前書き
本記事では、Raspberry Pi4のOS imageをバックアップし、より大容量なmicroSDカードにバックアップimageをリストアする方法を紹介します。
Raspberry Piには、「SD Card Copier」というアプリがインストールされていますが、本記事では使用しません。代わりに、CLIでmicroSDカードのデータをバックアップ／リストアします。
検証環境
_,met$$$$$gg. nao@debian
,g$$$$$$$$$$$$$$$P. ----------
,g$$P" """Y$$.". OS: Debian GNU/Linux 10 (buster) x86_64
,$$P' `$$$. Kernel: 4.19.67
',$$P ,ggs. `$$b: Uptime: 1 hour, 52 mins
`d$$' ,$P"' . $$$ Packages: 4331 (dpkg), 13 (flatpak)
$$P d$' , $$P Shell: fish 3.0.2
$$: $$. - ,d$$' Resolution: 2560x1080
$$; Y$b._ _,d$P' DE: Pantheon
Y$$. `.`"Y$$$$P"' WM: Mutter(Gala)
`$$b "-.__ Terminal: io.elementary.t
`Y$$ CPU: AMD Ryzen 7 3800X 8- (16) @ 3.900GHz
`Y$$. GPU: NVIDIA NVIDIA Corporation TU107
`$$b. Memory: 4549MiB / 64404MiB
`Y$$b.
`"Y$b._
Raspberry Piのバックアップimageを作成
まず、Host環境（Linux）にカードリーダーを接続し、microSDカードを挿入します。microSDカードがLinux上で、どのデバイスファイル（/dev以下のファイル）として認識されているかをfdiskコマンドで調べます。
以下の例では、HDD2個、SSD2個、microSDカード1個が搭載された環境に対して、fdiskコマンドを使用しています。
$ sudo fdisk -l
Disk /dev/sdc: 3.7 TiB, 4000787030016 bytes, 7814037168 sectors
Disk model: WDC WD40EZRZ-00G
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 7BABC8AE-DFD4-4249-9877-E00C4E8A169C
Device Start End Sectors Size Type
/dev/sdc1 2048 7814037134 7814035087 3.7T Linux filesystem
Disk /dev/sda: 238.5 GiB, 256060514304 bytes, 500118192 sectors
Disk model: TS256GMTS800
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 87F71BE3-96D5-4AF9-B694-6E2DE9543803
Device Start End Sectors Size Type
/dev/sda1 2048 1050623 1048576 512M EFI System
/dev/sda2 1050624 433233919 432183296 206.1G Linux filesystem
/dev/sda3 433233920 500117503 66883584 31.9G Linux swap
Disk /dev/sdb: 3.7 TiB, 4000787030016 bytes, 7814037168 sectors
Disk model: WDC WD40EZRZ-00G
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: EEF005D9-4A2A-48EC-A27A-009F7D5BA083
Device Start End Sectors Size Type
/dev/sdb1 2048 3900000000 3899997953 1.8T Linux filesystem
/dev/sdb2 3900000256 7814037134 3914036879 1.8T Linux filesystem
Disk /dev/sdd: 1.8 TiB, 2000398934016 bytes, 3907029168 sectors
Disk model: WDC WDS200T2B0B
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: CC896053-2073-495A-A3F0-3D0ECAC02B6E
Device Start End Sectors Size Type
/dev/sdd1 2048 1050623 1048576 512M EFI System
/dev/sdd2 1050624 3772981247 3771930624 1.8T Linux filesystem
/dev/sdd3 3772981248 3907028991 134047744 63.9G Linux swap
Disk /dev/sde: 14.4 GiB, 15489564672 bytes, 30253056 sectors
Disk model: STORAGE DEVICE
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x9edea3d6
Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sde1 8192 532479 524288 256M c W95 FAT32 (LBA)
/dev/sde2 532480 30253055 29720576 14.2G 83 Linux
上記の出力は、HDDやSSDが沢山マウントしてあるので分かりづらいですが、サイズから/dev/sdeがRaspberry Pi用のmicroSDカードだと判断できます。
次に、microSDカードのデータを"raspi.img"としてカレントディレクトリにバックアップします。バックアップには、ddコマンドを使用します。
※ ifがバックアップ対象、ofが出力先のファイルPATH、bsが1度に読み書きするサイズ
$ sudo dd if=/dev/sde of=raspi.img bs=10M
バックアップが完了した後、microSDカードをカードリーダから取り外します。
バックアップimageをmicroSDカードにリストア
先程バックアップしたRaspberry Piのimageを新しいmicroSD（今回は64GB）にリストアします。microSDカードがどのデバイスファイルに割り当てられたかは、前述の手順と同様にfdiskコマンドで確認します（確認結果は省略し、/dev/sdeだったと仮定して以下の手順を進めます）。
バックアップと同様に、リストアにもddコマンドを使用します。
※ ifがバックアップしたimage、ofが出力先のmicroSDカードのPATH、bsが1度に読み書きするサイズ
$ sudo dd if=raspi.img of=/dev/sde bs=20M
microSDカードのパーティションを拡張
今回の例では、Raspberry Pi用のmicroSDカードは、容量が16GBから64GBに拡張されました。しかしながら、ddコマンドで新しいmicroSDカードにリストアしただけでは、使用できる領域は16GBのままです。
そのため、microSDカードのパーティションサイズをmicroSDカードの容量限界まで拡張します。パーティションの拡張には、Raspberry Pi公式の設定ツールであるraspi-configコマンドを使用します。
以下の手順は、Raspberry Pi上で実行してください。
$sudo raspi-config
※ 以下の順で選択肢を選んでください。
[7 Advanced Options]
⇓
[A1 Expand Filesystem]
⇓
再起動を促すメッセージでYes
おまけ：バックアップimageサイズを縮小する方法
Raspberry Pi公式がバックアップimageを縮小するためのperlスクリプトを提供しています。以下の書式で使用します。
※ スクリプトに実行権限を付与
$ chmod a+x resizeimage.pl
※ キャッシュをファイルに書き込まないとエラーとなるため、書き出し
$ sync
※ 書式：sudo ./resizeimage.pl $(imageの絶対PATH)
$ sudo ./resizeimage.pl /home/nao/img/raspi.img
raspi.img:
==========
Old size - 14771 MB (14.43 GB)
New size - 7304 MB (7.13 GB)
Image file was reduced by 7467 MB (7.29 GB)