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Raspberry Pi 3 bootet jetzt ohne SD-Karte von USB-Stick oder Festplatte

Eines der größten Ärgernisse war meines Erachtens immer die notwendige SD-Karte im Raspberry Pi, SD-Karten sind langsam und haben in den günstigen Varianten eine kurze Lebenszeit. Die Enwickler der Raspberry Pi Foundation haben anhand eines neuen Bootloaders eine lang ersehnte Funktion nachgerüstet, der Raspberry Pi bootet mit dem gerade im Entwicklungsstadium befindenden Bootloader nun endlich von einer Festplatte oder einem USB-Laufwerk / Stick.

Leider ist die Funktion nur für den neuesten Raspberry Pi 3 verfügbar, der Bootloader ist noch im Beta Stadium und verträgt sich leider nicht mit allen SSDs, Festplatten oder USB-Sticks, momentan werden folgende Produkte seitens Raspberry Pi Entwickler Gordon Hollingworth als Funktional genannt, im Zweifelsfall müsst ihr testen:

Wie funktioniert das genau?

Auf den BCM 2835, 6 und 7 Chip befindet sich ein 32kb Speicher, dieser ermöglicht das booten. Das stückchen Code sucht die Datei bootecode.bin auf der SD-Karte, wird dort nichts gefunden wird in Abhängigkeit zum GPIO Status der Pins 22-26 bzw. 39-43 versucht von einer zweiten SD-Karten, eine NAND Speicher, dem SPI und dann dem USB Port die bootcode.bin zu laden. Das ganze funktioniert auch mit einem Angeschlossenen USB HUB.

Wer sich im Detail über den Boot Prozess und und die Möglichkeiten informieren will findet im GutHub Repository die Dokumentation

Raspbian von USB Stick booten

Für die Initiale Einrichtung auch weiterhin eine SD-Karte benötigt, schreibt wie gewöhnlich das aktuellste Raspbian mit Win32DiskImager auf eure SD-Karte und bootet euren Raspbery Pi und führt die Grundeinrichtung durch. Falls noch nicht passiert aktualisiert ihr via Konsole oder SSH Sitzung erst mal euer System

Da sich das Feature noch im Entwicklungsstadium befindet müssen wir die aktuelle Beta Firmware installieren

Danach aktivieren wir den USB Boot Mode in der config.txt unseres RasPi und rebooten einmal

Nun prüfen wir ob die Programmierung des Boot Mode im “One Time Programmable” Speicher des SoC geklappt hat. Hierzu lesen wir den Speicher

Wenn 17:1020000a ausgegeben wird hat etwas nicht geklappt, wir sollten als Ausgabe 17:3020000a erhalten. Jetzt können wir von SD Boot auf USB Boote umstellen, ich verwende einen einfachen No Name 8GB USB Stick den ich mal als Werbegeschenk erhalten habe.

Nachdem ich den Stick an den Pi angeschlossen habe prüfe ich mit folgendem Befehl die erkannten Speichermedien

raspi disk

Bei mir wurde der Stick als /dev/sda erkannt und die enthaltene FAT Partition als /dev/sda1. Insofern ihr ein frisches Raspbian habt und keine weiteren Sticks angeschlossen sind sollte auch bei euch der Stick unter /dev/sda erkannt werden.

Dann starte ich die Partitionierung für /dev/sda und lösche alle enthaltenen Daten (ggf. müsst ihr das bei euch erkannte Gerät angeben)

Innerhalb des Tools führe ich nun den folgenden Befehl aus um ein “msdos” Disk Label zu erstellen

Die Rückfragen von partet beantwortet ihr mit Ignore, Yes und wieder Ignore. Dann erstellen wir innerhalb von parted eine 100 Megabyte FAT32 Partition auf unserem Stick bestätigt eine evtl. vorhandene Rückfrage mit Ignore

der zweite Partition mit ext4 Dateisystem geben wir den restlichen verbleibenden Platz

Beendet partet durch Eingabe von quit

Zur Sicherheit sollten wir jetzt einen Reboot durchführe

Wir haben zwei Partitionen erstellt, diese müssen wir noch mit dem passenden Dateisystem formatieren, die erste 100MB Partition formatieren wir mit FAT32 und die zweite mit EXT4 Dateisystem

Jetzt mounten wir die beiden Partitionen um darauf zugreifen zu können unter /mnt/usbstick (Partition 2) und /mnt/usbstick/boot (Partition 1)

Um den Raspberry pi von USB booten zu können braucht der Stick natürlich noch den Bootloader und das Raspbian Betriebssystem, wir kopieren uns dieses einfach von der vorhandenen SD-Karte auf den Stick

Das dauert je nach Stick eine ganze Weile, nachdem wir das System auf den Stick kopiert haben müssen wir natürlich der Kopie noch beibringen das sie sich nicht mehr auf der SD Karte befindet sondern auf dem USB-Stick. Hierzu tauschen wir in der Datei cmdline.txt auf unserem Stick die Info wo nach dem Root Dateisystem gesucht wird. Das ist nun anstelle /dev/mmcblk0p2 natürlich /dev/sda2.

Das Selbe erledigen wir in der fstab um sicherzustellen beim Starten des Pi nicht die ext Datenpartition von der SD-Karte verwendet wird sondern vom USB-Stick

Dann unmounten wir die beiden Partitionen unseres Sticks und schalten unseren Pi aus.

Jetzt könnt ihr die SD-Karte aus eurem RasPi nehmen und nach erneutem Einstecken der Stromversorgung komplett vom USB Stick booten. Ihr könnt den USB-Stick genau so wie die SD-Karte mit win32diskimager auf euren Rechner sicher, das erspart euch das erneute einrichten auf dem RasPi.

Wichtig!

Der Bootprozess sucht beim Starten des Pi erst nach einer SD-Karte und versucht dann erst dann vom USB Stick zu booten. Der Start dauert daher etwas länger als gewohnt. Um das zu vermeiden könnt ihr einfach eine leere SD-Karte in den Slot stecken.

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11 Kommentare

  1. Hallo!

    Ich habe es doch gleich mal ausprobiert, aber leider hängt es bei

    —[ end Kernel panic – not syncing: VFS: Unable mount root fs on unknown-block(179,2)

    liegt das nun am Stick SanDisk USB 3.0 Extreme!

    Oder ist beim mounten etwas schief gelaufen.

    Gruß Sven

  2. Funktioniert das analog auch mit OpenELEC oder gibt’s da Unterschiede in der Vorgehensweise?

  3. Prima Anleitung funktioniert gut mit noname 4 GB Stick.

  4. Hallo

    eine super Anleitung. Danke.

    Leider habe ich jetzt ein kleines Problem: Täglich erhalte ich jetzt die Meldung:

    “Warning: Unit file of apache2.service changed on disk, ‘systemctl daemon-reload’ recommended.”

    Google hat mir nicht wirklich geholfen. Auf die Default-Seite von Apache2 kann ich auch zugreifen.

    Hast du eine Idee, ob das mit dem Umzug auf den USB-Stick zu tun hat ?

    Danke

  5. Hallo,

    von mir auch ein Danke für die Anleitung.
    Hinweis noch zur Vereinfachung des Ganzen:
    Das aktuelle Raspian hat eine SD-Copy Funktion implementiert.
    EInfach einen Stick reinstecken und ausführen.
    Formatierung und Kopieren läuft von allein.
    Anschließend noch die beiden Dateien bearbeiten und fertig.

    Grußß
    Alex

  6. Hallo,

    es ist das ERSTE mal, dass so etwas auf Anhieb funktioniert hat ! (zumindest bei mir …)

    Vielen Dank. Jetzt kann ich mich endlich mit meinen eigentlich vorgesehenen Aktivitäten befassen.

    Gruß
    Martin

  7. Tuts leider nicht

    hab n USB 3.0 Scandisk Cruzer Ultra Fit 16GB ausprobiert.

    beibt hängen beim booten bei:

    sd 0:0:0:0 [sda] Attached SCSI removable Disk

  8. Das dritte Tutorial an zwei Abenden. Uns es fat auf Anhieb funktioniert.
    Ein großes Dankeschön für die klar strukturierte, schreibfehlerfreie und schnörkellose Anleitung. So etwas sollte es viel mehr geben! Auch die Anforderung des Expandierens des Filesystems hat sich erledigt. Mein Sandisk entfaltet seine 32 GB (fast) vollständig.

    Besten Dank
    Gynth

  9. wow, hat bei mir zwar nicht alles wie beschrieben funktioniert aber das liegt wohl an meinem Newbie-Wissen.
    Ich habe die Partitionen kopiert indem ich sie erst mit Win32DiskImager gesichert und dann auf den USB-Stick geschrieben habe.
    Dann hat er noch gestockt bei dem Versuch mmcblk0p1 zu mounten. Ich nehme an das liegt daran das ich die fstab noch nicht geändert habe: Lege ich eine leere SD-Card ein startet er aber ohne zu mucken.

    Ich gehe morgen nochmal alles langsam und in Ruhe durch, aber schon mal danke für die super-Anleitung.

  10. Hab das Tutorial von die so durchgespielt und hat auch alles soweit geklappt.
    Nur, gibt es eine möglichkeit die daten anders zu kopieren als per rsync?
    Per ssh hat das bei mir ewigkeiten gedauert.

    Danke für deine tollen Anleitungen :)

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