在 2018 年的一篇 早前的文章 中，我們介紹了在升級 Fedora Linux 前如何利用 LVM 復(fù)制根文件系統(tǒng)，以便在可能出現(xiàn)錯誤的情況下能有一個回退機(jī)制。注意，本文不涉及會如何從其它文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換或遷移到 Btrfs 上。

確認(rèn)根文件系統(tǒng)是否為 Btrfs

本示例采用的是 Pinebook aarch64 筆記本電腦。在開始前，務(wù)必確認(rèn)你的根文件系統(tǒng)是否采用 Btrfs。要明確，不是所有的定制版或者鏡像文件默認(rèn)都使用 Btrfs。

$ df -T
Filesystem     Type     1K-blocks     Used Available Use% Mounted on
devtmpfs       devtmpfs      4096        0      4096   0% /dev
tmpfs          tmpfs       998992        0    998992   0% /dev/shm
tmpfs          tmpfs       399600     6360    393240   2% /run
/dev/mmcblk2p3 btrfs     56929280 39796116  15058348  73% /
tmpfs          tmpfs       998996       24    998972   1% /tmp
tmpfs          tmpfs      5242880        0   5242880   0% /var/lib/mock
/dev/mmcblk2p3 btrfs     56929280 39796116  15058348  73% /f34
/dev/mmcblk2p3 btrfs     56929280 39796116  15058348  73% /home
/dev/mmcblk2p2 ext4        996780   551888    376080  60% /boot
/dev/mmcblk2p1 vfat        194348    31648    162700  17% /boot/efi
tmpfs          tmpfs       199796      100    199696   1% /run/user/1000
tmpfs          tmpfs       199796       84    199712   1% /run/user/0

列出當(dāng)前的 Btrfs 子卷

以上的示例輸出顯示掛載在 “根”（/）的文件系統(tǒng)類型是 Btrfs。你會注意到，有三個掛載點(diǎn)顯示了相同的備份設(shè)備以及 已用 和 可用 的塊數(shù)。這是因?yàn)樗鼈兪菑耐?Btrfs 文件系統(tǒng)掛載的不同部分（子卷）。比如，/f34 子卷是我去年創(chuàng)建的那個可引導(dǎo)快照。

默認(rèn)的 Fedora Btrfs 安裝會創(chuàng)建一個 Btrfs 文件系統(tǒng)，并在其上分別掛載兩個子卷，root 和 home ，掛載路徑分別為 / 和 /home。讓我們一起來看看我還添加了哪些其它的子卷：

$ sudo btrfs subvol list /
ID 272 gen 110428 top level 5 path root
ID 273 gen 110426 top level 5 path home
ID 300 gen 109923 top level 5 path f34
ID 301 gen 95852 top level 5 path home.22Jul26
ID 302 gen 95854 top level 5 path f36.22Jul26

在這里，我們有一個來自最近一次系統(tǒng)升級的 f34 子卷，以及兩個只讀快照 home 和 f36。要添加和刪除這些快照，最簡單的方法就是掛載 Btrfs 的根目錄。我會更新系統(tǒng)并創(chuàng)建當(dāng)前 f36 root 子卷的新快照。如果你已經(jīng)重命名了你的 root 子卷，我相信你知道該如何調(diào)整以下的示例以適應(yīng)你的系統(tǒng)。

創(chuàng)建 Btrfs 的回退快照

$ sudo dnf update --refresh
...更新了很多部分（如果升級了內(nèi)核還需要重啟）
$ sudo mkdir -p /mnt/root
$ sudo mount /dev/mmcblk2p3 /mnt/root
$ cd /mnt/root
$ ls
f34  f36.22Jul26  home  home.22Jul26  root
$ sudo btrfs subvol snapshot root f36
Create a snapshot of 'root' in './f36'

因?yàn)?Btrfs 快照是以文件系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，所以并不需要在創(chuàng)建快照之前進(jìn)行 “同步”，正如我在 LVM 中建議的。要從新的子卷引導(dǎo)為回退，你需要使用你喜歡的編輯器編輯 /mnt/root/f36/etc/fstab。如果你是剛?cè)腴T的話，nano 就是一款十分簡單的文本編輯器，功能基本夠用。以下是我 fstab 文件中的一些行：

LABEL=PINE		/    btrfs   subvol=root,compress=zstd:1        1 1
UUID=e31667fb-5b6f-48d9-aa90-f2fd6aa5f005 /boot ext4    defaults        1 2
UUID=75DB-5832          /boot/efi               vfat    umask=0077,shortname=winnt 0 2
LABEL=PINE		/home    btrfs   subvol=home,compress=zstd:1    1 1
LABEL=SWAP swap			swap	discard=once	0 0

將 subvol=root 更改為 subvol=f36。這個改動是作用在快照中的文件，而并非你實(shí)際運(yùn)行中的 fstab 文件。你可以通過 diff /etc/fstab /mnt/root/f36/etc/fstab 對比它們的區(qū)別。在我的情況下，我還使用了 sudo btrfs subvol delete f34 來刪除我去年的 f34 快照。

測試 Btrfs 的回退快照

你現(xiàn)在可以進(jìn)行回退的測試了。你可以使用 grubby 或在 /boot/loader/entries 中編輯一項(xiàng)來將 subvol=root 替換為 subvol=f36。然而，為了初學(xué)者的安全起見，我們更建議你在啟動時編輯 GRUB 進(jìn)行操作。你可以參考 關(guān)于 GRUB 的這篇文章 了解如何進(jìn)入 GRUB 菜單。在你到達(dá)那里后，按下 e 鍵編輯默認(rèn)的內(nèi)核啟動項(xiàng)。放心 —— 你所做的更改都只存在于內(nèi)存中，如果你弄錯了，重啟電腦即可重新開始。就像編輯 fstab 文件一樣，找到 subvol=root 并將其更改為 subvol=f36。然后，按 F10 或 Ctrl + X 來引導(dǎo)你修改過的項(xiàng)目。通過這些更改，你的系統(tǒng)應(yīng)該能夠引導(dǎo)進(jìn)入你的新快照。你可以查看 /etc/fstab 確保你正在引導(dǎo)至正確的子卷，或鍵入 mount | grep subvol 查看此時在 / 上掛載的子卷。

進(jìn)行 Fedora Linux 的系統(tǒng)升級

如果你的回退功能沒問題，重啟并返回你的正常根文件系統(tǒng)（并像上面所述，進(jìn)行確認(rèn)）。然后，按照 維基頁面 上的指南進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)升級。提示：在運(yùn)行 dnf system-upgrade reboot 之前，給 root 子卷創(chuàng)建另一個快照，你可以給它命名為 root.dl。這樣，如果你發(fā)現(xiàn)硬盤空間不夠，你不必再下載五個 GB 的文件包。因?yàn)槌讼螺d的包以外，所有的內(nèi)容都將與 root 和 f36 共享，因此它不會占用任何額外的空間。然后說到磁盤塊的共享問題……

因?yàn)樵?nbsp;root 子卷中的 f36 文件和 f36 子卷中的相同文件都使用的是相同的磁盤位置，所以在處理 Btrfs 報(bào)告的可用空間時，dnf system-upgrade 會感到困惑。因此在升級過程中從 root 子卷中刪除它們并不會真正釋放任何空間。如果你耗盡了所有空間，并且決定重啟電腦，那么圖形用戶界面（GUI）將無法啟動。此時，你需要使用 Ctrl + Alt + F2 進(jìn)入文本控制臺并登錄，這將是你磨練命令行技能的好機(jī)會。如何清空空間或擴(kuò)展根文件系統(tǒng)在這里先不做討論（我的文件系統(tǒng)經(jīng)常在一個 LVM 的卷上，可以被擴(kuò)展）。通常，為升級保留超過 50% 的空閑空間是比較保險的。

恢復(fù)環(huán)節(jié)

如果不幸出現(xiàn)問題，你可以重啟電腦，并編輯 GRUB 條目以引導(dǎo)啟動回退快照。如果你是新手，一旦需要在磁盤上修改 GRUB 條目（這樣你就不需要每次啟動時都進(jìn)行編輯），可能需要一些指導(dǎo)。刪除或重命名損壞的 root 子卷是非常直接的。你可以為 f36 子卷（或 root.dl 快照）創(chuàng)建一個快照，然后嘗試再一次進(jìn)行系統(tǒng)升級。以下是在子卷 f36 上啟動到回退系統(tǒng)后重新開始的示例：

$ mount | grep subvol
$ sudo mount /dev/mmcblk2p3 /mnt/root
$ cd /mnt/root
$ sudo mv root root.failed
$ sudo btrfs subvol snapshot f36 root
Create a snapshot of 'f36' in './root'
Don't forget to edit /mnt/root/root/etc/fstab to change the subvol mounted on "/" to "root".

事實(shí)證明，新的 f38 版本的 kernel-6.2.11 在我的 Pinebook 上進(jìn)行系統(tǒng)升級后并未成功啟動?。ú贿^請不要擔(dān)心，ARM 只是 Fedora Linux 的可選 CPU 架構(gòu)——在主流設(shè)備上，你很少會遭遇此類問題。）的確，我成功地按照前文所述，在啟動時編輯了 GRUB 條目并恢復(fù)到了 f36 的 kernel-6.2.10。現(xiàn)在，我繼續(xù)使用著 f38，但同時搭載了 f36 的 kernel-6.2.10。

更新：kernel-6.2.12 已經(jīng)發(fā)布，且我已確認(rèn)它在 Pinebook 上運(yùn)行正常。

過期問題

隨著你不斷更新 f38 系統(tǒng)，它最終可能會希望刪除 /boot 下的最后一個 f36 內(nèi)核。通常來說，這并不是問題，因?yàn)榈侥莻€時候，你已經(jīng)完全熟悉 f38，而 f36 快照只是一個存檔。然而，如果你希望你的復(fù)刻版本（即 f36 的快照）能無限期地啟動，那么你應(yīng)當(dāng)在 /boot 下保存一個能正常工作的 f36 內(nèi)核。最簡單的方法是在 /etc/dnf/dnf.conf 文件中設(shè)置 installonly_limit=0 并手動移除舊的內(nèi)核，這種方法既簡單又安全（盡管可能稍顯繁瑣）。

這里還有一個更復(fù)雜的解決方案（不適合新手）：運(yùn)行 find /boot -name "*fc36*" 指令，列舉出所有在 f36 子卷快照中的內(nèi)核及 GRUB 文件（這些文件并未包含在快照之內(nèi)）。將這些文件備份至安全位置（例如我會掛載 f36 子卷，并將文件備份至其下的一個目錄）。當(dāng) f38 系統(tǒng)啟動后，對于每一個 f36 內(nèi)核版本，都需使用 dnf 刪除特定版本的內(nèi)核（例如，使用 dnf remove kernel-core-5.19.11-200.fc36）。千萬不要刪除 f38 的內(nèi)核！然后將你先前備份的 f36 內(nèi)核恢復(fù)至 /boot 下。此時，f38 系統(tǒng)已經(jīng)無法再識別 f36 的內(nèi)核，因此也不會將其從 /boot 中刪除。

然而，使用此方法有一個缺點(diǎn)，那就是你可能會不小心刪除正在運(yùn)行的 f38 內(nèi)核。如果大家有更佳的解決辦法，歡迎在評論區(qū)分享。

展望未來

對于習(xí)慣于修改 GRUB 條目的用戶，他們可能會考慮創(chuàng)建一個命名為 f38 的快照子卷。將當(dāng)前的 GRUB 條目進(jìn)行修改，以便啟動到這個子卷，重啟后，在這個子卷中進(jìn)行系統(tǒng)升級。此后，總是根據(jù)它所包含的 Fedora Linux 版本來命名根文件系統(tǒng)的子卷。但在本文中，我沒有采用這種作法，原因有兩點(diǎn)：

1. 將當(dāng)前活動的子卷命名為 root，這是遵循 Fedora Linux 的默認(rèn)設(shè)置。
2. 堅(jiān)持使用 root 作為當(dāng)前子卷，這樣在進(jìn)行正常的系統(tǒng)升級操作之外，并不需要任何永久性的更改。

正如本文所展示的，針對重大系統(tǒng)更改（如系統(tǒng)版本升級）可能引發(fā)問題時，只讀快照作為本地恢復(fù)點(diǎn)，非常有用。這些快照還可以通過 Btrfs 的 send 子命令，發(fā)送至遠(yuǎn)程備份。（如果遠(yuǎn)程備份設(shè)備已經(jīng)包含了先前的備份數(shù)據(jù)，Btrfs 可以進(jìn)行增量發(fā)送，僅傳輸發(fā)生變更的文件，這樣就能節(jié)省時間和空間。）如果你打算長期存檔這些快照，保持清晰不混淆且能明確恢復(fù)順序的關(guān)鍵，就是要使用一套一致的命名規(guī)則。關(guān)于如何使用 Btrfs 的 send 命令來創(chuàng)建備份的更多信息，你可以參考關(guān)于 Btrfs 快照備份 的文章。