HowTo: Noble su btrfs con layout snapper

In questo "HowTo", verrà descritto come installare Ubuntu 24.04 con un layout del filesystem btrfs "OpenSuse-like". Al termine della procedura il risultato sarà una installazione Ubuntu Noble su filesystem btrfs. Le funzionalità del filesystem verranno gestite con snapper + Btrfs Assistant. La procedura prevede che il device di installazione, sia preparato in anticipo rispetto l'installazione, e sarà un'attività manuale. L'obiettivo è fornire una procedura di tipo "copia e incolla" alla portata di tutti.

Tabella spazio temporale

L'installazione è stata divisa in diversi passaggi. La tabella di seguito pubblicata, cataloga i vari passaggi in relazione all'ambiente di esecuzione e allo stato dell'installazione.

Preparazione del disco

L'installazione proposta prevede che il dispositivo di installazione sia già pronto, e non necessiti di formattazione. I requisiti minimi per l'installazione, in termini di storage sono:

• partizione EFI/ESP (almeno 100Mb, in caso di dual boot si condivide quella di windows)
• partizione btrfs (consigliati un minimo di 50Gb)

Il dispositivo di installazione si può preparare anche con gparted nella Live. Se si sta installando in dual boot, e sia necessario ridurre una (o più) partizione(i) in uso, si consiglia di utilizzare gli strumenti di windows.

BTRFSDEV=$(sudo blkid | grep btrfs | cut -d ":" -f1)
echo $BTRFSDEV

Preparazione del volume btrfs

Prima di avviare l'installazione, sarà necessario preparare il volume btrfs. E' possibile utilizzare un terminale dalla Live.

Creazione del subvolume @

Si monta il filesystem btrfs creato nel precedente step, e si crea il subvolume @ (ID=256) (il secondo subvolume del volume. Il primo è subvolid=5).

BTRFSDEV=$(sudo blkid | grep btrfs | cut -d ":" -f1)
sudo mount $BTRFSDEV /mnt  
sudo btrfs subvolume create /mnt/@

Il "first root filesystem"

Si crea la directory:

sudo mkdir /mnt/@/etc/snapper/configs -p

Si modifica il default subvolume, e si rimonta il volume:

BTRFSDEV=$(sudo blkid | grep btrfs | cut -d ":" -f1)
sudo btrfs subvolume set-default /mnt/@
sudo umount /mnt && sudo mount $BTRFSDEV /mnt

Si installa, configura e utilizza snapper per creare il "first root filesystem" (sulla Live)

sudo apt install snapper -y
systemctl stop snapper-timeline.timer  # prima dell'installazione non vogliamo le snapshot di tipo timeline
sudo snapper create-config /mnt
sudo cp /etc/snapper/configs/root  /mnt/etc/snapper/configs/
sudo sed -i s@\"/mnt\"@\"/\"@ /mnt/etc/snapper/configs/root
sudo snapper create -t single -d "first root filesystem" --read-write --from 0

Ci creano i subvolumi di interesse, infine si modifica il default subvolume con il "first root filesystem".

sudo btrfs subvolume create /mnt/home
sudo mkdir /mnt/var/lib -p
sudo btrfs subvolume create /mnt/var/cache
sudo btrfs subvolume create /mnt/var/log
sudo btrfs subvolume create /mnt/var/tmp
sudo chmod 1777 /mnt/var/tmp
sudo btrfs subvolume create /mnt/var/lib/flatpack
sudo btrfs subvolume set-default /mnt/.snapshots/1/snapshot
sudo umount /mnt

Inizia l'installazione.

Installazione di Ubuntu

Eseguire l'installazione seguendo le istruzioni a video. E' sufficiente personalizzare il setup del device di installazione:

Attività successive l'installazione

Questi comandi vanno eseguiti nell'ambiente Live di installazione.

Montare i subvolumi

Si verifica che tutti i subvolumi si montino correttamente dove atteso e come atteso

BTRFSDEV=$(sudo blkid | grep btrfs | cut -d ":" -f1)
sudo mount $BTRFSDEV /mnt
sudo mount -o subvol=@/home $BTRFSDEV /mnt/home
sudo mount -o subvol=@/var/cache $BTRFSDEV /mnt/var/cache
sudo mkdir /mnt/var/lib/flatpack -p
sudo mount -o subvol=@/var/log $BTRFSDEV /mnt/var/log
sudo mount -o subvol=@/var/tmp $BTRFSDEV /mnt/var/tmp
sudo mount -o subvol=@/var/lib/flatpack $BTRFSDEV /mnt/var/lib/flatpack
sudo mount -o subvol=@/.snapshots $BTRFSDEV /mnt/.snapshots

Aggiornare fstab

Si aggiorna il file '/mnt/etc/fstab' perchè monti i subvolumi attesi dove atteso.

BTRFSDEV=$(sudo blkid | grep btrfs | cut -d ":" -f1)
DISP=$(grep btrfs /mnt/etc/fstab | awk '{print $1}')
line=$(grep -n btrfs /mnt/etc/fstab | cut -d":" -f1)
echo "sudo sed -i '"$line"s/.$/0/' /mnt/etc/fstab" | sh # vedi Nota
echo -n -e "\n# btrfs\n" | sudo tee -a /mnt/etc/fstab
grep btrfs /etc/mtab | \
grep -v target | \
grep -v "1/snapshot" | \
sed s@rw.*,subvolid=.*,@defaults,@ | \
sed s@/mnt@@ | \
sed s@$BTRFSDEV@$DISP@ | \
sudo tee -a /mnt/etc/fstab

BTRFSDEV=$(sudo blkid | grep btrfs | cut -d ":" -f1)
DISP=$(grep btrfs /mnt/etc/fstab | awk '{print $1}')
line=$(grep -n btrfs /mnt/etc/fstab | cut -d":" -f1)
echo "sudo sed -i '"$line"s/.$/0/' /mnt/etc/fstab" | sh
echo "sudo sed -i '"$line"s/defaults/<opzione 1>,<opzione 2>/' /mnt/etc/fstab" | sh 
echo -n -e "\n# btrfs\n" | sudo tee -a /mnt/etc/fstab
grep btrfs /etc/mtab | \
grep -v target | \
grep -v "1/snapshot" | \
sed s@rw.*,subvolid=.*,@<opzione 1>,<opzione 2>,@ | \
sed s@/mnt@@ | \
sed s@$BTRFSDEV@$DISP@ | \
sudo tee -a /mnt/etc/fstab

Riavvio

Si smontano tutti i subvolumi montati in /mnt, e si riavvia.

sudo umount /mnt/.snapshots 
sudo umount /mnt/var/tmp 
sudo umount /mnt/var/cache
sudo umount /mnt/var/log
sudo umount /mnt/var/lib/flatpack
sudo umount /mnt/home 
sudo umount /mnt
sudo shutdown -r now

Primo avvio

Configurare snapper sul sistema appena avviato

Si installa e configura snapper.

sudo apt install snapper -y

Il file di configurazione /etc/snapper/configs/root, è stato ereditato dal subvolume @. Abilitiamo la configurazione root nel file /etc/default/snapper.

sudo sed -i s/SNAPPER_CONFIGS=\"\"/SNAPPER_CONFIGS=\"root\"/g /etc/default/snapper

Si riavvia snapper per attivare la configurazione.

sudo systemctl restart snapperd

Si abilita la quota, in questo modo l'algoritmo di pulizia e raccolta delle snapshots, potrà onorare le direttive SPACE_LIMIT e FREE_LIMIT. Inoltre, l'output del comando snapper list fornirà informazioni riguardo lo spazio utilizzato.

sudo btrfs quota enable /
sudo snapper setup-quota
sudo snapper list

Creare la configurazione per la /home

Si crea la configurazione home, in modo da usufruire delle snapshots anche per il subvolume /home.

sudo snapper -c home create-config /home

Installare Btrfs Assistant

Un tool grafico, potente e intuitivo, che si può utilizzare per gestire snapper, è certamente Btrfs Assistant.

Sfortunatamente, questo software, non è disponibile nei repository ufficiali. Non esiste neanche un repository PPA.

Attualmente, l'unico riferimento ufficiale(?) ad un pacchetto Ubuntu è: btrfs assistant su launchpad (la versione 1.8, è vecchia di un anno. La versione corrente è 2.1)

Le istruzioni per l'installazione sono disponibili nella documentazione ufficiale.

Repository - README

• Prerequisiti per l'installazione

sudo apt install git cmake fonts-noto qt6-base-dev qt6-base-dev-tools \
g++ libbtrfs-dev libbtrfsutil-dev pkexec qt6-svg-dev qt6-tools-dev

• Scaricare i sorgenti

Per questo punto, si hanno a disposizione due opzioni: la versione main, o ultima versione. Se si vuole installare la versione main:

git clone https://gitlab.com/btrfs-assistant/btrfs-assistant.git
cd btrfs-assistant

Per l'ultima versione:

wget https://gitlab.com/btrfs-assistant/btrfs-assistant/-/archive/2.1/btrfs-assistant-2.1.tar.gz
tar xvf btrfs-assistant-2.1.tar.gz
cd btrfs-assistant-2.1

• Compilarere il software

cmake -B build -S . -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr -DCMAKE_BUILD_TYPE='Release'
make -C build

• Installare il software

sudo make -C build install

• Disinstallazione (eventuale)

Perchè il software possa essere disinstallato, è necessario conservare la directory in cui è stato costruito. La lista dei files installati, è presente nella sottodirectory build. Il comando di disinstallazione è:

cd build
sudo xargs rm < install_manifest.txt

Contenuto del file install_manifest.txt dopo l'installazione:

/etc/btrfs-assistant.conf
/usr/share/applications/btrfs-assistant.desktop
/usr/share/metainfo/btrfs-assistant.metainfo.xml
/usr/share/polkit-1/actions/org.btrfs-assistant.pkexec.policy
/usr/bin/btrfs-assistant
/usr/bin/btrfs-assistant-launcher
/usr/bin/btrfs-assistant-bin

Nel caso si installasse il pacchetto btrfsmaintenance, il software Btrfs Assistant, potrà essere utilizzato anche per gestire le operazioni di manutenzione del filesystem.

Installare grub-btrfs (opzionale)

grub-btrfs è una collezione di scripts che permette di eseguire il boot da una snapshot. La collezione di script è ben testata su distribuzioni come Arch e OpenSuse, per cui su Ubuntu, potrebbero esserci errori e/o limitazioni. L'avvio del sistema, utilizzando una snapshot read-only come filesystem radice, potrebbe non terminare con successo. Esistono diverse strategie per avviare una snapshot read-only con successo, la migliore è avviare con il supporto a overlayfs. Questa feature è documentata per Arch e per le distruzioni che utilizzano dracut: Booting on a snapshot in read-only mode can be tricky

Per le istruzioni di installazione e per la verifica dei prerequisiti si può consultare: manuale di installazione

In breve:

git clone https://github.com/Antynea/grub-btrfs.git
cd grub-btrfs
sudo make install

Al termine dell'installazione, se venisse riportato il warning:

sarà necessario eseguire un l'aggiornamento del file /boot/grub/grub.cfg.

sudo update-grub

Per automatizzare la rigenerazione del menù di grub è necessario abilitare il servizio grub-btrfsd.

sudo apt install inotify-tools
sudo systemctl start grub-btrfsd
sudo systemctl enable grub-btrfsd

Operazione di restore

Si immagini di corrompere un sistema durante un upgrade. Il primo passaggio da eseguire è identificare il # della snapshot che si vuole utilizzare come "root" filesystem. Si seleziona la snapshot 25, perchè creata durante l'avvio precedente l'upgrade.

La restore con snapper, riassunta per punti, prevede: - Eseguire il rollback di 5 - Riavviare il sistema, utilizzando una snapshot "copia r/w di 25" - Rigenerare i file di configurazione di grub - Riavviare il sistema

1. Eseguire il roolback

`bash sudo snapper rollback 25 `

Questo comando modifica il subvolume default, dall'attuale, a "copia r/w di 25".

2. Riavviare

Nel menù di grub, selezionare "Ubuntu snapshots".

Nel sottomenù, selezionare la voce "copia r/w di 25"


Una volta terminato il reboot si verifica che il filesystem radice sia quello atteso.

`bash findmnt / `


3. Rigenerare i files di configurazione di grub

`bash sudo update-grub sudo grub-install `

Per le verifiche del caso:

`bash sudo grep "/@/" /boot/efi/EFI/ubuntu/grub.cfg sudo grep "/@/" /boot/grub/grub.cfg ` 

4. Riavviare

Selezionare la sessione di "Ubuntu" nel menù di grub. AL termine del riavvio verificare che il filesystem radice, sia quello atteso.

`bash findmnt / `


L'intera procedura, si gestisce con l'interfaccia grafica.

1. Aprire Btrfs Assistant. 2. Selezionare il tab "Snapper". 3. Selezionare il tab "Browse / Restore". 4. Selezionare la snapshot che si vuole restorare dalla lista. 5. Premere il push button "Restore". 6. Confermare la scelta. 7. Riavviare.




Il subvolume che è stato sostituito, non è più gestito da snapper. Il subvolume si dovrà cancellare manualmente.

1. Identificare il subvolume `bash BACKUP=$(sudo btrfs subvolume list / | grep backup | cut -d "@" -f 2) echo $BACKUP ` 2. Verificare che il subolume non sia il default `bash sudo btrfs subvolume get-default / ` 2. Nel caso il check 2. sia positivo `bash sudo btrfs subvolume set-default 5 / `

3. Cancellare il subvolume `bash echo "sudo btrfs subvolume delete $BACKUP" | sh `


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