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[Tip]Portage ristretto in 30Mb con squashfs, tmpfs e unionfs
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Sparker
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Joined: 28 Aug 2003
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PostPosted: Tue Sep 06, 2005 5:03 pm    Post subject: [Tip]Portage ristretto in 30Mb con squashfs, tmpfs e unionfs Reply with quote

Attenzione:

  • 06/04/2006 aggiornato con il nuovo script potenziato fornito da matrix.
  • I problemi tra unionfs ed rsync sono stati risolti, funziona di nuovo perfettamente :) (testato con versione 1.1.3)
  • Nel kernel 2.6.16 è stato cambiato VFS e unionfs-1.1.3 non funziona correttamente. Ora la versione 1.1.3-r1 di unionfs in portage comprende una patch per farlo funzionare con il nuovo VFS.




L'idea originale per il tip è partita da questo topic

Attenzione: non mi assumo nessuna responsabilità per l'eventuale distruzione delle vostre macchine.


Portage ristretto in 30Mb con squashfs, unionfs e tmpfs



Introduzione

Forse non ci avete mai fatto caso, ma ormai portage su ext3 occupa ben 600mb. E su reiserfs non andiamo molto meglio (credo sui 350mb).
Se sugli hd moderni questo non non è un grosso problema, può esserlo su pc più datati, e comunque anche con il mio 200gb trovo fastidioso buttare 600mb inutilmente. (Per tacere del mio portatile...)

L'idea è comprimere portage usando un file system compresso, squashfs2.x.
Attualmente i 600Mb di portage, compressi con squasfs, generano un file da meno di 30mb!
Il problema è che squasfs è un file system in sola lettura e quindi l'aggiornamento comporta la copia dei dati su hard disc e la creazione di una nuova immagine, diminuendo drasticamente l'utilità del trick.



La soluzione

Usare unionfs, ma è ovvio!!
Unionfs è uno stackable file system, in pratica permette di sovrapporre più directory, sia in sola lettura che in lettura/scrittura, e di unirne il contenuto in una sola directory virtuale.
Nel tip andremo a montare portage compresso con squashfs in una directory. Tale directory sarà posizionata alla base della pila in read-only, sopra la quale andremo ad impilare una directory montata in ram tramite tmpfs in lettura/scrittura, dove verranno effettivamente edeguite le modifiche a portage. Unionfs scriverà i file nuovi o modificati nella directory tmpfs ed al contempo memorizzerà la cancellazione dei files. Infine creeremo un nuovo snapshot di portage in squashfs comprimendo la directory creata dalla pila unionfs.



Strumenti necessari

  • Un kernel patchato per il supporto a squashfs 2.x, ad esempio gentoo-sources

  • Gli squashfs-tools:
    Code:
    emerge squashfs-tools

  • Il pacchetto unionfs:
    Se non siete utenti ~x86 o ~amd64 è necessario smascherarlo:
    Code:
    echo "sys-fs/unionfs" >> /etc/portage/package.keywords



Attenzione:
unionfs installa un modulo del kernel, quindi ad ogni cambio di versione del kernel unionfs dovrà essere ri-emerso.


Preparazione ambiente

squashfs è read-only, quindi è necessario spostare le directory per i distfiles ed i pacchetti precompilati fuori da /usr/portage
Code:

mv /usr/portage/distfiles /usr/
mv /usr/portage/packages /usr/


Editare /etc/make.conf aggiungendo le seguenti righe:
Code:

DISTDIR=/usr/distfiles
PKGDIR=/usr/packages



E' utile montare il portage in automatico all'avvio, modificare /etc/fstab aggiungendo la seguente riga:
Code:

/usr/portage.sqfs       /usr/portage     squashfs         loop,ro  0 0

Il file portage.sqfs verrà salvato in /usr



Creazione dello snapshot quashfs di portage iniziale

Caricare il modulo del kernel per squashfs, se necessario:
Code:
modprobe squashfs


Creare lo snapshot:
Code:
mksquashfs /usr/portage /usr/portage.sqfs


Liberare un pò di spazio :)
Code:
rm -r /usr/portage/*


tip: se volete fare test in tutta sicurezza, fate una copia di backup dello snapshot, vi eviterete di riscaricare tutto portage in caso di corruzione del file squashfs.


Script di aggiornamento portage

Innanzitutto è necessario caricare i moduli del kernel (se necessario):
Code:

modprobe squashfs
modprobe unionfs


Lo script di aggiornamento. I commenti a dopo:
Code:

#!/bin/bash

RAMDISK_SIZE="50M"
RAMDISK_DIR="/usr/portage_ramdisk"
PORTAGE_FILE="/usr/portage.sqfs"
PORTAGE_DIR="/usr/portage"
NICENESS="19"

cleanup_sync() {
        umount ${PORTAGE_DIR} && umount ${PORTAGE_DIR} && umount ${RAMDISK_DIR} && mount ${PORTAGE_DIR}
}


renice ${NICENESS} -p $$

echo ">> Checking squashed portage ..."
if [ "$(losetup -a |grep ${PORTAGE_FILE} | wc -l)" -eq 0 ]; then
        mount -t squashfs -o loop,ro ${PORTAGE_FILE} ${PORTAGE_DIR} &>/dev/null
        if [ "$?" -ne 0 ];then
                echo "!> Error: can't mount $PORTAGE_FILE ..."
                exit -1
        fi
fi

echo ">> Creating ramdisk at: ${RAMDISK_DIR} [ ${RAMDISK_SIZE} ] ..."
while [ "$(grep ${RAMDISK_DIR} /proc/self/mounts |wc -l)" -ne 0 ]; do
        umount ${RAMDISK_DIR} &>/dev/null
done
rm -rf ${RAMDISK_DIR} && mkdir -p ${RAMDISK_DIR}

mount -t tmpfs tmpfs -o size=${RAMDISK_SIZE},mode=770 ${RAMDISK_DIR}
if [ "$?" -ne 0 ];then
        echo "!> Error: can't mount ramdisk..."
        exit -1
fi

echo ">> Creating unionfs workspace ..."
mount -t unionfs -o dirs=${RAMDISK_DIR}=rw:${PORTAGE_DIR}=ro none ${PORTAGE_DIR}
if [ "$?" -ne 0 ];then
        umount ${RAMDISK_DIR} && rm -rf ${RAMDISK_DIR}
        echo "!> Error: can't create unionfs ..."
        exit -1
fi

echo ">> Proceding to sync for portage ..."
emerge --sync
if [ "$?" -ne 0 ]; then
        echo "!> Warning: sync is incomplete! Restoring last portage ..."
        cleanup_sync
        echo ">> Recover complete"
        exit -1
fi

cp ${PORTAGE_FILE} ${PORTAGE_FILE}-last

mksquashfs ${PORTAGE_DIR} ${PORTAGE_FILE}-new -noappend -check_data
if [ "$?" -ne 0 ]; then
        echo "!> Warning can't create new squashed portage! Restoring last portage ..."
        mv ${PORTAGE_FILE}-last ${PORTAGE_FILE}
        cleanup_sync
        echo ">> Recover complete"
        exit -1
fi
echo ">> Mounting new portage & update eix cache ..."

cp ${PORTAGE_FILE}-new ${PORTAGE_FILE}
cleanup_sync

if [ "$?" -ne 0 ]; then
        echo "!> Warning: portage corrupted! Restoring last portage ..."
        mv ${PORTAGE_FILE}-last ${PORTAGE_FILE}
        cleanup_sync
        echo ">> Recover complete"
        exit -1
fi
rm -rf ${PORTAGE_FILE}-last
sleep 1
echo ">> Update Complete!"


Salvare lo script in un file del vostro path e rendeterlo eseguibile.
Ad esempio io uso /root/bin/emsync

Eseguire emsync per aggiornare portage e verificare che tutto funzioni.


Commenti allo script:
- Portage viene rimontato in /root/portage poichè l'aggiornamento deve essere effettuato da emerge proprio in /usr/portage. Se si utilizzasse un'altra directory temporanea la cache in /var/cache/edb/dep/ si riferirebbe alla directory temporanea e non a /usr/portage

- L'opzione di unionfs "-o dirs=${RAMDISK_DIR}=rw:${PORTAGE_DIR}=ro" viene letta da sinistra a desta: la directory più a sinistra è in cima alla pila, quella a destra più in basso.

- L'opzione size=50M di tmpfs non alloca immediatamente 50Mb di memoria, ma consente di allocare fino a 50Mb, ma solo se necessari.



Suggerimenti per eventuali varianti


  • Aggiornamento senza tmpfs (se avete poca ram):
    basta passare come opzione una directory qualsiasi quando si monta l'unionfs al posto della directory tmpfs, ed avere l'accortezza di svuotarla ad aggiornamento concluso.

  • Esportazione di portage via nfs:
    purtroppo una directory sulla quale è montato un file squashfs non è esportabile via nfs. La soluzione è salvare portage.sqsh in una directory dedicata ed esportare la directory. Il client dovrà montare direttamente il file squashfs. Questo ha lo svantaggio che anche il client deve essere patchato squashfs.


  • Compressione di /var/cache/edb/dep/:
    du -sh /var/cache/edb/dep/
    83M /var/cache/edb/dep/

    mksquashfs /var/cache/edb/dep/ cache.sqfs
    du -sh cache.sqfs
    2,2M cache.sqfs

    Risparmio notevole!
    Tale directory viene aggiornata automaticamente alla fine di emerge sync o manualmente tramite emerge metadata.
    Inoltre viene toccata anche dai normali emerge, quindi è necessario che sia scrivibile.
    Un modo per ovviare al problema è comprimere la directory con squashfs, montarla e quindi montarle sopra una normale directory scrivibile tramite unionfs. All'aggiornamento del portage si aggiorna lo snapshot




Conclusioni

Suggerimenti, critiche e correzioni sono ben accette.



Ringraziamenti

Ringrazio:

  • darkimage per l'idea originale
  • matrix per lo script di aggiornamento potenziato
  • makoomba per i consigli sulla gestione di /var/cache/edb


Last edited by Sparker on Fri Apr 07, 2006 2:21 pm; edited 12 times in total
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randomaze
Bodhisattva
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PostPosted: Tue Sep 06, 2005 9:18 pm    Post subject: Re: [Tip]Portage ristretto con squashfs, tmpfs e unionfs Reply with quote

Sparker wrote:
Usare unionfs, ma è ovvio!!
Unionfs è uno stackable file system, in pratica permette di sovrapporre più directory, sia in sola lettura che in lettura/scrittura, e di unirne il contenuto in una sola directory virtuale.


Molto interessante :-)
Questo potrebbe mandare in pensione l'howto di darkimage.

Dal punto di vista delle prestazioni qual'é la situazione? Dopo quanti quanto tempo (o quante sovrascritture di portage) conviene ricostruire lo snapshot dello squash?
_________________
Ciao da me!
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federico
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PostPosted: Tue Sep 06, 2005 11:44 pm    Post subject: Reply with quote

MOLTO interessante.
Impressioni all'utilizzo?
Prima di testarlo volevo qualche parere personale da parte di chi lo ha utilizzato.
_________________
Sideralis www.sideralis.org
Pic http://blackman.amicofigo.com/gallery
Arduino http://www.arduino.cc
Chi aveva potuto aveva spaccato
2000 pezzi buttati là
Molti saluti,qualche domanda
Semplice come musica punk
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Sparker
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PostPosted: Wed Sep 07, 2005 7:05 am    Post subject: Reply with quote

Il mio scriptino ricrea lo snapshot ogni volta, poichè si appoggia alla RAM per le modifiche:

Sul mio AthlonXP 2600 (con in /usr/portage montato lo snapshot compresso)
time mksquashfs /usr/portage /root/portage.sqfs
real 0m22.503s
user 0m11.549s
sys 0m10.070s

22 secondi per creare lo snapshot mi sembrano un'inezia, rispetto alla parte di aggiornamento della cache.
Se non ricordo male, per creare uno snapshot da portage non compresso impiega almeno il doppio.

emerge -S non è più veloce: sospetto che lavori direttamente sulla cache in /var/cache/edb, che sono circa 90Mb. Come ho suggerito, potrebbe essere interessate provare a comprimere anche la cache, ma non ho ancora provato.

Le mie impressioni sulle prestazioni sono che si ha solo un risparmio di spazio e non un incremento prestazionale, (o almeno non notevole)
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xchris
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PostPosted: Wed Sep 07, 2005 7:59 am    Post subject: Reply with quote

molto interessante..
e' carino da usare su una usbstick da 1GB oppure una CF per un minisistema con portage funzionante!
(quindi non un sistema RO)

Complimenti!
ciao
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redview
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PostPosted: Wed Sep 07, 2005 7:17 pm    Post subject: Reply with quote

che storia sta roba! la proverò!
intanto vorrei sapere: io di solito uso esync piuttosto che emerge sync. cosa dovrei cambiare per continuare così??

grazie mille! :)
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Sparker
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PostPosted: Wed Sep 07, 2005 8:44 pm    Post subject: Reply with quote

redview wrote:

intanto vorrei sapere: io di solito uso esync piuttosto che emerge sync. cosa dovrei cambiare per continuare così??


basta che nello script di aggiornamento metti esync al posto di emerge sync
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redview
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PostPosted: Thu Sep 08, 2005 10:27 am    Post subject: Reply with quote

da quanto uso squashfs al boot mi viene dato un msg di errore sul mount di un filesystem, tuttavia sembra funzionare tutto ok.
Code:
# mount
/dev/hda9 on / type ext3 (rw,noatime)
none on /dev type devfs (rw)
proc on /proc type proc (rw)
sysfs on /sys type sysfs (rw)
devpts on /dev/pts type devpts (rw)
/dev/hda8 on /home type ext3 (rw,noatime)
/dev/hda5 on /mnt/dati type vfat (rw,uid=1000,gid=100,umask=027)
none on /dev/shm type tmpfs (rw)
usbfs on /proc/bus/usb type usbfs (rw,devmode=0664,devgid=85)
/usr/portage.sqfs on /usr/portage type squashfs (ro,loop=/dev/loop0)


qualcuno ha suggerimenti?
grazie mille!
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Lestaat
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PostPosted: Thu Sep 08, 2005 2:08 pm    Post subject: Reply with quote

E' normale che durente il sync mi dia questi messaggi?
Se si perchè? (mi sa che mi sono perso qualcosa)

Code:
mkstemp "/usr/portage/net-analyzer/snmpmon/.metadata.xml.1dcUMa" failed: No space left on device
         343 100%    0.00kB/s    0:00:00


ed è normale che al primo emsync faccia il sync come se fosse il primo?
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Sparker
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PostPosted: Thu Sep 08, 2005 2:20 pm    Post subject: Reply with quote

redview wrote:
da quanto uso squashfs al boot mi viene dato un msg di errore sul mount di un filesystem, tuttavia sembra funzionare tutto ok.
qualcuno ha suggerimenti?
grazie mille!

Strano, prova a postare l'errore


Lestaat wrote:

E' normale che durente il sync mi dia questi messaggi?
Se si perchè? (mi sa che mi sono perso qualcosa)
mkstemp "/usr/portage/net-analyzer/snmpmon/.metadata.xml.1dcUMa" failed: No space left on device
343 100% 0.00kB/s 0:00:00
ed è normale che al primo emsync faccia il sync come se fosse il primo?

No in entrambi i casi.

Hai creato lo snapshot di portage in squashfs iniziale tramite il comando mksquashfs /usr/portage /usr/portage.sqfs? (prima di cancellare il contenuto di /usr/portage)
E la directory /root/portage? (dove viene montato temporaneamente lo snapshot durante l'aggiornamento)

Ti da errore di spazio esaurito perchè la directory tmpfs che lo script crea è di 100Mb, mentre se cerca di scaricare tutto il portage necessiterebbe di 500Mb...
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Lestaat
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PostPosted: Thu Sep 08, 2005 2:26 pm    Post subject: Reply with quote

immaginavo, ma perchè?
dici che mi si è generato male il portage.sqfs?
mo lo cancello, resynco e lo rigenero di nuovo e vediamo.
Grazie dei lumi.
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PostPosted: Thu Sep 08, 2005 3:29 pm    Post subject: Reply with quote

Da paura Sparker...
funziona tutto ed è pure performante.
Grandissimo Tip.
Tra l'altro rende possibilissimo una gentoo intera su una penna USB.
troppo bello

Solo una cosa mi crea qualche dubbio.
Essendo squashfs read-only compattare la cache di portage la rende impenetrabile da emerge quindi ogni volta che si synca bisognerebbe lasciargli ricreare la cache normalmente e ricompattarla giusto?
quindi su una chiavetta potrebbe porre cmq qualche problema. E' fattibile anche in quel caso l'uso diretto della RAM per la creazione della cache durante il sync e poi la scrittura del file squash?

PS
spero di essermi spiegato
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Sparker
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PostPosted: Thu Sep 08, 2005 4:49 pm    Post subject: Reply with quote

Lestaat wrote:

Solo una cosa mi crea qualche dubbio.
Essendo squashfs read-only compattare la cache di portage la rende impenetrabile da emerge quindi ogni volta che si synca bisognerebbe lasciargli ricreare la cache normalmente e ricompattarla giusto?
quindi su una chiavetta potrebbe porre cmq qualche problema. E' fattibile anche in quel caso l'uso diretto della RAM per la creazione della cache durante il sync e poi la scrittura del file squash?

Se parli della cache in /var/cache/edp/dep è fattibile.
Basta applicare lo stesso procedimento che si applica a portage anche a /var/cache/edp/dep:
- si crea lo snapshot e lo si monta in /var/cache/edp/dep (meglio via fstab)
- nello script di aggiornamento, prima di emerge sync si smonta lo snapshot e lo si rimonta sulla dir t1, si monta sulla dir t2 un'ulteriore spazio tmpfs e si uniscono le due directory t1 e t2 su /var/cache/edp/dep tramite unionfs. dopo l'emerge sync si crea lo snapshot, si smonta tutto e si monta il nuovo snapshot

Rimane da capire se emerge sync aggiorna la cache o la rigenera completamente: nel secondo caso consumerebbe circa 90mb di ram.
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redview
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PostPosted: Thu Sep 08, 2005 11:14 pm    Post subject: Reply with quote

ecco cosa mi dice al boot:
Code:
mount local filesystem
mount: mount pointportage does not exist


però poi va tutto..
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PostPosted: Fri Sep 09, 2005 7:08 am    Post subject: Reply with quote

redview wrote:
ecco cosa mi dice al boot:
Code:
mount local filesystem
mount: mount pointportage does not exist


però poi va tutto..


Apparentemente cerca di montare qualcosa su una directory inesistente, controlla attentamente l'fstab
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redview
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PostPosted: Fri Sep 09, 2005 7:03 pm    Post subject: Reply with quote

la mia fstab non mi ha mai creato problemi fino ad oggi e comunque il problema sembra sia legato al mountpoint portage. posto quindi la riga relativa all'aggiunta fatta in seguito al tip di Sparker

Code:
/usr/portage.sqfs       /usr/portage    squashfs        loop,ro                 0 0



grazie e ciao
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PostPosted: Sat Sep 10, 2005 4:13 pm    Post subject: Reply with quote

La riga è corretta, non saprei proprio dire da cosa dipende l'errore
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redview
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PostPosted: Sat Sep 10, 2005 5:44 pm    Post subject: Reply with quote

nn so l'ultima cosa che mi viene da dire è riguardo al kernel:
ho messo squashfs come built-in, mentre per quanto riguarda unionfs ho semplicemente emerso il pkt uniofs come da tip senza aggiungere nessun eventuale modulo nel kernel.

grazie
ciao
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Sparker
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PostPosted: Mon Mar 06, 2006 5:59 pm    Post subject: Reply with quote

Le ultime versioni di unionfs funzionano di nuovo perfettamente con rsync.
Ora portage occupa 600mb, compresso 29mb

Ciao
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makoomba
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PostPosted: Mon Mar 06, 2006 6:15 pm    Post subject: Reply with quote

su hardened, la combo unionfs + squashfs produceva segfaults a profusione, per cui avevo rinunciato.
hai provato anche con quel kernel ?
_________________
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Kernel78
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PostPosted: Thu Mar 23, 2006 11:11 am    Post subject: Reply with quote

Passando da queste parti mi sono convinto a provare questo tip ma prima di iniziare a fare cavolate (ho sempre i miei backup ma spero sempre di non doverli usare) volevo sapere, visto che il tip è vecchiotto, se le versioni di unionfs da usare sono sempre quelle o se è meglio usare versioni più recenti che magari risolvono dei problemi ma che sono meno testate.
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Code:
grep -vE '(^[[:space:]]*($|(#|!|;|//)))'
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makoomba
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PostPosted: Thu Mar 23, 2006 11:31 am    Post subject: Reply with quote

vagabondo, prova :p
tanto, nel peggiore dei casi, perdi solo il portage.
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Luca89
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PostPosted: Thu Mar 23, 2006 1:59 pm    Post subject: Reply with quote

Io ricordo di aver usato l'ultima disponibile filava con un kernel >=gentoo-sources-2.6.14. Al limite ti basta fare un backup di /usr/portage e stai tranquillo da eventuali rischi.
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Sparker
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PostPosted: Thu Mar 23, 2006 6:48 pm    Post subject: Reply with quote

Ho aggiornato la guida.
In soldoni:
fino al kernel 2.6.15 unionfs và che è una favola, se siete "coraggiosi" potete patchare unionfs e farlo andare anche sul 2.6.16

Su hardened non ho provato
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Kernel78
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Joined: 24 Jun 2005
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PostPosted: Fri Mar 24, 2006 2:06 pm    Post subject: Reply with quote

Per adesso l'accoppiata ~unionfs-1.1.3 e gentoo-sources-2.6.15-r1 funziona bene.
Piccolo appunto, le directory che tu hai messo in /root io ho preferito spostarle in /tmp proprio per non riempire l'hd di directory strane :wink:

Tip molto interessante, grazie mille.
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