Hola Gustavo. Yo hice conversiones de alguna distribución para volverla read-only, específicamente Raspbian. Hay varios tutoriales genéricos en Internet respecto a los archivos que tenés que "marcar" para moverlos a otro lado en un entorno read-only.
Para almacenar todo lo que deba ser r/w, yo utilizo un disco creado en memoria específicamente para ello. Básicamente, agrego un script invocado durante el booteo, para que genere ese disco virtual, y cree todas la estructura de directorios y archivos que son necesarios para un funcionamiento estable del Linux.
Algunos de los "tips" que recuerdo, y que seguramente vas a ver en muchos de estos tutoriales, son:
* Utilizo ext2 porque el journaling en este caso no tiene mayor utilidad. Además, acomodo la partición para que no sea chequeada, con "tune2fs -c 0 -i 0 /dev/<particion_ext2>"
* Creo links simbólicos para el directorio "/var" y "/tmp", apuntando a donde se vaya a montar el disco virtual r/w (mapeado en memoria)
* Evito la generación local de logs mediante la configuración de syslog para que loguee remoto.
* A la partición ext2, le agrego la opción "ro" en "/etc/fstab" para que la monte read-only.
* Eliminar /etc/mtab, que sea un link simbólico a /proc/mounts
* etc.
Una vez hechas estas cosas de mínima, es cuestión de poner a arrancar la RPi, ver en donde "hace agua" (mensajes de error durante el booteo, servicios que no arranquen, etc), e ir moviendo las cosas al script al volumen r/w (o sea, crear lo necesario desde el script en el booteo que arma la partición, y definir links simbólicos en la ubicación original).
Otra, mucho más corta, es mover la partición raíz a un pen drive. Tiene mejor performance, tolerancia a corrupciones, etc.
Saludos.