教程导读

在基于旭日X3派进行开发时，开发者常常需要对系统进行深度定制与大量修改。官方提供的根文件系统制作方法虽然专业，但对于希望快速备份完整SD卡镜像（包括所有分区、启动文件、系统配置）的用户而言，操作流程不够直观且繁琐。本教程将介绍一种更为简便的镜像备份与恢复方法，通过几个常用命令行工具，即可轻松实现完整SD卡镜像的备份、压缩与恢复，让您能随时将系统还原至任意一张SD卡。

1. 准备工作

1.1 硬件平台

• 旭日X3派 开发板 + 一张待备份的SD卡（已安装系统并完成魔改）
• PC端：一台安装 Ubuntu 操作系统的台式机/笔记本，或使用 VMware、VirtualBox 等工具搭建的 Ubuntu 虚拟机（本教程中所有操作均在 PC 端完成）

1.2 软件工具清单

• 镜像备份阶段必需的软件：
  • gparted：图形化磁盘分区编辑工具，用于安全地压缩空闲分区
  • fdisk：命令行分区管理工具，用于查看分区布局与起始/结束扇区
  • dd：超级磁盘克隆工具，用于将压缩后的分区内容逐扇区复制为镜像文件
• 镜像恢复阶段必需的软件：
  • balenaEtcher：跨平台镜像烧录工具，支持直接烧录 img 文件至 SD 卡
  • growpart：分区扩容工具（包含在 cloud-utils 软件包中），用于扩展根分区大小
  • resize2fs：文件系统调整工具，用于将文件系统大小扩展至分区大小

2. 镜像备份

SD卡中通常存在大量未使用的空闲空间（例如64GB卡仅使用10GB），直接全卡备份将生成几十GB的镜像文件，既浪费存储空间又增加恢复耗时。我们的策略是：先压缩空闲分区，使已占用部分占用尽可能少的扇区，再对缩小的分区范围进行备份。

2.1 安装 gparted 磁盘分区编辑工具

在 PC 端 Ubuntu 系统中打开终端，执行以下命令完成安装：

sudo apt-get install gparted

实用提示： 如果提示软件源找不到，请先运行 sudo apt-get update 更新索引。

2.2 将 SD 卡连接至 PC 并启动 gparted

• 将旭日X3派的SD卡通过读卡器插入 PC 端的 USB 接口。
• 在终端中启动 gparted：sudo gparted

注意： 必须以 sudo 权限运行才能正确识别并操作块设备。

2.3 使用 gparted 压缩空闲分区

按照以下顺序操作图中的步骤：

1. 选择 SD 卡： 在 gparted 窗口右上角的下拉菜单中，选择代表 SD 卡的设备（通常为 /dev/sdb 或 /dev/sdc，可根据容量大小判断）。
   
2. 卸载分区： 右键点击 SD 卡上的任一已挂载分区，选择“Unmount”，确保所有分区处于未挂载状态，否则无法执行大小调整。
   
3. 调整分区大小： 右键点击根分区（通常是 ext4 分区），选择“Resize/Move”。在弹出的对话框中，会显示一个滑块：
   • 左侧不可移动的蓝色部分为已占用数据区域。
   • 右侧白色部分为可压缩的空闲空间。
   • 拖动滑块将右侧空闲空间尽量缩小，但务必保留一小部分白色空间（例如 500MB~1GB），作为启动和运行时的缓存使用，避免空间不足。
   
4. 确认执行操作： 点击“Resize/Move”后，再点击工具栏上的绿色“对勾”图标（Apply All Operations）以实际执行压缩。
   
5. 完成： 操作完成后，分区大小从原来的 59.48GB 压缩至 10.59GB（具体数值取决于实际使用量）。
   

常见问题： 为什么压缩后分区下面还有一小段未分配空间？

答：这是分区调整机制。压缩分区时，gparted 会在分区末尾预留少量空闲扇区（即未分配空间），以确保文件系统元数据的安全，同时也是我们在上一步故意保留的一部分。这部分空间在后续备份时会被一同包含在镜像中，但恢复后进行扩容时会自动利用。

2.4 使用 fdisk 查看 SD 卡分区信息

首先确认 SD 卡的设备名称：

sudo fdisk -u -l

在输出结果中，找到容量与 SD 卡相符的设备，例如 /dev/sdb。

然后查看该设备的具体分区表：

sudo fdisk -u -l /dev/sdb

输出结果会包含以下关键信息：

• 设备起始扇区（Start）
• 结束扇区（End）—— 我们需要找到 所有分区中最大的 End 值
• 扇区大小（通常为 512 字节）

2.5 使用 dd 命令备份为镜像文件

假设上一步查到的最大 End 值为 21250000，扇区大小为 512，则备份命令为：

sudo dd bs=512 count=[最大End值+1] if=/dev/sdb of=backup_x3p.img

例如最大 End = 21250000，则 count 应为 21250001。

注意： 如果文件系统较大，此过程可能需要等待数分钟到数十分钟，请耐心等待直至命令执行完毕。

执行完成后，在当前目录下会生成一个名为 backup_x3p.img 的文件，这就是压缩后的系统镜像。备份工作至此完成。

实用提示： 备份完成后建议检查镜像文件的完整性，可使用 ls -lh backup_x3p.img 查看大小是否合理，并保留一份校验值。

3. 烧写与恢复镜像

镜像恢复过程分为两个阶段：先将备份的 img 烧录到新 SD 卡，再在旭日X3派上扩展分区以占满整张卡。

3.1 使用 balenaEtcher 烧写镜像

• 将一张新的 SD 卡通过读卡器连接到 PC。
• 打开 balenaEtcher，点击 “Flash from file” 选择前一步生成的 backup_x3p.img。
• 点击 “Select target” 选择目标 SD 卡。
• 点击 “Flash!” 开始烧录，等待进度条完成。
  

注意： balenaEtcher 烧录完成后会自动验证数据完整性，请务必确认验证通过，否则应重新烧录。

3.2 将 SD 卡插入旭日X3派并启动

将烧录好的 SD 卡插入旭日X3派开发板，上电启动。如果系统能正常启动并进入命令行，说明镜像恢复成功。

3.3 检查当前分区大小

在旭日X3派终端中执行：

df -h

此时会发现根文件系统挂载的大小仍然是备份时压缩后的数值（例如 10.59GB），而未使用 SD 卡的全部剩余空间。

3.4 扩展分区与文件系统

接下来依次执行两个命令，将分区和文件系统都恢复为 SD 卡实际大小。

1. 安装 growpart 工具（如果提示找不到命令）：
   

   sudo apt-get install cloud-utils

2. 扩展根分区： 旭日X3派的根分区设备通常为 /dev/mmcblk2p1，执行：
   

   sudo growpart /dev/mmcblk2 1

   注意：命令的格式是“设备名 分区号”，即 /dev/mmcblk2 和 1 之间留有空格。
   
3. 调整文件系统大小：
   

   sudo resize2fs /dev/mmcblk2p1

   

3.5 重启并验证

执行 sudo reboot 重启开发板。重新登录后，再次运行 df -h，根分区大小应显示为 SD 卡实际容量（如 59.48GB）。

常见问题：

• Q： 执行 growpart 时提示“failed to read partition table”，怎么办？
  A： 这说明分区表可能被锁定，请先运行 sudo partprobe /dev/mmcblk2 重新读取分区表，再尝试 growpart 命令。
• Q： 扩容后系统启动异常或文件系统检查报错？
  A： 可能是备份时压缩过度。请确保在 gparted 压缩时预留了至少 500MB 的空闲空间，并且在恢复后立即执行扩容操作。
• Q： 备份的 img 文件能否在另一块不同容量的 SD 卡上恢复？
  A： 可以，只要新 SD 卡容量 ≥ 备份镜像中的分区总大小 + 预留空间，就完全能够恢复。恢复后执行扩容操作即可填满新卡的剩余空间。

结束语

至此，您已经掌握了通过“压缩-备份-烧录-扩容”这一套操作流程来完整备份与恢复旭日X3派魔改镜像的方法。相比官方方法，本方法不仅节省存储空间、提升烧录速度，而且能够完整保留分区表与文件系统结构。以后无论您对系统进行何种深度定制，都可以随时生成一个干净的恢复镜像，极大提升开发效率。

本文转自地平线开发者社区

原作者：大圣GemiTech

原链接：https://developer.horizon.ai/forumDetail/98129467158916294