disk_image_shrink のバックアップ(No.6)

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  • 1 (2018-10-29 (月) 02:14:00)
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ディスクイメージの縮小方法（for Linux） †

SDカードいっぱいにパーティションが作成されている場合、データが無い部分も含まれていて、そのままイメージ化すると無駄が多い。
そこで、データが記録されている部分だけにパーティションを縮小してイメージ化する方法をまとめた。

具体的な例としては、（安価になった）32GB MicroSDを使ってシステム構築したが、そのイメージを保存したり配布したいときに使う。
そうしないと、すっかすかなのに32GBのイメージを配布することになり、実際は８GBあれば余裕なのに３２GBのもとと同じブランドのカードを使わないと復元できない。
SDカードはブランドごとに微妙な容量差があるため、同じブランドのカードでないとまるごとイメージは書き込むことができない例があります。

この手順は、完成したシステムの標準SDのイメージを作るときに活用できる。
開発用には、SDカードにOSをインストールし、Updateし、基本設定が終わった状態をイメージ化して保存しておくと便利。

手順概要 †

準備 †

• 作業はLinux上で行うと楽なので、WindowsにVMWareを用意し、VMWare上にFedoraやCentOSを用意する。もちろん、Ubuntuでもできる。
  使うコマンドはfdiskとresize2fsです。これが使えればLinuxのディストリビューションは何でも良い。作業用に用意したRaspiOSでもできる。
  今はCentOS7を使用しています。CentOS7だとパーティション縮小までを「ディスク」のGUIで行えます。→GUIなので簡単です
• 通常通りセットアップしたRasPiのSDカードをLinux機に接続する
  MountされてしまったらUnMountする

SDカードから縮小したイメージを作成 †

• dfコマンドでSDカードの実使用量を調べる
• 縮小後のパーティション容量を決める（実使用量より100MB以上余裕を残しておく）
• resize2fsコマンドでファイルシステムを縮小する
• fdiskでパーティションを切り直す
• パーティションの最終セクタを調べる
• セクタ0から最終セクタまでをddでファイル化する
• できあがったイメージファイルはzip圧縮して保存用（配布用）とする

縮小されたイメージからSDカードに復元 †

• WindowsではEtcherを使うとZIPのままSDカードに書き出せる
• Linux上でddコマンドを使ってSDカードに書き出しても良い（ZIP解凍もパイプでつなげて同時にやると楽）
• SDカードに復元したら、Linux上でそのまま領域拡張するか、RasPi実機に乗せて起動後にraspi-config内にある領域拡張を実行する

↓↓↓　ここからが詳細な手順　↓↓↓

パーティション縮小したいSDカードをマウントする。 †

通常、/bootと/の2つがパーティションされているので、USBカードリーダーでつなげて第2パーティションを/mnt/usbあたりにマウント。
その状態から使用量を調べて、アンマウントして、縮小の作業を行う。

ストレージのサイズ変更（縮小） †

以下は別PC(Linux専用機)のFedoraでの作業

概要：(容量は例）
SDカードは/dev/sddに接続されたとする。
第2パーティションの使用量は3.5GB。（dfコマンドで確認する）
目標パーティションサイズを4GBとする。（少し余裕を残さないと後で困る）
resize2fsで縮小するサイズは3.8GBとする。（目標より少なめに）
例）　パーティションサイズ4GB＞ファイルシステムサイズ3.8GB＞使用サイズ3.5GB
最終的には、パーティションサイズ＝ファイルシステムサイズ＞使用サイズにする。（ファイルシステムサイズは使用サイズ＋100MB以上とすることを推奨する）

• ファイルシステムの縮小

  # e2fsck -f /dev/sdd2
  チェックする（必須）
  
  # resize2fs -p /dev/sdd2 3800M
  目標パーティションサイズより少し少なくする
  指定サイズが小さすぎて縮小が無理だとエラーがでる
  

• パーティションの縮小

  # fdisk /dev/sdd
  pコマンドで第2パーティションの開始シリンダを確認してメモする
  dコマンドで第2パーティションを削除する
  pコマンドで状態を確認する
  nコマンドで新しいパーティションを作る（開始シリンダに注意＝先ほどのメモを参照）
  　容量指定は目標サイズ指定の「+4000M」で
  pコマンドで状態を確認する
  wコマンドで書き込む

これで、パーティションサイズ4000MBに変更される。
ただし、論理サイズは先に縮小した3800MBのまま。
これを次の操作でパーティションサイズと合致させる。

ファイルシステムのサイズ変更（パーティションサイズと同じサイズに拡張） †

# resize2fs -p /dev/sdd2
サイズ指定をしなければ、ファイルシステムはパーティションサイズまで自動で拡張される
これで、ファイルシステムのサイズとパーティションのサイズが合致する

SDカードからイメージを作成 †

SDカード上で縮小処理した状態から、最小限のサイズだけイメージ化する。
例えば、8GBのカードに縮小構成を作成して上記パーティションの縮小作業をして4GBまで切り詰めたとする。
これをそのままddやWin32DiskImageでイメージ化すると、8GBカードの後半4GBもゴミデータとしてファイルに書き出されてしまう。

• ストレージのサイズ変更（縮小）の作業を行って、パーティションサイズを少し余裕を持たせて最小にする。
• 別のLinux機にカードを接続する（ここでは/dev/sddに乗ったとする）
• 自動マウントされた場合はアンマウントする
• fdisk /dev/sdd でパーティションの最終セクタを確認する

  # fdisk /dev/sdd
  Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).
  
  Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
  Be careful before using the write command.
  
  
  Command (m for help): p
  
  Disk /dev/sdd: 7948 MB, 7948206080 bytes, 15523840 sectors
  Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
  Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
  I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
  Disk label type: dos
  Disk identifier: 0xf8e23f7b
  
     Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
  /dev/sdd1            8192       92159       41984    c  W95 FAT32 (LBA)
  /dev/sdd2           92160     4140072     2023956+  83  Linux
  
  Command (m for help): q

• 最終セクタは4140072と分かった。これに1足して書き出すセクター数は4140073とする。
• 次に、dd コマンドでファイル化する

  # dd if=/dev/sdd of=raspbian_pifw.img bs=512 count=4140073

これで、出来上がったイメージを4GBを超えるカードに展開することができる。
もし4GBのカードに展開したければ、2つのパーティションのトータルサイズが4000MBより少なくなるようにそれぞれのサイズを計算して実行する。