable
df -h
: '回显输出看自己的输出，我的结果略过。'
: '但此时不要着急填入/etc/fstab文件中，立马重启开机挂载。要先查看树莓派新建用户的id，
一般是1001；如果使用pi用户，要把下面uid和gid换成1000，就可以重启挂载第三分区了。
`noatime`: 禁用更新文件的访问时间，以提高性能和减少写入。
`uid=1001,gid=1001`: 路径虽然已经设置777，但是对于FAT32来说，并没有文件所有者这类信
息，要以一个用户身份读写文件，还需要指定group和user，如果现在还没有新建用户，要先注释
不执行，补完作业再取消注释。或者沿用pi用户的话，这里uid和gid值改成1000。
`umask=0000`: 开放读写权限给所有用户.
`0`: 指示 `dump` 工具不要备份这个文件系统。
`2`: 指示在启动时，这个文件系统应该在根文件系统之后被 `fsck` 检查。
'
sudo nano /etc/fstab
: '
PARTUUID=cf16d979-03 /writable vfat defaults,noatime,uid=1001,gid=1001,umask=0000 0 2
'
: '重启以使新分区fstab挂载项生效。'
sudo reboot
然后安装必要软件包，比如：
sudo apt install lftp netcat-openbsd vim dnsutils
有些软件包，vsftpd、webdis、bird之类，如果你没有经验，测试配置过程中会产生很多log文件，配置完成再进行下一步。
看自己需求吧，具体软件配置不说了，跟overlayFS没有必然关系，有需要自行找教程，只说一个ftp不支持IPv6，我使用lftp客户端程序。
4、强制轮转日志
运行 logrotate 命令，并指定强制轮转所有配置的 log 文件：
sudo logrotate -f /etc/logrotate.conf
这一步单列出来，是因为如果在前面配置阶段产生了比较多的日志，那么这些日志会一直在Underlay上，一查看日志，就是当初开启overlay之前那堆东西还在。
5、禁用交换文件（其实是有点多余）
前面已经说了交换分区，多余归多余，稍微带一句，overlayFS会将所有写操作重定向到内存，交换文件根本就没有意义。启用overlayFS时，软件也会禁用交换空间，不管是文件还是分区。不过真正启用overlayFS以后，还是有办法设置一个交换文件出来的，就是配置过程过于酸爽，我就没测试到底，不如交换分区来得痛快。
如果一开始计划树莓派使用并设置了交换分区，此步骤跳过。这里是你考虑开启overlayFS前，到底要不要彻底反安装dphys-swapfile。
查看 swap 状态，bookworm 默认是使用 swap 文件而不是分区，如果没设置交换分区：
sudo swapon --show
: '输出中会体现TYPE是文件还是分区
NAME TYPE SIZE USED PRIO
/var/swap file 512M 0B -2
'
交换文件以以下指令禁用并删除：
# 关闭交换文件
sudo dphys-swapfile swapoff
# 移除dphys-swapfile，如果今后不会再使用交换文件
sudo dphys-swapfile uninstall
# 否则禁用交换文件服务，以备今后使用
sudo systemctl stop dphys-swapfile && sudo systemctl disable dphys-swapfile
# 删除交换文件
sudo rm /var/swap
6、启用overlayFS
在 raspi-config 工具界面中 Performance Options 项内选择 Overlay File System 之后的界面上确认启用或停用，这时会安装几个软件包，需要保证root分区还有空间安装，大约3M。还会在/boot分区重新生成内核。然后注意 Would you like the boot partition to be write-protected? 配置/boot分区是否只读，回车以后等待重启。
启用Overlay FS之前，三个主分区是读写状态：
$ sudo findmnt -l
TARGET SOURCE FSTYPE OPTIONS
/sys sysfs sysfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/proc proc proc rw,relatime
/dev udev devtmpfs rw,nosuid,relatime,size=324088k,nr_inodes=810
/dev/pts devpts devpts rw,nosuid,noexec,relatime,gid=5,mode=620,ptmx
/run tmpfs tmpfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,size=92844k,m
/ /dev/mmcblk0p2
ext4 rw,noatime
/sys/kernel/security securityfs security rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/dev/shm tmpfs tmpfs rw,nosuid,nodev
/run/lock tmpfs tmpfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,size=5120k
/sys/fs/cgroup cgroup2 cgroup2 rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,nsdelegate,me
/sys/fs/pstore pstore pstore rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/sys/fs/bpf bpf bpf rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
/proc/sys/fs/binfmt_misc systemd-1 autofs rw,relatime,fd=29,pgrp=1,timeout=0,minproto=5
/dev/mqueue mqueue mqueue rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/sys/kernel/debug debugfs debugfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/sys/kernel/tracing tracefs tracefs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/sys/fs/fuse/connections fusectl fusectl rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/sys/kernel/config configfs configfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/run/credentials/systemd-sysusers.service
ramfs ramfs ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
/run/credentials/systemd-sysctl.service
ramfs ramfs ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
/run/credentials/systemd-tmpfiles-setup-dev.service
ramfs ramfs ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
/writable /dev/mmcblk0p3
vfat rw,noatime,uid=1001,gid=1001,fmask=0022,dmask
/boot/firmware /dev/mmcblk0p1
vfat rw,relatime,fmask=0022,dmask=0022,codepage=43
/run/credentials/systemd-tmpfiles-setup.service
ramfs ramfs ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
/proc/sys/fs/binfmt_misc binfmt_misc binfmt_m rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/run/rpc_pipefs sunrpc rpc_pipe rw,relatime
/run/user/1000 tmpfs tmpfs rw,nosuid,nodev,relatime,size=92840k,nr_inode
/run/user/1000/gvfs gvfsd-fuse fuse.gvf rw,nosuid,nodev,relatime,user_id=1000,group_i
/run/user/1000/doc portal fuse.por rw,nosuid,nodev,relatime,user_id=1000,group_i
/run/user/1001 tmpfs tmpfs rw,nosuid,nodev,relatime,size=92840k,nr_inode
启用overlay以后，前两个主分区变成ro状态：
$ sudo findmnt -l
TARGET SOURCE FSTYPE OPTIONS
/sys sysfs sysfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/proc proc proc rw,relatime
/dev udev devtmpfs rw,nosuid,relatime,size=323852k,nr_inodes=
/dev/pts devpts devpts rw,nosuid,noexec,relatime,gid=5,mode=620,p
/run tmpfs tmpfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,size=92844
# 第二分区在这里，ro状态，后面是一个假分区
/media/root-ro /dev/mmcblk0p2 ext4 ro,relatime
/media/root-rw tmpfs-root tmpfs rw,relatime
/ overlayroot overlay rw,relatime,lowerdir=/media/root-ro,upperd
/sys/kernel/security securityfs security rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/dev/shm tmpfs tmpfs rw,nosuid,nodev
/run/lock tmpfs tmpfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,size=5120k
/sys/fs/cgroup cgroup2 cgroup2 rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,nsdelegate
/sys/fs/pstore pstore pstore rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/sys/fs/bpf bpf bpf rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
/proc/sys/fs/binfmt_misc systemd-1 autofs rw,relatime,fd=29,pgrp=1,timeout=0,minprot
/dev/mqueue mqueue mqueue rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/sys/kernel/debug debugfs debugfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/sys/kernel/tracing tracefs tracefs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/sys/kernel/config configfs configfs rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/sys/fs/fuse/connections fusectl fusectl rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/run/credentials/systemd-sysusers.service
ramfs ramfs ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
/run/credentials/systemd-sysctl.service
ramfs ramfs ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
/run/credentials/systemd-tmpfiles-setup-dev.service
ramfs ramfs ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
# 第三分区在这里，还是rw状态
/writable /dev/mmcblk0p3 vfat rw,noatime,uid=1001,gid=1001,fmask=0022,dm
# 第一分区在这里，ro状态
/boot/firmware /dev/mmcblk0p1 vfat ro,relatime,fmask=0022,dmask=0022,codepage
/run/credentials/systemd-tmpfiles-setup.service
ramfs ramfs ro,nosuid,nodev,noexec,relatime,mode=700
/proc/sys/fs/binfmt_misc binfmt_misc binfmt_m rw,nosuid,nodev,noexec,relatime
/run/rpc_pipefs sunrpc rpc_pipe rw,relatime
/run/user/1000 tmpfs tmpfs rw,nosuid,nodev,relatime,size=92840k,nr_in
/run/user/1000/gvfs gvfsd-fuse fuse.gvf rw,nosuid,nodev,relatime,user_id=1000,grou
/run/user/1000/doc portal fuse.por rw,nosuid,nodev,relatime,user_id=1000,grou
/run/user/1001 tmpfs tmpfs rw,nosuid,nodev,relatime,size=92840k,nr_in
不设置任何交换空间的话，开启overlay以后，系统运行速度明显下降，这时树莓派完全依赖内存写入。
然后会发现启用overlay的时候，把交换分区在/etc/fstab文件中注释掉了。
#overlayroot:swap=0#PARTUUID=cf16d979-04 none swap sw 0 0
需要把交换分区的配置，从/boot/firmware移动到root里去。解决办法中的动作，是否可以在启用overlayFS之前做，我并没有进行测试。
解决办法：
① 以可读写方式挂载/boot/firmware/，这之后操作的不是overlay，是overlayFS修改过内容的/boot/firmwares，既是也不是underlay。后面解释。
sudo mount -o remount,rw /boot/firmware/
编辑`/boot/firmware/cmdline.txt`文件，内容只有一行，所有参数以空格间隔，内容可能是这样：
overlayroot=tmpfs console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=cf16d979-02 rootfstype=ext4 fsck.repair=yes rootwait cfg80211.ieee80211_regdom=CN
找到`overlayroot=tmpfs`，这个参数是是overlayFS加进来的，删除掉这个，注意跟后面其他参数有空格间隔，可以一并删掉。
这个参数在每次使用raspi-config工具设置/boot/firmware分区只读的时候，都会加进来，所以每次配置完成，重启以后，都会引起树莓派没有swap分区的问题。
如果在这里把参数改成`tmpfs:swap=1,recurse=0`，也可以实现挂载swap分区，只是不能单纯靠`raspi-config`工具恢复root分区的可读写状态，需要先把cmdline.txt文件内容恢复成没修改之前，或者删除掉overlayroot参数，再配合`raspi-config`工具恢复root的可读写。
这是在修改underlay的文件，但不要以执行`sudo overlayroot-chroot`的方式修改underlay的文件。如果以`overlayroot-chroot`的方式修改，会提示`/boot/firmware/cmdline.txt`文件不存在，这是root分区的underlay并不包含`/boot/firmware/cmdline.txt`。而`/boot/firmware`，是overlayFS以有别于root镜像的另一个镜像的方式，实现了只读。所以前面说既是也不是underlay。
然后执行` sudo mount -o remount,ro /boot/firmware `把boot以只读方式重新挂载(可选)，如果等下修改全部完成就重启树莓派，挂载回只读方式可以跳过。
② 使用`overlayroot-chroot`工具，进入root分区的underlay，在进入这个环境时，会有一个提示，并且命令提示符会有变化：
raspberry:~ $ sudo overlayroot-chroot
: ' 在进入这个环境时，会有一个提示，并且命令提示符会有变化：
INFO: Chrooting into [/media/root-ro]
root@raspberry:/#
这里具备root权限，但sudo指令失效了
'
根据`/etc/overlayroot.conf`内容说明，创建或编辑`/etc/overlayroot.local.conf`，系统会读取这个文件，不需要在其他文件里，手工引用这个文件。直接在`/etc/overlayroot.conf`设置也会生效，但会被升级覆盖掉配置。
nano /etc/overlayroot.local.conf
: '在文件内加入内容：
overlayroot="tmpfs:swap=1,recurse=0"
'
`tmpfs`指 "Upperlay"，它负责实现一个看起来可读写的root分区，其实每次重启都会丢弃这部分修改或新增的内容；
`swap=1`指启用交换空间，默认值是0，禁用交换空间；
`recurse=0`是指仅在root分区上启用overlayFS，不设置其他挂载点只读，默认值是1，含义是将全部分区设置为只读。但是我没搞明白，为什么`/boot/firmware/cmdline.txt`文件中没携带这个参数的情况下，存在一个root分区以外的可读写分区，这种处理方法会让第三分区逃过一劫。
因为/boot/firmware的overlay是另行创建，在fstab可以看到第1个分区的挂载项，跟这个参数没关系。
如果希望配置“overlayroot_cfgdisk”可以自己尝试，默认值是`overlayroot_cfgdisk="disabled"`。这个参数在`/etc/overlayroot.conf`文件内，删掉以后还是在`/etc/overlayroot.local.conf`文件中另行配置。它的作用是把配置文件丢到一个可读写的地方，避免每次重启以后丢掉了Upperlay的数据，导致配置都不能留存。
然后就可以`reboot`重启验证，或者使用`exit`指令退出`overlayroot`，继续使用树莓派。
7、停用overlay
还是使用`raspi-config`工具， Performance Options 项内选择 Overlay File System 选项内选 `<No>`取消，注意提示，/bootf分区不可在启用overlay的时候取消只读，提示/boot分区不可操作，选择`<finish>`的时候提示是否重启。
此时/boot/firmware仍处于只读状态，重启以后再次执行raspi-config，选择 overlay FS 注意不要选启用，先选择root分区不启用，然后再选择/boot不启用，退出选择`<finish>`的时候提示是否重启。
两次重启都完成，就可以恢复/boot/firmware的可读写状态了。
文中有一部分markdown标记，又忘记用markdown编辑器了，懒得删除不影响阅读。
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