制作树莓派最小镜像 SD卡系统备份

最近刚做了一套OpenCV摄像头监控的程序，想将这套程序做一个镜像备份起来，但发现用Win32DiskImager或dd命令来制作镜像，都是将sd卡整盘进行备份，造成了巨大的硬盘浪费，同时，会局限sd卡本身，也就是说32g卡制作的镜像无法恢复到16g或8g的卡上，即便软件没有占用那么大空间，所以希望将镜像瘦身，做一套最小占用空间的镜像，且不损害镜像本身。

前不久在csdn上看到 liuwei000000的博文与我所希望的结果差不多，所以试着进行一次img瘦身。 
不过该博文也有缺点“该方法制作的镜像不能用raspi-config扩展分区”所以即便我们能够将img瘦身也不能轻松的利用raspi-config扩展树莓派了，所以我提炼了奋斗博客博文亲身制作了一把img，并把遇到的问题记录了下来

我使用的的是raspberry pi 2+32G高速tf卡，因为全程只在树莓派中操作所以不需要额外的Linux系统。

若树莓派所占空间小于sd卡空间的50%即可以使用第一种方法，在树莓派内部直接生成镜像。 
若树莓派所占空间大于sd卡空间的50%，可以使用第二种方法，先生成sd卡镜像，然后再其他linux系统中进行裁剪。

在文后，我会提供一键脚本。

树莓派内部生成镜像

一、查看当前系统所占容量 
用Win32DiskImager来制作镜像时是将sd卡正卡全部做成镜像，是因为无法读取到linux分区的原因，所以我们在制作镜像前，先要确定我们当前系统所占用了多少系统空间，即备份镜像的大小。

#查看当前系统所占用的空间
df -h

 
可以看到，树莓派是有两个分区，所以boot 【size】+linux【Used】+分区损耗【因为格式转换，所以会损耗5%~10%】=镜像实际大小，所以若used使用百分比超过50%那么就无法在sd中创建此镜像。

二、安装需要的软件 
dosfstools：fat32分区格式化工具 
dump：dump & restore 备份工具 
parted & kpartx：虚拟磁盘工具

sudo apt-get install dosfstools dump parted kpartx

三、生成空白img 
根据一里面系统所占用的空间，生成空白的img。

#df为磁盘占用空间
sudo dd if=/dev/zero of=raspberrypi.img bs=1K count=$df

这也是错误比较多的地方，有人不理解原文中count=2500参数的意义，此参数是用dd命令创建一个大约2.5G的空白镜像，若不使用第一步来算出实际镜像大小的话，制作出来的镜像就会出错

此处注意 
dd命令中【1k=1024b;1KB=1000b;1M=1024kb;1MB=1000kb】

四、分割虚拟磁盘 
我们已将空白的img创建完毕，现在需要通过parted将磁盘分为boot与root区 
通过sudo fdisk -l /dev/mmcblk0得知 
 
第一个分区为boot分区，采用FAT32格式，由sector 8192开始到sector 12879 
第二个分割区采用EXT4，由sector 122880开始到空白img结尾。

sudo parted raspberrypi.img --script -- mklabel msdos
sudo parted raspberrypi.img --script -- mkpart primary fat32 8192s 122879s
sudo parted raspberrypi.img --script -- mkpart primary ext4 122880s -1

五、挂载虚拟磁盘并格式化

loopdevice：执行 losetup 连接 img 文件的 loop device 
device：执行完 kpartx 后，虚拟磁盘代号。 
partBoot：由 device 加上 p1 组合而成的 FAT32 虚拟磁盘分区。 
partRoot：由 device 加上 p2 组合而成的 EXT4 虚拟磁盘分区。

首先建立虚拟磁盘并分区

loopdevice=`sudo losetup -f --show raspberrypi.img`
device=`sudo kpartx -va $loopdevice | sed -E 's/.*(loop[0-9])p.*/1/g' | head -1`
device="/dev/mapper/${device}"
partBoot="${device}p1"
partRoot="${device}p2"

然后格式化虚拟磁盘分区

#boot分区用fat32进行格式化
sudo mkfs.vfat $partBoot
sudo mkfs.ext4 $partRoot

六、开始备份 
boot分区为fat32格式，可以直接利用cp命令直接拷贝

sudo mount -t vfat $partBoot /media
sudo cp -rfp /boot/* /media/
sudo umount /media

linux分区为ext4格式，需要利用dump & restore备份

#跳过raspberrypi.img不备份
sudo chattr +d raspberrypi.img
sudo mount -t ext4 $partRoot /media/
cd /media
sudo dump -h 0 -0uaf - / | sudo restore -rf -
cd
sudo umount /media

这里原文中也有一点bug，用dump进行磁盘备份时，会将之前创建的空白img一并备份进去，通过chattr跳过raspberrypi.img

七、备份完毕，卸载虚拟磁盘 
此时，已将所有数据备份至空白img，此时就可以卸载虚拟磁盘，将img拷贝出保存了。 
然后利用Win32DiskImager或者df命令即可将该raspberrypi.img恢复至sd卡上。

sudo kpartx -d $loopdevice
sudo losetup -d $loopdevice

这里是整理后的脚本，编辑sudo vi backup.sh，复制以下内容，sudo chmod 777 backup.sh，然后sudo ./backup.sh就可以在当前脚本目录中生成树莓派的SD卡镜像了。

脚本经过以下固件版本测试：

2015-02-16-raspbian-wheezy

#!/bin/sh
sudo apt-get install -y dosfstools dump parted kpartx
df=`df -P | grep /dev/root | awk '{print $3}'`
df=`echo $df |awk '{print int($1*1.1+57344)}'`
sudo dd if=/dev/zero of=raspberrypi.img bs=1K count=$df
sudo parted raspberrypi.img --script -- mklabel msdos
sudo parted raspberrypi.img --script -- mkpart primary fat32 8192s 122879s
sudo parted raspberrypi.img --script -- mkpart primary ext4 122880s -1
loopdevice=`sudo losetup -f --show raspberrypi.img`
device=`sudo kpartx -va $loopdevice | sed -E 's/.*(loop[0-9])p.*/1/g' | head -1`
device="/dev/mapper/${device}"
partBoot="${device}p1"
partRoot="${device}p2"
sudo mkfs.vfat $partBoot
sudo mkfs.ext4 $partRoot
sudo mount -t vfat $partBoot /media
sudo cp -rfp /boot/* /media/
sudo umount /media
sudo chattr +d raspberrypi.img
sudo mount -t ext4 $partRoot /media/
cd /media
sudo dump -h 0 -0uaf - / | sudo restore -rf -
cd
sudo umount /media
sudo kpartx -d $loopdevice
sudo losetup -d $loopdevice1

脚本经过以下固件版本测试：

2016-05-27-raspbian-jessie

#!/bin/sh
sudo apt-get install -y dosfstools parted kpartx rsync
df=`df -P | grep /dev/root | awk '{print $3}'`
dr=`df -P | grep /dev/mmcblk0p1 | awk '{print $2}'`
df=`echo $df $dr |awk '{print int(($1+$2)*1.2)}'`
sudo dd if=/dev/zero of=raspberrypi.img bs=1K count=$df
sudo parted raspberrypi.img --script -- mklabel msdos
start=`sudo fdisk -l /dev/mmcblk0| awk 'NR==10 {print $2}'`
start=`echo $start's'`
end=`sudo fdisk -l /dev/mmcblk0| awk 'NR==10 {print $3}'`
end2=$[end+1]
end=`echo $end's'`
end2=`echo $end2's'`

sudo parted raspberrypi.img --script -- mkpart primary fat32 $start $end
sudo parted raspberrypi.img --script -- mkpart primary ext4 $end2 -1

loopdevice=`sudo losetup -f --show raspberrypi.img`
device=`sudo kpartx -va $loopdevice | sed -E 's/.*(loop[0-9])p.*/1/g' | head -1`
device="/dev/mapper/${device}"
partBoot="${device}p1"
partRoot="${device}p2"
sudo mkfs.vfat $partBoot
sudo mkfs.ext4 $partRoot
sudo mount -t vfat $partBoot /media
sudo cp -rfp /boot/* /media/
sudo umount /media
sudo mount -t ext4 $partRoot /media/
cd /media
sudo rsync -aP --exclude="raspberrypi.img" --exclude=/media/* --exclude=/sys/* --exclude=/proc/*  --exclude=/tmp/* / ./
cd
sudo umount /media
sudo kpartx -d $loopdevice
sudo losetup -d $loopdevice

如果以上比较简单的脚本还是不行的话，可以用以下终极解决方案。

http://www.360doc.com/content/17/0805/03/40492717_676751545.shtml