2022年5月4日 追加

最新のUbuntu 22.04 LTSが2022年4月25日に発表されました。今までと同じインストール方法でRaspberry Pi 4Bで動作させることができることを確認しました。

0．はじめに

Raspberry Pi 4（以後、「ラズパイ」と呼びます）で各種OSがUSB接続のSSDから起動することができるようになりましたので、最新のUbuntuを利用してみようと思います。

Raspberry Pi用のUbuntuは、Ubuntu 20.10から正式にRaspberry Piに正式に対応しており、またUSB接続の外部記憶装置からのブートもできるようになっていますので、最新のUbuntu 21.04でも利用してみます。

1．Raspberry Piについて

以下の環境で利用します。

本体：Raspberry Pi 4B 本体（4GByte、USBブート可能に設定）、CPU冷却ファン付きケース

SSD：HDDケースとSSD（240GB）でUSB 3.0接続

LAN：有線LANまたは無線LAN

2．Ubuntu について

Raspberry Pi で動作するLinuxには各種ありますが、Ubuntuは英国のCanonicalという会社が開発しているシステムで、通常のx64、x86などのパソコンでは広く利用されているLinuxです。これをRaspberry PiでSSDから起動してみます。

Ubuntu 21.04では、グラフィックスシステムがX WindowからWaylandに変更になっています。WaylandはX Windowよりも高速に動作するということで採用されています。しかし、いくつかのプログラムでは表示がおかしくなるので、巻末の「付録1」で対応方法を示します。

Raspberry Pi用のUbuntu 21.04の取得は次のURLから可能です。

https://ubuntu.com/download/raspberry-pi

表示された画面をスクロールすると次の画面が表示されますので、「Download 64-bit」をクリックしてダウンロードします。

ダウンロードが終了すると次のファイル名になります。

ubuntu-21.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz

ファイルは圧縮されていますので、7-zipなどで解凍します。解凍後のファイル名は次のようになります。

ubuntu-21.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img

3．SSDへの書き込み

3.1 Raspberry Pi Imagerの取得

先ほどダウンロードした「ubuntu-mate-20.10-desktop-arm64+raspi.img」ファイルをSSDに書き込むためには、Raspberry Piのサイトで用意されています「Raspberry Pi Imager」というプログラムを使用します。取得のためのURLは次の通りです。

https://www.raspberrypi.org/software/

「Download for Windows」をクリックしてダウンロードします。ファイル名は「imager_1.6.1.exe」になります。

3.2 Raspberry Pi Imagerの実行

パソコンのUSBポートにHDDケースに入れたSSDを接続して、「imager_1.6.1.exe」をダブルクリックして実行します。

「CHOSE OS」をクリックします。UbuntuはOSとして選択はできますが、先ほど取得したOSイメージを使用するために、「User custom」を選びます。ファイル選択のウインドウが表示されますので、ファイルとして「ubuntu-21.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img」を選択します。次に「CHOSE STORAGE」をクリックしてSSDが接続されているデバイスを選択します。その後、「WRITE」をクリックしてOSイメージをSSDに書き込みを行います。

書き込みが終了したら取り外し処理を行ってSSDを取り外します。

4．Ubuntuの起動

4.1 初期設定

作成したUSB SSDをRaspberry PiのUSB 3.0ポートに接続して起動してみましたが、起動しませんでした。調べた結果、使用しているHDDケース(Salcar製)に備わっているUASP（USB　Attached SCSI Protocol）機能とLinuxカーネルとの相性が悪いことが分かりました。従って、最初はUSB SSDをUSB 2.0ポートに接続して起動します。（注：Ubuntu 22.04ではUSB 3.0のポートでも正常に起動します。）

最初の起動時には、Ubuntuの初期設定を行う必要があります。メッセージに従って以下の操作をしてください。

（1）表示言語の設定（「日本語」を選択）
（2）キーボードレイアウトの設定（「Japanese」、「Japanese」を選択）
（3）住んでいる場所の設定（「Tokyo」を選択）
（4）ユーザー情報の入力（名前、コンピュータ名、ユーザー名、パスワード）

初期設定が終わるとログイン画面が表示されますので、表示されているユーザー名をクリックした後、パスワードを入力してログインします。

ログイン後の画面は次のようになります。

4.2 USB 3.0ポートから起動できるように設定

注：Ubuntu 22.04では以下の作業は必要なくなりました。直接USB 3.0から起動することができます。（2022年5月4日 追加）

次にSSDがUSB 3.0ポートから起動できない問題を解消します。方法は以下のサイトを参考にさせていただきました。

https://signal-flag-z.blogspot.com/2020/03/raspberry-pi-4usb30ssd.html

端末を起動してlsusbコマンドを実行してUSB SSDのVIDとPIDを確認します。

この情報をもとに、/boot/firmware/cmdline.txtの最初に次のパラメータを追加します。

usb-storage.quirks=152d:0578:u

パラメータ「usb-storage.quirks=152d:0578:u」と次のパラメータ「dwc_otg.lpm_enable=0」との間に空白1個を挿入してください。

パラメータの追加が終わったらシャットダウンして電源をOFFにしてからUSB SSDをUSB 3.0ポートに接続し直して再度起動してください。正常に起動できると思います。

なお、SSDではなくHDDの場合には、この設定は必要ないようです。

5．Ubuntuの各種設定

5.1 日本語環境の整備

Ubuntuの場合、初期設定である程度は日本語に関する環境が整備されますが、一部に設定やインストールが不十分な部分があります。

かな漢字変換システム（IME）や日本語フォントなどを整備するために、以下の手順で設定します。

「アプリケーションを表示する」→「言語サポート」をクリックします。

しばらくすると以下のウインドウが表示されますので、「インストール」をクリックします。日本語かな漢字変換システム（fcitx）や日本語フォント（Notoフォント）が追加されます。

インストールが終わると次の画面になります。「日本語」が一番上にになっていること、「キーボードで使うIMシステム」が「IBus」になっていることを確認してください。もし、IMシステムが「IBus」になっていない場合には、「IBus」に設定した後、ログインし直すか、リブートをしてください。設定が反映されます。

インストール時のキーボード設定では「半角／全角」キーによるかな漢字変換はできない状態です。できるように次の設定をします。画面左下の「アプリケーションを表示する」ボタンをクリックし、次に「設定」をクリックします。

左側のメニューの中から「地域と言語」をクリックします。表示された画面で、「日本語（Mozc）」が一番上になるようにマウスで移動します。その後、ログアウトかリブートしてください。

「半角／全角」キーによるかな漢字変換ができるようになります。

5.２ ディレクトリ名を英語へ

初期設定で日本語に設定した関係で、ホームディレクトリの名前も日本語になってしまっています。このままでは操作しづらいので英語に変換します。端末を起動して、次のコマンドを入力してください。

$ LANG=C xdg-user-dirs-gtk-update

次の画面が表示されますので、「Don't ask me this again」にチェックを入れて、「Update Names」クリックして変更します。

5.３ 各種プログラムのインストール

Ubuntuを便利に使うために、いくつかのプログラムをインストールします。

Ubuntu MATEを最新の状態にする

$ sudo apt update

$ sudo apt upgrade

テキストエディタvim

$ sudo apt install vim

Webブラウザchromium

$ sudo apt install chromium-browser

システムモニター conky

$ sudo apt install conky

$ sudo apt install fonts-ipafont

パッケージマネージャ synaptic

$ sudo apt install synaptic

エミュレータ qemu

$ sudo apt install qemu

gnomeユーティリティ gnome-tweaks

$ sudo apt install gnome-tweaks

6．Ubuntuの終了

Ubuntuを終了するには、次の画面のように画面右上の電源マークをクリックします。

その後「電源オフ／ログアウト」をクリックして、最後に「電源オフ」をクリックします。画面表示が消えて少ししてからRaspberry Piの電源をオフにします。

付録1．WaylandとX Window

Raspberry Pi用のUbuntu 21.04ではグラフィックシステムとして、今までのX Windowsシステム（X11）ではなくWaylandという新しいシステムが標準で使用されています。もちろんWaylandはX11との互換性はあるのですが、一部のアプリケーション（RemminaやFirefoxなど）では表示がおかしくなることがあります。

WaylandからX11に変更する方法があります。ログイン時のパスワードを入力する画面で、画面右下のボタンをクリックして「Ubuntu on Xorg」を選択することによってX11で起動するようになります。

付録2．Ubuntu MATEのインストール

Ubuntuには使い勝手を左右するデスクトップ環境がいくつか存在し、かつ簡単に導入して切り替えることができるようになっています。

2021年6月現在、Raspberry Pi用の新しいUbuntu MATE 21.04のインストールイメージが公開されていないので、さしあたってデスクトップ環境をUbuntuからUbuntu MATEに変更してみます。

UbuntuにUbuntu MATEデスクトップ環境をインストールするには次のコマンドを入力します。

$ sudo apt install ubuntu-mate-desktop

コマンド入力後しばらくすると次のようなディスプレイマネージャの選択画面が表示されます。「lightdm」を選択してください。選択はカーソルキーを使い、最後にTabキーで＜了解＞にカーソルを移動して、Enterキーを入力します。

インストール完了後、リブートすればlightdmのログイン画面が表示され、ログインするとUbuntu MATEデスクトップ環境になります。

付録3．デスクトップの変更

Ubuntuデスクトップ環境にUbuntu MATEデスクトップ環境をインストールしましたが、デスクトップ環境は自由に変更することができます。

たとえば、ディスプレイマネージャとして「lightdm」を利用している場合には、ログイン時に次の画面が表示されます。

パスワード入力画面で、ユーザー名の横のMATEマークをクリックすることによって、次の画面のように（見にくいですが）「MATE」、「Ubuntu（デフォルト）」、「Ubuntu on Xorg」のメニューが表示されますので、変更するデスクトップをクリックしてからログインします。

また、ディスプレイマネージャを「gdm3」にしていた場合には、次の画面のように、パスワード入力画面で右下のマークをクリックすることによって、利用するデスクトップ環境を選択することができます。画面では「MATE」、「Ubuntu」、「Ubuntu on Xorg」が選択できるようになっています。

なお、ディスプレイマネージャの変更は、端末を起動して次のコマンドで行うことができます。

$ sudo dpkg-reconfigure gdm3

または

$ sudo dpkg-reconfigure lightdm

コマンド実行後にリブートをしてださい。新しいディスプレイマネージャが表示されます。

以　上