NOOBS自定义多系统启动

2017-09-23 初成文
2018-08-06 更新完整示例

一、准备工作：

需要linux环境(虚拟机也可)
标准的适用树莓派的IMG镜像文件
基本的linux知识＋强大的搜索资料解决问题的能力

二、介绍：

目前树莓派多系统启动主要是noobs和berryboot
两个各有优缺点，berryboot可以直接在berryboot界面备份系统或数据，缺点也不少，比如分区是共享的，img是只读的，官方系统支持更新慢等。
noobs是官方工具，各个系统之间是独立的，一个系统挂了另一个仍然能够正常启动，资料相对较多。
另外还有一个PINN基于noobs的增强版，添加一些功能，比如无人值守自动安装、wifi自动配置等，可按此文自定义安装第三方系统。

本文示例使用noobs从u盘安装kali(VM下制作)并拓展至最大分区。

可见第二项kali为离线安装

这里先说一下noobs的相关内容，从v1.5版本开始安装后会自动建立一个fat32格式的RECOVERY分区（主分区），用来存放noobs启动文件和一个ext4格式的SETTINGS分区（逻辑分区）用来存放noobs相关信息如已安装系统boot/root位置。余下拓展分区用来安装系统。

三、NOOBS里的系统至少需要4个文件:

os.json                      //系统描述
partitions.json            //分区描述
boot.tar                      //boot分区文件
root.tar                      //root分区文件
上面四个文件是必须的，缺一不可，其它则是不必须的：
slides或slides_vga       //文件夹内放说明性图片,安装时在主界面以幻灯片播放,如官方提供则可由marketing.tar解压得https://downloads.raspberrypi.org/
Logo.png            //Logo名字须与文件夹名字相同，大小40x40
partition_setup.sh  //分区脚本，在系统安装完成后立即执行，如无则需要在cmdline.txt设定root分区位置

1、os.json示例

{
    "description": "Kali Linux for RasPi added to NOOBS Bootloader",
    "kernel": "4.4",
    "name": "Kali",
    "release_date": "2017-05-25",
    "supported_hex_revisions": "1040,1041,2082",
    "supported_models": [
        "Pi 2",
        "Pi 3"
    ],
    "url": "https://www.kali.org/",
    "version": "2017.1"
}

其中，
name必须与文件夹名字相同，最好不要留空格
description为系统简介，出现在选择界面
release_date如为官方系统，为避免从网络下载更新版本可改为更晚的日期
supported_hex_revisions:"2,3,4,5,6,7,8,9,d,e,f,10,11,12,14,19,1040,1041,0092,0093,2082"表示兼容所有pi，2082对应树莓派3b

2、partitions.json示例

{
  "partitions": [
    {
      "label": "boot",
      "filesystem_type": "FAT",
      "partition_size_nominal": 100,
      "want_maximised": false,
      "uncompressed_tarball_size": 51
    },
    {
      "label": "root",
      "filesystem_type": "ext4",
      "partition_size_nominal": 3867,
      "want_maximised": true,
      "mkfs_options": "-O ^huge_file",
      "uncompressed_tarball_size": 3133
    }
  ]
}

其中
label必须与两个tar名字一致;
filesystem_type文件系统类型/boot为fat，/root为ext4;
uncompressed_tarball_size:boot.tar/root.tar解压后的大小
partition_size_nominal:设定分区大小
want_maximised：一旦设定为true，noobs就会自动将可用空间分配到该分区，因而当设置为true时partition_size_nominal设置多大也无所谓了。
mkfs_options：mkfs命令，hugefile表示允许文件大于2TB

3、下面制作boot.tar和root.tar

①从官网下载最新版的kali镜像。

根据你派的版本选择，pi2和pi3选第一个

②vm虚拟机设置共享文件夹（或直接使用linux实体机）

设置共享文件夹

③挂载上面的文件系统后，切换到share目录下，比如我的是/mnt/hgfs/share（后文同样，需切换到自己实际的目录）

cd /mnt/hgfs/share
sudo mkdir /mnt/img1    //创建两个挂载点来挂载
sudo mkdir /mnt/img2
sudo kpartx -av kali-2017.01-rpi2.img    //装载映像文件

输出IMG内部两个分区：

add map loop0p1 (253:0): 0 125000 linear 7:0 1
add map loop0p2 (253:1): 0 14209047 linear 7:0 125001

创建boot.tar

mount -o loop,ro,noexec /dev/mapper/loop0p1 /mnt/img1
cd /mnt/img1
bsdtar --numeric-owner --format gnutar  -cvpf /tmp/boot.tar .
ls /tmp/boot.tar -l --block-size=1MB
xz -9 -ev /tmp/boot.tar

创建root.tar并卸载刚才挂载的映像

mount -o loop,ro,noexec,noload /dev/mapper/loop0p2 /mnt/img2
cd /mnt/img2
bsdtar --numeric-owner --format gnutar --one-file-system -cpvf /tmp/root.tar .
xz -9 -ev /tmp/root.tar
sudo kpartx -dv kali-2017.01-rpi2.img

此时，已经生成boot.tar和root.tar在/tmp目录下，将其移出虚拟机与上面的两个json文件组成kali文件夹放在/os文件夹下即可。

mv /tmp/boot.tar.xz /mnt/hgfs/share
mv /tmp/boot.tar.xz /mnt/hgfs/share

为了最大化利用sd卡空间，只把noobs除了os文件夹外的文件放于sd卡根目录下，os文件夹放于u盘根目录下，这样noobs会自动调整分区recovery为最小，只占用大概63M左右而剩余空间几乎全部用来安装系统。

遇到的一个坑是默认启动boot和root分区是mmcblkp1和mmcblkp2，而实际应该是mmcblkp6和mmcblkp7。后来直接把Raspbian的partition_setup.sh借来用（也可手动修改），跟上面4个文件一起放到/os/kali同一文件夹下，logo可自制40x40像素，如下图：