手动一步一步来制作备份Raspberry Pi树莓派SD卡的img映像文件(不用dd命令)

之前复制或者备份树莓派的SD卡，都是用dd命令全盘复制，可以用，但是这样有两大缺点：
1. 慢
2. 一个大的SD卡，比如64G，即使只用了2G，经过dd命令生成的img文件也会生成一个和整个SD卡容量一样大小的文件，即64G

于是，需要有一个可以解决上述问题的制作树莓派SD卡img映像文件的方法。
在网上搜索了一些，做了些研究，发现还是有办法的。 如下列网址所述：（感谢作者） http://www.cnblogs.com/haochuang/p/6066532.html
但是里面的脚本我用起来有问题，也懒得研究为什么有问题，于是参照脚本里的方法，手动一步一步命令来。

【准备】
准备一个树莓派Raspberry Pi和另外的Raspbian系统，并启动，用来作为备份操作的环境。要保证这个系统所在的SD卡的空间够大（我用了64G的卡，虽然没有必要这么大），足够用来保存img备份文件。

用PC上的其他Linux系统也可以，比如Debian 9.3。 而且用PC会快一些。

准备好要备份的SD卡，和USB读卡器。
将插好源SD卡的读卡器插入树莓派（或PC）。

首先安装必需的工具软件：

pi@raspberrypi:~ $ sudo apt-get install dosfstools dump parted kpartx
建立工作目录

pi@raspberrypi:~ $ mkdir ~/backupimg
pi@raspberrypi:~ $ cd ~/backupimg
pi@raspberrypi:~/backupimg $
【生成空白img文件】
插入装有源SD卡的读卡器到USB口后，确定源SD卡对应的设备名

pi@raspberrypi:~/backupimg $ ls /dev/sd*
/dev/sda /dev/sda1 /dev/sda2
如上所示 /dev/sda 为源SD卡， /dev/sda1 为 /boot， /dev/sda2 为 / （根）。

不同的系统会有所不同，可能会是sdb… 或其他，例如：

yang@debian:~/backupimg$ ls /dev/sd*
/dev/sda /dev/sda1 /dev/sda2 /dev/sda5 /dev/sdb /dev/sdb1 /dev/sdb2
挂载源SD卡

pi@raspberrypi:~/backupimg $ mkdir src_boot src_Root
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo mount -t vfat -o uid=pi,gid=pi,umask=0000 /dev/sda1 ./src_boot/
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo mount -t ext4 /dev/sda2 ./src_Root/
请注意，我用的是另一个raspberry系统做备份操作的，如果是用其他linux系统，例如PC上的Debian，请注意uid和gid的设置，上述第2，3条命令可能会是：

yang@debian:~/backupimg$ sudo mount -t vfat -o uid=yang,gid=yang,umask=0000 /dev/sdb1 ./src_boot/
yang@debian:~/backupimg$ sudo mount -t ext4 /dev/sdb2 ./src_Root/
查看源SD卡已用空间大小

pi@raspberrypi:~/backupimg $ df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/root 59G 6.1G 51G 11% /
devtmpfs 460M 0 460M 0% /dev
tmpfs 464M 0 464M 0% /dev/shm
tmpfs 464M 13M 452M 3% /run
tmpfs 5.0M 4.0K 5.0M 1% /run/lock
tmpfs 464M 0 464M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mmcblk0p1 42M 21M 21M 51% /boot
tmpfs 93M 0 93M 0% /run/user/1000
/dev/sda1 56M 21M 36M 37% /home/pi/backupimg/src_boot
/dev/sda2 15G 4.0G 9.9G 29% /home/pi/backupimg/src_Root
如上可以看出/dev/sda已用空间大约4G

建立一个空白的img文件，因为源SD卡已用空间大约4G，那么建立一个4600M的空白img文件应该够了。（安全起见，设定5000会更好）

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo dd if=/dev/zero of=raspberrypi.img bs=1M count=4600
4600+0 records in
4600+0 records out
4823449600 bytes (4.8 GB, 4.5 GiB) copied, 283.248 s, 17.0 MB/s
特别注意这里 bs=1M，千万不要写成1MB
1M是1024*1024 Bytes， 而1MB是1000*1000 Bytes，会造成img文件的大小不是512 bytes的整数倍，后面会报错。

这个过程大约几分钟完成。 如果比较着急，可以另开一个终端，运行如下命令，可以观察到img文件大小的变化。

pi@raspberrypi:~ $ watch -d -n 5 ls -lh ~/backupimg
完成后，确认一下img文件已经生成，且文件大小正确

pi@raspberrypi:~/backupimg $ ls -l raspberrypi.img
-rw-r--r-- 1 root root 4823449600 Dec 15 22:00 raspberrypi.img
然后给img文件分区

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo parted raspberrypi.img --script -- mklabel msdos
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo parted raspberrypi.img --script -- mkpart primary fat32 8192s 122479s
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo parted raspberrypi.img --script -- mkpart primary ext4 122880s -1
分区的起始扇区数都是8的倍数，以保证4k对齐

检查分区是否成功

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo parted raspberrypi.img
GNU Parted 3.2
Using /home/pi/backupimg/raspberrypi.img
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) print free
Model: (file)
Disk /home/pi/backupimg/raspberrypi.img: 4823MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:

Number Start End Size Type File system Flags
16.4kB 4194kB 4178kB Free Space
1 4194kB 62.7MB 58.5MB primary lba
62.7MB 62.9MB 205kB Free Space
2 62.9MB 4822MB 4759MB primary
4822MB 4823MB 1049kB Free Space

(parted) quit
在parted程序中，输入print free命令可以显示分区内容，输入quit退出

【挂载img文件到系统】
img文件对应的Loop device的设置

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo losetup -f --show raspberrypi.img
/dev/loop0
下面的命令中相应输入/dev/loop0，如果不是 loop0 请做相应调整（以及以后的各个步骤里的loop0都要改变）

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo kpartx -va /dev/loop0
add map loop0p1 (254:0): 0 114288 linear 7:0 8192
add map loop0p2 (254:1): 0 9295872 linear 7:0 122880

pi@raspberrypi:~/backupimg $ ls /dev/mapper/loop0p*
/dev/mapper/loop0p1 /dev/mapper/loop0p2
此时loop device就设置好了，loop0p1对应的是img文件分区上的 /boot，loop0p2对应的是 /（根）

接着给img文件中的两个分区格式化

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo mkfs.vfat -n boot /dev/mapper/loop0p1
mkfs.fat 4.1 (2017-01-24)
mkfs.fat: warning - lowercase labels might not work properly with DOS or Windows
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/loop0p2
mke2fs 1.43.4 (31-Jan-2017)
Discarding device blocks: done
Creating filesystem with 1161984 4k blocks and 290880 inodes
Filesystem UUID: d3e5d272-7752-48b2-a10e-e0e6d217ca7e
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
挂载目标img文件loop device

pi@raspberrypi:~/backupimg $ mkdir tgt_boot tgt_Root
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo mount -t vfat -o uid=pi,gid=pi,umask=0000 /dev/mapper/loop0p1 ./tgt_boot/
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo mount -t ext4 /dev/mapper/loop0p2 ./tgt_Root/
请注意，我用的是另一个raspberry系统做备份操作的，如果是用其他linux系统，请注意uid和gid的设置，上述第2，3条命令可能会是：

yang@debian:~/backupimg$ sudo mount -t vfat -o uid=yang,gid=ya
a860
ng,umask=0000 /dev/mapper/loop0p1 ./tgt_boot/
yang@debian:~/backupimg$ sudo mount -t ext4 /dev/mapper/loop0p2 ./tgt_Root/
【备份/boot】
首先备份/boot，直接拷贝即可

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo cp -rfp ./src_boot/* ./tgt_boot/
【备份“/”】
备份根文件系统稍微复杂些，可以用两种方法

（方法一），dump/restore方法

首先对目标挂载点设置合适的权限，并清空

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo chmod 777 tgt_Root
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo chown pi.pi tgt_Root
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo rm -rf ./tgt_Root/*
pi@raspberrypi:~/backupimg $ cd tgt_Root/
请注意，我用的是另一个raspberry系统做备份操作的，如果是用其他linux系统，请注意uid和gid的设置，上述第2条命令可能会是：

yang@debian:~/backupimg$ sudo chown yang.yang tgt_Root
然后开始备份

pi@raspberrypi:~/backupimg/tgt_Root $ sudo dump -0uaf - ../src_Root/ | sudo restore -rf -
DUMP: Date of this level 0 dump: Fri Dec 15 22:22:34 2017
DUMP: Dumping /dev/sda2 (/home/pi/backupimg/src_Root) to standard output
DUMP: Label: none
DUMP: Writing 10 Kilobyte records
DUMP: mapping (Pass I) [regular files]
DUMP: mapping (Pass II) [directories]
DUMP: estimated 4241064 blocks.
DUMP: Volume 1 started with block 1 at: Fri Dec 15 22:22:35 2017
DUMP: dumping (Pass III) [directories]
DUMP: dumping (Pass IV) [regular files]
DUMP: 62.53% done at 8780 kB/s, finished in 0:03
DUMP: Volume 1 completed at: Fri Dec 15 22:30:36 2017
DUMP: Volume 1 4242680 blocks (4143.24MB)
DUMP: Volume 1 took 0:08:01
DUMP: Volume 1 transfer rate: 8820 kB/s
DUMP: 4242680 blocks (4143.24MB)
DUMP: finished in 481 seconds, throughput 8820 kBytes/sec
DUMP: Date of this level 0 dump: Fri Dec 15 22:22:34 2017
DUMP: Date this dump completed: Fri Dec 15 22:30:36 2017
DUMP: Average transfer rate: 8820 kB/s
DUMP: DUMP IS DONE
整个dump/restore过程需要几分钟时间，看到 DUMP IS DONE 就说明备份成功了

然后返回上层目录

pi@raspberrypi:~/backupimg/tgt_Root $ cd ..
pi@raspberrypi:~/backupimg $
（方法二），tar方法
如果上述方法一的 sudo dump … 那一步出现 Broken pipe、 Illegal instruction等错误而失败的话，可以使用方法二。
这个方法会使用tar把源SD卡的根文件系统打包，所以在本机系统空间里需要额外的和源SD卡的根文件系统已用空间大小一样的可用空间。

首先，和方法一里面一样，对目标挂载点设置合适的权限，并清空

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo chmod 777 tgt_Root
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo chown pi.pi tgt_Root
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo rm -rf ./tgt_Root/*
请注意，我用的是另一个raspberry系统做备份操作的，如果是用其他linux系统，请注意uid和gid的设置，上述第2条命令可能会是：

yang@debian:~/backupimg$ sudo chown yang.yang tgt_Root
然后用tar把源SD卡的根文件系统打包

pi@raspberrypi:~/backupimg $ cd src_Root/
pi@raspberrypi:~/backupimg/src_Root $ sudo tar pcf ../backup.tar .
tar的过程中可能会出现一些 socket ignored 错误，可以忽略。

此过程可能需要比较长的时间，可另外开一个终端，运行如下命令，用来观察backup.tar文件大小的变化。

pi@raspberrypi:~ $ watch -d -n 5 ls -lh ~/backupimg
上述打包过程结束后，接着将tar包解开到目标img文件的根文件系统

pi@raspberrypi:~/backupimg $ cd ../tgt_Root/
pi@raspberrypi:~/backupimg/tgt_Root $ sudo tar pxf ../backup.tar
此过程可能需要比较长的时间，可另外开一个终端，运行如下命令，用来观察目标img文件的根文件系统的已用空间大小变化

pi@raspberrypi:~ $ watch -d -n 5 df -h
解包过程结束后，回到上层目录，并删除backup.tar文件

pi@raspberrypi:~/backupimg/tgt_Root $ cd ..
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo rm backup.tar
pi@raspberrypi:~/backupimg $
【相应修改PARTUUID设定】
这时候整个备份就已经完成了。不过此时的img文件即使写入到空白SD卡里面也是无法启动的，因为Raspbian启动要对应分区的PARTUUID，所以我们还要修改目标img文件里的如下两个文件：

./tgt_boot/cmdline.txt
./tgt_Root/etc/fstab

首先查看img文件对应的loop device的两个分区的PARTUUID

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo blkid
/dev/mmcblk0p1: LABEL="boot" UUID="E5B7-FEA1" TYPE="vfat" PARTUUID="ddffe93a-01"
/dev/mmcblk0p2: UUID="b4ea8e46-fe87-4ddd-9e94-506c37005ac5" TYPE="ext4" PARTUUID="ddffe93a-02"
/dev/sda2: UUID="9a7608bd-5bff-4dfc-ac1d-63a956744162" TYPE="ext4" PARTUUID="ec04fe79-02"
/dev/loop0: PTUUID="af2f8761" PTTYPE="dos"
/dev/mmcblk0: PTUUID="ddffe93a" PTTYPE="dos"
/dev/sda1: LABEL="boot" UUID="B60A-B262" TYPE="vfat" PARTUUID="ec04fe79-01"
/dev/mapper/loop0p1: SEC_TYPE="msdos" LABEL="boot" UUID="755C-C29C" TYPE="vfat" PARTUUID="af2f8761-01"
/dev/mapper/loop0p2: UUID="a174c97e-049f-4fbd-abb7-0b9098dae24a" TYPE="ext4" PARTUUID="af2f8761-02"
这里可以看到/boot对应的是af2f8761-01 ， / 对应的是af2f8761-02

修改 cmdline.txt 文件

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo vi ./tgt_boot/cmdline.txt
pi@raspberrypi:~/backupimg $ cat ./tgt_boot/cmdline.txt
dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=af2f8761-02 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait
修改 fstab 文件

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo vi ./tgt_Root/etc/fstab
pi@raspberrypi:~/backupimg $ cat ./tgt_Root/etc/fstab
proc /proc proc defaults 0 0
PARTUUID=af2f8761-01 /boot vfat defaults 0 2
PARTUUID=af2f8761-02 / ext4 defaults,noatime 0 1
# a swapfile is not a swap partition, no line here
# use dphys-swapfile swap[on|off] for that
卸载各个挂载的分区

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo umount src_boot src_Root tgt_boot tgt_Root
删除loop device

pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo kpartx -d /dev/loop0
pi@raspberrypi:~/backupimg $ sudo losetup -d /dev/loop0
删除挂载点目录

pi@raspberrypi:~/backupimg $ rmdir src_boot src_Root tgt_boot tgt_Root
最后剩下img文件
pi@raspberrypi:~/backupimg $ ls -l
total 4469676
-rw-r--r-- 1 root root 4823449600 Dec 15 23:10 raspberrypi.img
【大功告成】
完成之后可以用dd或者Etcher烧写img文件到其他SD卡中，注意烧写到新卡中在树莓派中运行后，要先用raspi-config先把分区空间expand一下，否则可用空间会很小。

虽然步骤比较多，但是赤手空拳的一步一步命令来的更清晰明了，也能了解其中的技术细节。

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