CFW: Neues Layout der SD-Karte

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richard.kunze
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CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von richard.kunze » 26 Dez 2016, 10:57

Hallo zusammen,

mit den Commits 79e363f und 93669c7 habe ich das Dateisystem-Layout auf der SD-Karte geändert.

Das neue Layout vereint die Vorteile der beiden alten Layout-Varianten:
  • Einfache Installation (und Updates) wie beim "Simple Layout": Einfach die drei Installationsdateien auf die SD-Karte kopieren.
  • Robustheit gegen Stromausfall, höhere Geschwindigkeit und geringer Resourcenverbrauch (CPU und RAM) wie im alten "Advanced Layout"
Das einzige, was nicht mehr ohne weiteres geht, ist der Zugriff auf vom Benutzer gespeicherte Daten und Einstellungen "offline" von Windows aus, weil diese Daten jetzt auf einer Ext4-Partition liegen die von Windows aus nicht ohne weiteres gelesen werden kann.

Das neue Layout kann in zwei verschiedenen Betriebsarten benutzt werden:
  • "Standard": Diese Betriebsart entspricht dem alten "Simple Layout". Hier ist das eigentliche System read-only, schreibbar sind nur /etc, /home und (für "root") /media/sdcard/boot (das ist die FAT-Partition auf der SD-Karte).
  • "Writeable Root": Entspricht dem alten "Advanced Layout", hier ist das gesamte Filesystem für "root" beschreibbar.
Zwischen den beiden Betriebsarten kann über eine Konfigurationsdatei "rootfs.conf" auf der FAT-Partition umgeschaltet werden: Wenn diese Datei existiert und den Inhalt "rw" hat, dann startet das System mit "Writeable Root", sonst (also bei jedem anderen Inhalt oder wenn "rootfs.conf" nicht existiert) als "Standard".

Technisch ist "Writeable Root" ebenfalls als Overlay realisiert, d.h. alle Änderungen an den normalerweise nur lesbaren Teilen des Systems landen ebenfalls in einem Verzeichnis auf der Ext4-Partition. Anders als im alten Layout funktioniert hier jetzt aber auch ein sauberes Update des Systems durch Austausch der Systemdateien (uImage, am335x-kno_txt.dtb und rootfs.img) auf der FAT-Partition. In diesem Fall werden die im alten System gemachten Änderungen beim ersten Start mit dem neuen System-Image in das Verzeichnis /media/sdcard/data/rootfs-overlay-old verschoben (statt wie im alten "Advanced Layout" einfach überschrieben zu werden).

Die Konvertierung vom alten "Simple Layout" auf das neue Layout passiert beim ersten Start der Community-Firmware automatisch. Dabei bleiben alle bisher gemachten Einstellungen (Passworte, SSH-Keys, installierte Apps, Daten in /home, ...) erhalten. Die beiden neu angelegten Partitionen bekommen bei der automatischen Einrichtung die Namen "CFW-BOOT" (die FAT-Partition) und "CFW-DATA" (die Ext4-Partition).

Beim Umstieg vom alten "Advanced Layout" muss man ein paar Verzeichnisse auf der SD-Karte von Hand anlegen (siehe weiter unten) und die Daten, die in diesen Verzeichnissen landen sollen, von Hand da hin kopieren.

Im Detail sieht das neue Layout so aus:
  • 1. Partition: Dateisystem FAT32, Größe (bei automatischer Initialisierung) knapp 500MB (genug für die Systemdateien im laufenden System plus die neuen Systemdateien bei einem Update im laufenden Betrieb). Auf die erste Partition kommen im wesentlichen nur die Systemdateien uImage, am335x-kno_txt.dtb und rootfs.img, optional noch rootfs.conf
  • 2. Partition: Dateisystem Ext4, Größe ist (bei automatischer Initialisierung) der ganze Rest der SD-Karte. Auf dieser Partition müssen die folgenden Verzeichnisse vorhanden sein:
    • "overlay": Enthält die Änderungen, die im laufenden Betrieb an /etc und (in der Betriebsart "Writeable Root") an sonstigen Systemdateien gemacht werden. Besitzer des Verzeichnisses muss "root" sein, Berechtigungen sind "u=rwx,go-rwx" (d.h. das Verzeichnis ist nur für "root" les- und schreibbar). Die restriktiven Berechtigungen sind ein Schutz gegen versehentliche Beschädigung des Systems, weil das schreibbare Directory eines Overlay-FS im laufenden Betrieb des System nicht direkt beschrieben werden darf.
    • "overlay/etc": Enthält geänderte Daten in "/etc". Besitzer ist "root", Berechtigungen sind "u=rwx,go=rx".
    • "overlay/.workdir/": Arbeitsverzeichnisse für Overlayfs. Besitzer ist "root", Berechtigungen sind "u=rwx,go=rx".
    • "overlay/.workdir/etc": Arbeitsverzeichnis für Overlayfs uf /etc. Besitzer ist "root", Berechtigungen sind "u=rwx,go=rx".
    • "/home": Basisverzeichnis für Benutzerverzeichnisse (für "ftc" und "ROBOPro"). Besitzer ist "root", Berechtigungen sind "u=rwx,go=rx".
    • "/home/ftc": Daten für den Benutzer "ftc": Besitzer ist "ftc" (uid 1001, gid 1001), Berechtigungen sind "u=rwx,go=rx".
    • "/home/ftc/apps": Vom Benutzer installierte Apps (im alten Layout unter /media/sdcard/apps). Benutzer und Berechtigungen wie bei /home/ftc
    • "/home/ROBOPro": Daten für den Benutzer "ROBOPro": Besitzer ist "ftc" (uid 1000, gid 1000), Berechtigungen sind "u=rwx,go=rx".
    • "/home/ROBOPro/ROBOProFiles": Vom Benutzer permanent installierte ROBOPro-Programme (im alten Layout unter /media/sdcard/robopro). Benutzer und Berechtigungen wie bei /home/ROBOPro
Im laufenden System sind die die beiden Partitionen der SD-Karte und die Daten aus rootfs.img unter /media/sdcard einghängt:
  • "/media/sdcard/boot": Die FAT-Partition
  • "/media/sdcard/root": Die Daten aus /media/sdcard/boot/rootfs.img, d.h. der Inhalt des Root-Filesystems ohne alle vom Benutzer vorgenommenen Änderungen.
  • "/media/sdcard/data": Die Ext4-Partition
Liebe Grüße,

Richard

sven
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von sven » 26 Dez 2016, 11:07

Hallo!

Ihr macht ja sehr gute Arbeit, aber das muss alles einfacher gehen.

EIne Software mit GUI unter Windows, die eine SD Card formatiert und die benötigten Daten aus dem WWW lädt und drauf kopiert.
Sozusagen Oneclick Installation der Community Firmware.
Oder halt einfach ein Zipfile mit den fertigen Dateien zum download stellen.
Github ist für die Entwicklung sicherlich schön, aber der Enduser will nichts kompilieren oder irgendeine Git Software installieren müssen.

Hier könnte auch der Verein wieder was tun und fertige SD Cards mit installierter Community Firmware in einem Shop auf der ft:c anbieten.
Da wird's genug Abnehmer geben. Denn es gibt viele die mit Linux nichts zu tun haben wollen und das einfach nur nutzen wollen.

Gruß
Sven
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ski7777
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von ski7777 » 26 Dez 2016, 11:23

Das einrichten der SD-Karte läuft alles voll automatisch. Du muss bloß unsere drei Boot-Dateien auf den TXT kopieren und alles andere läuft ganz automatisch.

Raphael

richard.kunze
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von richard.kunze » 26 Dez 2016, 11:28

Hallo Sven,
sven hat geschrieben:EIne Software mit GUI unter Windows, die eine SD Card formatiert und die benötigten Daten aus dem WWW lädt und drauf kopiert.
Sozusagen Oneclick Installation der Community Firmware.
Kannst Du (oder sonst jemand) gerne schreiben. Der (hohe) Aufwand dafür steht aber meiner Meinung nach in keinem Verhältnis zum (geringen) Nutzen. Vor allem weil...
sven hat geschrieben:Oder halt einfach ein Zipfile mit den fertigen Dateien zum download stellen.
... wir genau das schon längst tun. Das jeweils aktuelle Release der Community-Firmware findest Du hier, und die Installation besteht darin, das dort bereitgestellte ZIP-File auf einer SD-Karte auszupacken. Wenn diese SD-Karte leer ist, dann ist das eine Erstinstalltion, und wenn die SD-Karte bereits eine Community-Firmware enthält, dann ist das ein Update auf die aktuelle Version.
sven hat geschrieben:Github ist für die Entwicklung sicherlich schön, aber der Enduser will nichts kompilieren oder irgendeine Git Software installieren müssen.
Muss ja auch keiner. Git nutzen und selbst kompilieren ist für die Entwickler, und für diejenigen die unbedingt die aktuellste Version haben wollen und nicht auf das nächste offizielle Release warten möchten.

Und ab dem übernächsten Release kann man für das Update auf ein neueres offizielles Release dann einfach auf dem TXT auf einen Knopf drücken und bekommt dann vollautomatisch die jeweils aktuellste Version. Die passende Update-App dafür kommt im nächsten Release mit, und das neue Layout der SD-Karte ist eine der Vorbereitungen dafür.

Liebe Grüße,

Richard

sven
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von sven » 26 Dez 2016, 11:36

Hallo!

Prima, das hört sich sehr gut an. Danke!!!

Gabs nicht irgendwo eine deutsche Anleitung?
Bei Deinem Link hier https://github.com/ftCommunity/ftcommun ... ses/latest ist leider alles auf englisch.

Ein Button zum einfachen Update ist ne schöne Sache.

Gruß
Sven
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richard.kunze
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von richard.kunze » 26 Dez 2016, 12:24

sven hat geschrieben: Prima, das hört sich sehr gut an. Danke!!!

Gabs nicht irgendwo eine deutsch Anleitung?
Ja, hier: https://github.com/ftCommunity/ftcommun ... T-Firmware
sven hat geschrieben: Bei Deinem Link hier https://github.com/ftCommunity/ftcommun ... ses/latest ist leider alles auf englisch.
Das liegt daran, dass es die deutsche Anleitung damals (Ende September zur Convention in Dreieich) noch nicht gab. Fürs nächste Release kommt natürlich ein passender Link in die Release-Notes...

Übrigens, falls jemand passende Kenntnisse (und enstprechend Zeit) hat: Wir könnten diese Kurzanleitung auch noch sehr gut auf Niederländisch und Französisch gebrauchen - damit hätten wir dann alle Sprachen, die wir im nächsten Release unterstützen, auch für die Installationsanleitung abgedeckt.

Liebe Grüße,

Richard

Lars
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von Lars » 26 Dez 2016, 20:04

Hallo zusammen,

in der Anleitung https://github.com/ftCommunity/ftcommun ... T-Firmware finde ich den letzten Satz
Diese [IP-Adresse] benötigst du unter anderem für die Verbindung des TXT zu RoboPro oder um die Weboberfläche des TXT's zu sehen.

Bedeutet das, daß ich ROBOPro (4.2.4) auch mit der Community-Firmware wie gewohnt nutzen kann?

Und falls Ihr wißt, welche SD-Karten (z.B. deren maximale Größe) der TXT-Controller unterstützt, solltet Ihr die zulässigen Typen ebenfalls an dieser Stelle erwähnen.

Mit freundlichen Grüßen
Lars

jona2004
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von jona2004 » 26 Dez 2016, 20:17

Hallo Richard,
Dein neues SD-Karten Layout funktioniert!
Mein setup war eine frisch formatierte FAT32 32G Karte. (SD HC I). Die drei Files nach Beschreibung aus dem heutigen built draufkopiert und dann hat der TXT die SD-Karte formatiert und gut wars.
Mir ist nur aufgefallen, dass Tills MP3 player nicht mehr funktioniert. Die Ursache sind m.E. die restriktiven Zugriffsrechte.
Der MP3 player sucht ab /media/sdcard/ nach .mp3 files. Dabei trifft die Suche auf die directory overlay, die aber nur für root zugänglich ist wie DU geschrieben hast.
Das wiederum löst einen Fehler aus. Hat ein bischen Zeit gekostet es zu debuggen, weil es keine Fehlermeldung o.ä. gibt.
Schönen Abend Joachim

richard.kunze
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von richard.kunze » 26 Dez 2016, 20:41

Hallo Lars,
Lars hat geschrieben: in der Anleitung https://github.com/ftCommunity/ftcommun ... T-Firmware finde ich den letzten Satz
Diese [IP-Adresse] benötigst du unter anderem für die Verbindung des TXT zu RoboPro oder um die Weboberfläche des TXT's zu sehen.

Bedeutet das, daß ich ROBOPro (4.2.4) auch mit der Community-Firmware wie gewohnt nutzen kann?
Ja. Du musst dazu lediglich vorher auf dem TXT die originale GUI starten - die findest Du im Launcher als "FT-GUI", mit dem Schriftzug "fischer technik" (auf zwei Zeilen) im Icon.

Zurück zum Launcher kommst du danach mit einem kurzen Druck auf den On/Off-Knopf.
Lars hat geschrieben: Und falls Ihr wißt, welche SD-Karten (z.B. deren maximale Größe) der TXT-Controller unterstützt, solltet Ihr die zulässigen Typen ebenfalls an dieser Stelle erwähnen.
Prinzipiell ist mir da keine Grenze bekannt (mit Karten > 64 GB habe ich das aber auch noch nicht ausprobiert). Allerdings sind Karten > 32 GB ab Fabrik oft mit dem Dateisystem "ExFAT" formatiert, das der TXT-Bootloader nicht lesen kann. So eine Karte müsstest Du daher vorher auf FAT32 umformatieren.

FAT32 ist für so große Speichermedien zwar sehr ineffizient und verschwendet viel Speicherplatz, aber das ist in unserem Fall egal - die SD-Karte wird von der nächsten offiziellen Version (oder jetzt schon von einer aktuellen, selbst kompilierten Version) eh beim ersten Start automatisch neu partitioniert und die FAT-Partition auf ein für FAT32 noch geeignetes Mass verkleinert.

Liebe Grüße,

Richard

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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von richard.kunze » 26 Dez 2016, 20:45

Hallo Joachim,
jona2004 hat geschrieben: Dein neues SD-Karten Layout funktioniert!
Mein setup war eine frisch formatierte FAT32 32G Karte. (SD HC I). Die drei Files nach Beschreibung aus dem heutigen built draufkopiert und dann hat der TXT die SD-Karte formatiert und gut wars.
Freut mich!
jona2004 hat geschrieben:Mir ist nur aufgefallen, dass Tills MP3 player nicht mehr funktioniert. Die Ursache sind m.E. die restriktiven Zugriffsrechte.
Der MP3 player sucht ab /media/sdcard/ nach .mp3 files. Dabei trifft die Suche auf die directory overlay, die aber nur für root zugänglich ist wie DU geschrieben hast. Das wiederum löst einen Fehler aus. Hat ein bischen Zeit gekostet es zu debuggen, weil es keine Fehlermeldung o.ä. gibt.
Ja, das war mir auch schon aufgefallen. Sollte eigentlich nicht zu schwer zu reparieren sein - entweder etwas weniger aggressiv scannen (das dürfte eh ziemlich schnell sehr langsam werden, sobald mal ein paar mehr Daten auf dem TXT rumliegen) oder etwas weniger zickig auf Fehler beim Scannen reagieren.

Fehlermeldungen (bzw. Python-Stacktraces) gibts übrigens durchaus - aber halt auf der (seriellen) Konsole :-)

Liebe Grüße,

Richard

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ski7777
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von ski7777 » 26 Dez 2016, 21:47

Habe gerade leider feststellen müssen, dass dein neues System von Windows leider nicht erkannt wird.

Raphael

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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von richard.kunze » 26 Dez 2016, 21:53

ski7777 hat geschrieben:Habe gerade leider feststellen müssen, dass dein neues System von Windows leider nicht erkannt wird.
Das sollte eigentlich nicht sein. Eigentlich sollte Windows beide Partitionen sehen können, und die erste (d.h. die FAT-Partition) auch lesen und schreiben können.

Kannst Du feststellen was genau Windows an dem Partitions-Layout nicht mag? Ich hab hier leider keinen Windows-Rechner zur Hand, um das selbst testen zu können...

Nachtrag: Ich hab eben festgestellt, die automatische Umstellung die FAT-Partition als FAT16 formatiert und nicht als FAT32. Der Typ in der Partitionstabelle ist aber "b" (d.h. FAT32) - könnte das eventuell daran liegen? Das werde ich auf jeden Fall mal umstellen. Und siehst Du die Partitionen in den entsprechenden Tools unter Windows ("Disk Management", wenn ich mich nicht irre), oder scheitert das schon daran?

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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von jona2004 » 26 Dez 2016, 22:40

Hallo Richard,
Testhalber habe ich gerade die SD Karte in einen Windows 10 Rechner gesteckt.
Der erkennt nur die 500MB FAT (also wie Du schreibst nicht FAT32).
Eigenschaften: "CFW-BOOT", Belegt 89.8MB = 94.183.424Bytes Freier Speicher 397MB=416.481.280Bytes
Die 2. Partition taucht nicht auf.
Grüße Joachim

PS: habe gerade die Probleme mit ftrobopy gesehen. Da brauche ich dann nicht mehr weiterzusuchen.

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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von ski7777 » 26 Dez 2016, 22:47

Ich weiß nicht, wo das Problem war, aber es ist ganz von alleine verschwunden.

Raphael

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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von richard.kunze » 26 Dez 2016, 22:48

Hallo Joachim,
jona2004 hat geschrieben: Testhalber habe ich gerade die SD Karte in einen Windows 10 Rechner gesteckt.
Der erkennt nur die 500MB FAT (also wie Du schreibst nicht FAT32).
Eigenschaften: "CFW-BOOT", Belegt 89.8MB = 94.183.424Bytes Freier Speicher 397MB=416.481.280Bytes
Das sieht (bis auf die Geschichte mit FAT statt FAT32) eigentlich so aus wie ich es mir vorgestellt hatte.

Dann stellt sich die Frage, was bei Dir anders ist als bei Raphael.
jona2004 hat geschrieben: Die 2. Partition taucht nicht auf.
Wenn ich nicht falsch liege, dann zeigt Windows in "Normalbetrieb" bei Wechselmedien immer nur die erste Partition an. Mit einem Partitionseditor ("Disk Management", wenn ich mich nicht irre) solltest Du die andere Partition aber zumindest angezeigt werden (bermutlich dann als "unbekannter Typ" oder "leer", weil Windows mit dem Ext4 da drauf eher nichts anfangen kann).

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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von jona2004 » 26 Dez 2016, 23:01

Hallo Richrd,
Das stimmt, mit einem Partionierungstool wird auch die zweite Partition aber ohne Namen und ohne ein Filesystemtyp angezeigt.
Grüße Joachim

richard.kunze
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von richard.kunze » 26 Dez 2016, 23:02

So, ich hab eben mit Commit b14f482 den Partitionstyp für die FAT-Partition auf 'c' (d.h. "Win95 FAT32 (LBA)") umgestellt und formatiere die FAT-Partition jetzt explizit als FAT32 statt das von mkfs.fat automatisch aussuchen zu lassen. Mein TXT bootet davon immer noch genauso gut, und mein Linux-Rechner erkennt die Karte ebenfalls noch.

Könnt Ihr mal testen ob das unter Windows ebenfalls tut?

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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von ski7777 » 26 Dez 2016, 23:25

Works fine!

Btw: Konnte sogar das neue python Modul dazu bauen.

Raphael

Lars
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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von Lars » 27 Dez 2016, 11:17

Hallo zusammen,

wie sieht es denn mit der Sicherung des Ganzen aus? Immerhin könnte der Hund die SD-Karte fressen. Ich habe beispielsweise Drive Snapshot 1.44, das würde die Ext4-Partition sektorweise sichern. Da man ja nur eine relativ kleine SD-Karte braucht, dürfte das auch hinreichend schnell gehen. Und nach der Wiederherstellung hätte man alles 1:1 wieder da, auch die Rechte.

Ich habe noch dieses hier http://www.ext2fsd.com/ gefunden, sehe allerdings nicht, ob es auch unter Windows 10 läuft. Gibt es sonst eine Empfehlung für einen Dateisystemtreiber, mit dem man die Ext4-Parition unter Windows 10 lesen und beschreiben kann?

Mit freundlichen Grüßen
Lars

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Re: CFW: Neues Layout der SD-Karte

Beitrag von richard.kunze » 27 Dez 2016, 12:19

Hallo Lars,
Lars hat geschrieben: wie sieht es denn mit der Sicherung des Ganzen aus? Immerhin könnte der Hund die SD-Karte fressen. Ich habe beispielsweise Drive Snapshot 1.44, das würde die Ext4-Partition sektorweise sichern. Da man ja nur eine relativ kleine SD-Karte braucht, dürfte das auch hinreichend schnell gehen. Und nach der Wiederherstellung hätte man alles 1:1 wieder da, auch die Rechte.
Das geht auch mit "Bordmitteln" auf dem TXT (per SSH als Benutzer "ftc"):

Code: Alles auswählen

sudo tar czvf /tmp/sdcard-data-backup.tar.gz -C /media/sdcard/data .
Danach hast Du in /tmp/sdcard-data-backup.tar.gz ein (komprimiertes) TAR-Archiv aller Änderungen, die Du im laufenden Betrieb des Systems durchgeführt hattest - ebenfalls inklusive aller Rechte usw. Das Archiv kannst Du dann (z.B. per WinSCP) auf den PC kopieren.

Oder Du änderst den Befehl in

Code: Alles auswählen

sudo tar czvf /media/sdcard/boot/sdcard-data-backup.tar.gz -C /media/sdcard/data .
und hast dann das Backup-Archiv auf der von Windows aus lesbaren ersten Partition der SD-Karte.

Ein Backup von /media/sdcard/boot ist denke ich nicht wirklich notwendig - die Daten da kann man sich schließlich jederzeit wieder von Github holen wenn sie verlorengehen.

Wiederherstellen der Daten (nachdem die vom Hund gefressene SD-Karte durch eine neue mit frischer CFW ersetzt wurde :-)) geht dann fast genauso: Zuerst das Backup-Archiv nach /tmp/sdcard-data-backup.tar.gz auf dem TXT kopieren und dann:

Code: Alles auswählen

sudo umount /etc
sudo tar xzvf /tmp/sdcard-data-backup.tar.gz -C /media/sdcard/data
sudo mount -a
Die umount/mount-Befehle werden hier gebraucht, um die Daten in /media/sdcard/data/overlay gefahrlos schreiben zu können. Beim Backup sind sie nicht notwendig, weil Lesen von /media/sdcard/data/overlay auch geht während das Overlay-FS aktiv ist.

Eventuell könnte man das auch noch mal in ein paar hübsche Scripte verpacken und über das Webinterface anbinden...

Liebe Grüße,

Richard

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