Raspberry Pi 4に Ubuntu server 18.04をインストール

概要

Rasberry Pi 4にUbuntu server 18.04をインストールする方法について説明します。
他にも説明している記事はありますが、自分に必要な情報がまとまっている記事がなかったため、作成しました。
基本的には、公式のインストールガイドの通りです。

(追記)

• 2020/12/05
  • Bluetooth, raspi cameraの設定

環境

• Rasberry Pi 4 (8GB)
• Ubuntu server 18.04 (64 bit)
• SDカード : サンディスク 32GB

インストール手順

OSイメージのダウンロード

ここからイメージをダウンロードします。Ubuntu 18.04のDownload 64-bitを選択します。

OSイメージの解凍

$ xz -dv ubuntu-18.04.4-preinstalled-server-arm64+raspi4.img.xz

OSイメージをSDカードに書き込み

公式では、Raspberry Pi Imagerを使っていますが、自分はコマンドで直接書き込みました。
また、書き込みの前にデバイス名をチェックする必要があります。デバイス名を間違えると、HDDのデータ等を上書きしてしまう恐れがあります。

$ df -h # デバイス名のチェック。こちらの環境では/dev/sde1, /dev/sde2でした
$ sudo umount /dev/sde1
$ sudo umount /dev/sde2
$ sudo dd bs=4M if=ubuntu-18.04.4-preinstalled-server-arm64+raspi3.img of=/dev/sde

Raspiの起動

SDカードをRaspiに挿入し、起動します。
起動後、パスワードを変更する必要があります。デフォルトでは、ユーザ名/パスワード共にubuntuです。その後、任意のパスワードを設定してください。

Wifiの設定

自分の環境ではWPA2-PSKかつステルスモードでwifiを使用しているので、この環境の設定を行います。

Network Managerの設定

wifiを使用するためにはNetwork Managerをインストールする必要がります。そのため有線LANを接続し、以下コマンドを実行します。

$ sudo apt update
$ sudo apt install network-manager

netplanの設定

Ubuntu 18.04では、netplanを使ってネットワークの設定を行います。

$ sudo vi /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

/etc/netplan/50-cloud-init.yaml

network:
  version: 2
  renderer: NetworkManager
  ethernets:
    eth0:
      dhcp4: true
      optional: true
  wifis:
    wlan0:
      dhcp4: true
      optional: true
      access-points:
        "{接続するSSID}":
          auth:
            key-management: psk
            password: "{パスワード}"

設定の有効化

$ sudo netplan apply

ネットワークの接続

接続する際に、ネットワークの名前を確認します。

$ sudo nmcli c
NAME                   UUID TYPE DEVICE
netplan-wlan0-{SSID} (略) wifi

ネットワーク接続

$ sudo nmcli c up netplan-wlan0-{SSID}

ステルス機能使用時にデフォルトで接続するための設定

$ sudo nmcli c mod netplan-wlan0-{SSID} 802-11-wireless.hidden true

$ ifconfigで確認し、ネットワークに接続できていれば完了です。
sshはデフォルトで使用できるようになっているため、すぐに使用可能です。

Bluetoothの設定

Bluetoothを使うには、pi-bluetooth bluetooth bluezをインストールすればいいのですが、そのままインストールしようとすると、

$ sudo apt install pi-bluetooth bluetooth bluez
...
dpkg: error processing archive /var/cache/apt/archives/bluez-firmware_1.2-4+rpt1~bionic1.0_all.deb (--unpack):
 trying to overwrite '/lib/firmware/brcm/BCM43430A1.hcd', which is also in package linux-firmware-raspi2 1.20200601+arm64-0ubuntu2~18.04.1
Errors were encountered while processing:
 /var/cache/apt/archives/bluez-firmware_1.2-4+rpt1~bionic1.0_all.deb
E: Sub-process /usr/bin/dpkg returned an error code (1)

というようなエラーが出てしまいます。
解決策を探したところ、こちらのようにすると、問題なくインストールできました。

pi-bluetoothなどのインストール

$ sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-pi-flavour-makers/ppa
$ sudo apt update

$ sudo apt -y remove linux-firmware-raspi2
$ sudo apt -y install pi-bluetooth bluetooth bluez
$ cd /
$ sudo tar czf bluez-firmware.tgz lib/firmware usr/share/doc/bluez-firmware
$ list=$(cat << EOS
lib/systemd/system/bthelper@.service
lib/systemd/system/hciuart.service
lib/udev/rules.d/90-pi-bluetooth.rules
usr/bin/bthelper
usr/bin/btuart
usr/share/doc/pi-bluetooth
EOS
)
$ sudo tar czf pi-bluetooth.tgz $list
$ sudo apt -y remove bluez-firmware pi-bluetooth
$ sudo apt -y install linux-firmware-raspi2
$ sudo apt -y install raspberrypi-sys-mods rfkill
$ sudo tar xf pi-bluetooth.tgz
$ sudo tar xf bluez-firmware.tgz
$ sudo systemctl unmask hciuart
$ sudo systemctl enable hciuart
$ sudo reboot

bluetoothの有効化

一般ユーザを使用している場合は、そのユーザでもbluetoothを使えるように権限を付与します

$ sudo usermod -a -G bluetooth {ユーザアカウント}
$ sudo reboot

この後はbluetoothctlコマンドからbluetoothデバイスとのペアリングをすることで使用できます

Raspiカメラの設定

Raspberry Pi専用カメラを使えるように設定します

カメラデバイスの有効化

$ sudo vi /boot/firmware/config.txt
start_x=1
gpu_mem=256

ファイルの最後に上記2行を追加し、リブートします。なお、gpu_memの値は、256でなくてもかまいません。

userlandのビルド

Ubuntu wikiによると、userlandというリポジトリをcloneしビルドすることでvcgencmdコマンドが使用可能になります。
ただし64bit版はオフィシャルにはサポートされていないそうです。

自分がcloneしたのは f73fca015d421b763936667a0b58fe5024d59921 でした。
READMEによると64bit OSの場合は./buildme --aarch64とすればビルド可能とあり、それでビルドができたという記事もありますが、上記バージョンをそのままビルドするとエラーが発生しました。

コミットログを確認したところ、f97b1af1b3e653f9da2c1a3643479bfd469e3b74で64bit用のビルドが設定がRevertされていました。
そのためこのコミットで行われた変更を再度戻し、また、それだけではビルドエラーが出たので修正も行いました。

自分が行った変更はgit hubにあげたので参考にしてください。
ビルド方法は以下になります。

$ sudo apt install build-essential cmake
$ git clone https://github.com/hiro-han/userland.git
$ cd userland
$ ./buildme --aarch64

これで /opt/vc/bin/ にvcgencmd コマンドがインストールされます。
なお、自分の環境ではこれでvcgencmdコマンドが動作しましたが、raspistillコマンドは動作しませんでした。また、他のコマンドについては試していません。

ラズパイカメラを接続した状態で、

$ sudo /opt/vc/bin/vcgencmd get_camera
supported=1 detected=1

となれば成功です。

参考

公式のインストールガイド
Ubuntuのダウンロード
wifiの設定
Ubuntu wiki
bluetoothの設定について