「Raspberry Pi 4 Model B で USB ブート(2) パーティション作成編」では USB マスストレージに基本パーティションを作成し、ext4 でフォーマットをして Raspberry Pi OS をそのままコピーした。
ところで、よくある x86 用の Linux ディストリビューションではインストール時に LVM を選択できる。Raspberry Pi 4 でも LVM を利用することは可能だ。
root パーティションで LVM を使うこともできる。ただし起動には initramfs を使う必要がある。
なお、前回までは（特に明記はしていなかったけれど）USB マスストレージへのインストールを PC で行っていたが、この方法だと initramfs を作成できないため、今回は microSD にインストールした Raspberry Pi OS から作業する。
これに伴い対象となるデバイスが /dev/sdb から dev/sda になるので注意。
LVM 作成
パーティションを作成するところは前回と同じ。
$ sudo gdisk -l /dev/sda
GPT fdisk (gdisk) version 1.0.3
Partition table scan:
MBR: protective
BSD: not present
APM: not present
GPT: present
Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
:
Number Start (sector) End (sector) Size Code Name
1 2048 526335 256.0 MiB 0700
2 526336 5860533134 2.7 TiB 8300
2 つめのパーティションに LVM を作成する。
名前は pi-vg とするが、他の名前にしてもいい。
# LVM 物理ボリュームを作成
$ sudo pvcreate /dev/sda2
# ボリュームグループ pi-vg を作成
$ sudo vgcreate pi-vg /dev/sda2
# 論理ボリュームを作成
# 今回使用した USB マスストレージの容量は 3TB。
# swap に 8GB 割り当てることを想定し、/ の容量は総容量から逆算している
$ sudo lvcreate --size 2786G --name root pi-vg
$ sudo lvcreate -l 100%FREE --name swap pi-vg
# 現時点のHDDの状態を確認
$ lsblk /dev/sda
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 2.7T 0 disk
├─sda1 8:1 0 256M 0 part
└─sda2 8:2 0 2.7T 0 part
├─pi--vg-root 254:0 0 2.7T 0 lvm
└─pi--vg-swap 254:1 0 8.3G 0 lvm
使用した USB マスストレージは HDD であり、データーの書き込みによるデバイスの劣化を心配する必要はないため、swap パーティションを作成した。
swap のサイズを決めるにあたっては以下の情報を参考にし、メモリとほぼ同じ容量を確保した。
作成した boot, root, swap をフォーマットする。
$ sudo mkfs -t vfat /dev/sda1
$ sudo mkfs -t ext4 /dev/pi-vg/root
$ sudo mkswap /dev/pi-vg/swap
システムファイルのコピー
- microSD にインストールイメージをコピーしておく
- 起動した Raspberry Pi OS 上でインストールイメージをダウンロードする
などをすれば前回までと同じ方法でコピーができるが、ここではこの手間を省き、起動に使用した microSD からコピーをすることにする。
$ mkdir /tmp/root
$ sudo mount /dev/pi-vg/root /tmp/root/
# 実ファイルシステムではない devtmpfs, sysfs, proc, tmpfs, boot と
# ext4 フォーマット時に作成される lost+found 以外のディレクトリをコピー
$ cd /
$ sudo cp -a bin etc home lib media mnt opt root sbin srv tmp usr var /tmp/root/
$ cd /tmp/root/
$ sudo mkdir dev sys proc run boot tmp
# 後述の initramfs を作成するために、boot パーティションは /tmp/root 以下にマウントする
$ sudo mount /dev/sda1 /tmp/root/boot/
$ sudo cp -a /boot/* /tmp/root/boot/
起動設定の変更
cmdline.txt、fstab を更新する。
パーティション情報だけでなく、initramfs に関するオプションも指定する。
# root= に /dev/pi-vg/root を指定
# initramfs を使用するために initrd=0x01f00000 を追加する
# 起動に失敗する場合は quiet を削除すると、起動中のメッセージが画面に表示されるので原因を特定しやすくなる
# デバッグには break オプションも有用。詳しくは initramfs-tools(7) を参照
$ cat /tmp/root/boot/cmdline.txt
console=serial0,115200 console=tty1 root=/dev/pi-vg/root initrd=0x01f00000 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait quiet splash plymouth.ignore-serial-consoles
# 前回までと同じく、boot パーティションの PARTUUID を blkid コマンドで調べ指定
# SSD の場合はデバイスの劣化を防ぐために、/dev/pi-vg/root の defaults には "defaults,noatime" を指定する
$ cat /tmp/root/etc/fstab
proc /proc proc defaults 0 0
PARTUUID=09468d30-111e-4028-8f37-16f65e497c25 /boot vfat defaults 0 2
/dev/pi-vg/root / ext4 defaults 0 1
/dev/pi-vg/swap none swap sw 0 0
initramfs
boot パーティションに initrd.gz を作成し、起動時にこれを使うようにする。
# /tmp/root 以下でコマンドを実行できるよう、各種ディレクトリを /tmp/root 以下にマウント
$ sudo mount --bind /sys /tmp/root/sys
$ sudo mount --bind /proc /tmp/root/proc
$ sudo mount --bind /dev /tmp/root/dev
# /tmp/root/boot に initrd.gz を作成
$ sudo chroot /tmp/root/ apt install lvm2
$ sudo chroot /tmp/root/ mkinitramfs -o /boot/initrd.gz
# boot/config.txt に "initramfs initrd.img followkernel" を追加
$ cat /tmp/root/boot/config.txt
:
initramfs initrd.gz 0x01f00000
冒頭で、PC で作業をすると initramfs を作成できない旨を書いたが、それはここでの apt install lvm2 がうまく行かないため。
lvm2 パッケージのインストール後に initramfs を作成する処理が走るが、このときに正しいカーネルのバージョンが取得できないのが原因と思われる（詳細は追っていないので要確認）。
## 後始末
$ sudo umount /tmp/root/sys /tmp/root/proc /tmp/root/dev
$ sudo umount /tmp/root/boot
$ sudo umount /tmp/root
これでインストールは完了。
Raspberry Pi OS をシャットダウンし、microSD を抜き取ってから電源を入れれば USB マスストレージから起動できる。
おまけ
手順が多くなってきたので、インストーラーを作ってみた。