本文来自于我近年来折腾 openwrt 系统一大串疑问及探索过程收集整理。从约 2015 年开始买了 HG255D 刷 openwrt 入坑之后，openwrt 带给我疑问与答案探索的心路历程包括：
- openwrt 竟然和 dd-wrt，tomato 等第三方固件差别这么大，自由度这么高，好 Linuxy 啊！
- 为路由器刷 openwrt 需要 “不死 uboot”，只要 uboot 尚存，刷什么固件都可以，这不就是 PC 的 BIOS 或 UEFI，有个 U 盘就能装系统呀！
- 刷了 openwrt 以后，因为要装的软件很多（尤其是越来越多的 go 写就的软件），路由器厂家为了成本节省而内置的存储空间不够，因此带 USB 接口可插 U 盘的路由器拥有了上 GB 额外存储空间的机会，不过为什么要挂载成软件安装的地方，这么复杂？…
到了 2024 年，当一批联发科 filogic 芯片带动的、能刷 openwrt 的 WiFi6 路由器兴起后，通过不断的踩坑、填坑、折腾，终于对脱胎于 Linux 但又因嵌入式的桎梏而做出相当多改造的 openwrt 及其文件系统有了更深层的一些认知。
以 AI 为师，是当下最流行的一件事。在踩坑的过程中，通过告诉 AI“我不要操作过程我要知道原理”，问出我最好奇的事：x86 Linux 的文件系统以 / 为根目录，以 openwrt 为代表的嵌入式 Linux 系统，在一块成本低廉的闪存芯片上为什么有着着复杂的 “分区”：uboot 、只读 SquashFS 、 overlay 、 JFFS？
Google gemini 解答如下：
| [ U-Boot ] | 路由器通电后最先执行 |
| [ U-Boot Env/Config ] | U-Boot 的配置参数 |
| [ Linux Kernel ] | U-Boot 加载并运行它 |
| [ SquashFS (只读 rom) ] | 系统的核心，出厂固件就固定在这里 |
| [ JFFS2/UBIFS (可写 /overlay) ] | 你所有的更改、安装的软件都写入这里 (默认情况下) |
| [ 其他分区 (如日志, 恢复等) ] | optional |
第一，位于内置存储最前端的、类似于 UEFI 的、负责引导操作系统的 bootloader 是必不可少的。磕碜一点的 bootloader 带 tftp 加载功能，须刷机的 PC 端以 tftp 协议传入固件；豪华一点的 bootloader 带 web GUI 可上传并刷入固件，甚至带简单的 DHCP 以增强用户体验。刷入 openwrt 系统时一般会避开这一部分，如果这一部分也被刷去，那么在拆机 JTAG 介入之前，那可就真的砖了。
第二，和安装在 x86 设备上传统 Linux 系统有着本质不同的是，嵌入式 openwrt 系统必须有种 “RESET 重置” 后，能恢复到某种固定的 “出厂设置” 状态的 feature，不能像安装在 PC 或 server 传统 Linux 那样 “格盘” 后只剩空荡荡的硬盘。因此一个 “只读” 的文件系统、在 “RESET 重置” 后能恢复到一个固定状态（譬如默认网段为 192.168.1.0/24，默认网关 192.168.1.1 这样的出厂默认值）的文件系统是必不可少的。这就是上述的只读 ROM，位于 SquashFS 文件系统的部分。
第三，我们对路由器所做的任何设置，如默认网段、网关、防火墙策略、 WAN 口 PPPoE 账号密码、第三方软件等配置，都会存储在挂载为 /overlay 的 JFFS2/UBIFS 文件系统中（/overlay/etc）。关键在于，这里的 /overlay ，既可以是路由器刷入 openwrt 后的剩余空间，又可以是 USB 外置存储。
我是怎么知道个性化配置都存在 /etc 中的…… openwrt 的配置备份并下载后是个 backup.tar.gz 文件，打开后就知道了……
也就是说，如果未插入外置存储，/overlay 将会是路由器闪存中紧跟着固件之后的一片闪存空间；插入 USB 存储并正确识别、挂载为 /overlay 后，/overlay 就会在外置存储中。
而此时，运行中的 openwrt 的 /etc 是一个动态的、由 OverlayFS 合并生成的虚拟目录。 /overlay/etc 是一个实际存在于可变存储区（参考上一节，无 U 盘时是路由器闪存的 JFFS2/UBIFS，有 U 盘时是优盘）上的物理目录，专门用来存放你对系统配置所做的所有个性化更改。出厂设定（默认 /etc 内容）则存储于只读的 SquashFS 中，平时被上层（即 Overlay 的字面意思）遮蔽而不生效，只有 RESET 重置后，也就是上层遮蔽都没了的时候，才生效。
这种聪明的办法可以解决固定的出厂设定问题，也可以使我插了 U 盘并用作 /overlay 的路由器有了一个保底方案，即内置的较为紧张的 JFFS2/UBIFS 存储中存一份路由器能正常运作的 “最小配置”，用于日常使用的白菜价 U 盘外置存储则承担日常 /overlay 职能，装了一堆 ipk 软件包。即使在 U 盘本身或挂载出现问题的情况下，也可以 fallback 回落到能满足最基本上网需求的 “最小配置” 。
我常惊叹的 Linux 的 “缩骨功” 厉害之处在于，不仅能像被 “缩小灯” 照过一样装入螺蛳壳般的嵌入式设备存储空间中，还能以 “柔软的身段”——灵活的文件系统、挂载方式去实现 “用户能一键 RESET 恢复出厂设置” 这样的需求。