前言
树莓派小车基于linux开发，在linux上安装了很多定制软件，为了方便大家备份系统，特地制作本教程。本教程不必翻译，内部人员知道就行了。
为什么要备份raspberry pi SD卡？
我们基于linux开发的产品相信今后会越来越多，不同产品用需要的软件不尽相同，虽然每个产品最后都会有教程，按照教程可以完成各类软件安装。天地万物总是相对的，有的人勤奋，有的人懒惰。对于懒人让他按照教程去安装软件，他会觉得很麻烦，如果在安装软件过程中不小心shell命令敲错了（这是大概率事件），导致报错，安装不成功，更不巧的是这个客人对于linux不熟悉，不知道如何解决问题，最后找到客服说你这东西不work…,就这样我们不明就里地背了个锅。所以，为了避免这种尴尬，我们将安装了软件，能够正常运行的系统备份成镜像文件（img格式），在出货的时候就把这个镜像文件烧录到SD卡中，客人无需进行繁琐的软件安装步骤；同时，如果系统更新或者我们的软件升级，我们只需把升级后的系统重新备份一下，放在网站上，让客人自己去下载烧录即可。（跟3.5”屏一样的操作）
如果客人不想用我们提供的镜像也没有关系，他可以在他自己系统上按照教程安装各软件，出了问题无法解决再烧录我们的镜像。
备份SD卡需要准备什么
- raspberry pi3 B/B+/1块（装了Linux的PC更好）
- 安装好Raspbian系统 SD卡（大于32G）/1张
- 安装好系统、软件的16G SD（需要备份的卡）/1张
- 读卡器/1个
- U盘（大于5G）/1个
将32G安装了Raspbian系统的SD卡插到pi中并启动，将Pi连接上网络。也可以用安装了linux的PC机取代Pi+SD卡组合，这样会快一些。将安装好软件需要备份的16G SD插在读卡器中，把读卡器插在Pi USB口上或电脑USB口上。
如何备份
备份系统方法有很多，各有优劣。比如用dd命令备份、Windows下用Win32DiskImager软件备份以及下面要用的方法。前两种虽然简单，但是备份出来的文件特别大，不利于网络上传、下载，而且耗时很长。这里介绍的方法虽然比较麻杂，但是备份出来的文件是与原卡实际使用空间一样的大小。
首先介绍下raspberry pi的文件系统，树莓派官方发布的raspbian系统基于Debian开发的，主要分为两个区：启动分区和根分区。启动分区挂载在/boot上，fat32格式，存放系统启动必要文件。例如kernel、driver、firmware、启动脚本；根分区挂载在 / 下，ext4格式，主要存放安装软件和库文件、系统配置、用户数据等。所以备份一个系统只需要备份这两个分区就可以了，大致有5个步骤：
- 创建空白img文件
- 把img当作一个磁盘分区和格式化
- 挂载各个分区
- 将文件备份至各个分区
- umount各个分区
下面将详细介绍整个备份过程。（有点长，要淡定~）
- 创建空白img文件
- 把img当作一个磁盘分区和格式化
- 挂载各个分区
- 将文件备份至各个分区
- umount各个分区
下面将详细介绍整个备份过程。（有点长，要淡定~）
创建空白img文件
首先安装必需的工具软件：
- sudo apt-get install dosfstools parted kpartx -y
如果报错，请先更新一下源
- sudo apt-get update
- sudo apt-get upgrade
建立工作目录
- mkdir ~/backupimg
- cd ~/backupimg
插入插有需要备份SD卡的读卡器到USB口后，确定需备份SD卡对应的设备名
一般会输出如下图的信息：
如上所示 /dev/sda 为需要备份的SD卡， /dev/sda1 为 /boot， /dev/sda2 为 /
挂载需备份SD卡(源SD卡)
- mkdir src_boot src_Root
- sudo mount -t vfat -o uid=pi,gid=pi,umask=0000 /dev/sda1 ./src_boot/
- sudo mount -t ext4 /dev/sda2 ./src_Root/
查看源SD卡已用空间大小
如上可以看出/dev/sda已用空间大约4.2G，其中，/boot 区占用21M，/ 占用4.2G。建立一个空白的img文件，因为源SD卡已用空间大约4.2G，建立一个比源SD卡已用空间大1.15倍的空白img文件，新建一个4800M的空白img文件应该可以了（安全起见，设定5000M会更好，时间会长一些）
- sudo dd if=/dev/zero of=raspberrypi.img bs=1M count=4800
这个过程大约需要5分钟完成，不要捉急！
完成后，确认一下img文件是否已经生成，且文件大小是否正确
给img文件分区
- sudo parted raspberrypi.img –script — mklabel msdos
- sudo parted raspberrypi.img –script — mkpart primary fat32 8192s 122479s
- 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
- sudo parted raspberrypi.img
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
- sudo losetup -f –show raspberrypi.img
下面的命令中相应输入/dev/loop0，如果如果上一步得到的不是 loop0 请做相应调整（以及以后的各个步骤里的loop0都要改变）
- sudo kpartx -va /dev/loop0
- ls /dev/mapper/loop0p*
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）
img文件中的两个分区格式化
- sudo mkfs.vfat -n boot /dev/mapper/loop0p1
- sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/loop0p2
挂载目标img文件loop device
- mkdir tgt_boot tgt_Root
- sudo mount -t vfat -o uid=pi,gid=pi,umask=0000 /dev/mapper/loop0p1 ./tgt_boot/
- sudo mount -t ext4 /dev/mapper/loop0p2 ./tgt_Root/
备份/boot
首先备份/boot，/boot目录下文件不多也不大，可以直接用cp命令拷贝即可
- sudo cp -rfp ./src_boot/* ./tgt_boot/
备份 / 文件系统
由于 / 文件系统文件多且大，不宜用cp命令直接拷贝，容易出错。这里我们先用tar命令把 / 文件系统打包，再把tar包解包到指定目录。
首先，对目标挂载点设置合适的权限，并清空
- sudo chmod 777 tgt_Root
- sudo chown pi.pi tgt_Root
- sudo rm -rf ./tgt_Root/*
然后用tar命令把需要备份SD卡的根文件系统打包
- cd src_Root/
- sudo tar pcf ../backup.tar .
注意：上面第二条命令最后还有个 “.”，不要忘记敲了
打包过程中可能会出现一些 socket ignored 错误，请忽略这些细节。由于文件多且大此过程可能需要比较长的时间（大概10分钟），在PC上会快一些。
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
- cd ../tgt_Root/
- sudo tar pxf ../backup.tar
解包是打包的逆过程，打包需要时间，同样解包也需要时间。此过程可能需要比较长的时间，在PC上会快一些。
解包过程结束后，回到上层目录，并删除backup.tar文件
- cd .. /
- sudo rm backup.tar
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cmdline.txt和fatab两个文件，这两个文件路径位于：
- /home/pi/backupimg/tgt_boot/cmdline.txt
- /home/pi/backupimg/tgt_Root/etc/fstab
首先查看img文件对应的loop device的两个分区的PARTUUID
这里可以看到/boot对应的是bda1c25e-01， / 对应的是bda1c25e-02.注意这个编码要以实际情况为准哈，你不能按照我的来！
修改 cmdline.txt 文件
- sudo nano ./tgt_boot/cmdline.txt
将上图中方框处的编码改为上一步中得到的/ 对应的编码，即bda1c25e-02，保存退出。
修改 fstab 文件
- sudo nano ./tgt_Root/etc/fstab
将方框处分别改为 /boot 和 / 的编码，即bda1c25e-01 和bda1c25e-02
卸载并删除挂载点
卸载各个挂载的分区
- sudo umount src_boot src_Root tgt_boot tgt_Root
删除loop device
- sudo kpartx -d /dev/loop0
- sudo losetup -d /dev/loop0
删除挂载点目录
- rmdir src_boot src_Root tgt_boot tgt_Root
最后剩下img文件
拔出插在USB口上读卡器。至此，备份的工作已经完成了。可以将制作好的img文件烧录到空白的SD卡中，这样系统就可以启动了。但是问题是如何把制作好的镜像烧录到SD卡呢？要解决这个问题也有很多方法。可以直接在linux上用dd命令烧录；也可以把img文件拷贝到U盘在Windows下用Win32DiskImager工具烧录，这里我们采用后者。
要将img文件在windows下烧录，就先要解决一个问题：如何把制作的img文件拷贝到U盘等磁盘设备？要解决这个问题也很简单，可以先把img文件打包压缩，再拷贝到U盘等设备，最后在windows下烧录。既然方案已确定那就动手吧！
安装解压缩工具
- sudo apt-get install p7zip-full
压缩img文件
- cd ~/backupimg
- 7za a raspberrypi.7z raspberrypi.img
由于img文件比较大，我在pi3上压缩制作的img文件（4.5G）耗时近 一个小时！！！！个小时！！！小时！！时！
所以，PC有装linux（ubuntu 或Debian等）系统的，还是用PC吧！
拷贝到U盘
将U盘（容量大于5G）插到Pi USB口上，Pi会自动将U盘挂载在/media/pi目录下，可以打开图形化的文件管理器像windows下一样用Ctrl C和Ctrl V一样复制粘贴即可，我就不多说了。
拔掉U盘，把U盘里面的img文件存放到windows电脑硬盘上，在windows下如何烧录相信大家都知道，我就多说了。
把制作好的镜像烧录到新的16G SD卡，系统启动动后，在终端输入
发现16G的卡空间只有不到5G！！
这是因为在制作镜像的时候是按照源SD卡实际使用空间制作的，源SD卡实际空间不到5G，所以16G的卡只有不到5G的存储空间。为了能充分利用卡的存储空间，在首次启动的时候用下面命令将存储空间扩展一下就可以了。
选择 Advanced options –> Expand Filesystem 即可。
到这里所有操作都整完了，相信看到这里你内心是忧伤的，操作一遍更是有“此生不想有第二次”的想法，反正我是有！
