初めに

Ubuntu, Raspberry pi OSに続いて、ArchlinuxもRaspberry pi4の64bit対応版が正式リリースされました。ArchlinuxはDIY OSであり、軽量にすることができ、また64bit版はKVMに標準対応しているため、ホストOSとして使ってみるのも良いと思います。今回は、ArchlinxをホストOSとして、ゲストOSにWindows10 WOAを動かしてみました。Raspberry pi 4も8GB RAM版が出るようになり、仮想環境なども面白いかと思います。

参考サイト

必要なもの

Raspberry Pi 4 4GB以上
32GB SDカード
Linux PC SDカードが書き込めるもの　raspberry pi + SDカードリーダでも可
Windows PC ( windowsインストールISOファイル作成に使用）
VNC viewer 上記windows PCにインストールが便利

インストラクション

今回は、32GBのSDカードにArchlinuxをインストールし、そのうえでKVMサポートのqemuを動かし、ゲストOSのubuntuをインストーラからインストールいたします。

※2020/9/5追記
ArchlinuxをSSD/HDDでUSB bootしたい場合は、以下を参考にしてください。
Archlinux 64bit Raspberry pi 4でUSB bootするまで(MBRディスクのみ)

Arch linuxのインストール

他のRaspberry pi向けディストリビューションと違い、インストーラがありません。OSイメージのtarballを展開してインストールし
ます。まずは、SDカードのパーティションを作ります。ここでは、linux PCを使用します。

まずはArchlinux rpi aarch64のtarballを取得します。

$ wget http://sg.mirror.archlinuxarm.org/os/ArchLinuxARM-rpi-aarch64-latest.tar.gz

linux PCにSDカードを認識させると、デバイスが割り当てられます。ここでは、/dev/sdbに割り当てられたとします。まずは、/dev/sdbに以下のパーティションを作成します。パーティションの作成方法はこちらを参考にしてください。ここからはスーパーユーザで実行します。

# fdisk /dev/sdb

次に作成したパーティションをフォーマットします。

# mkfs.vfat /dev/sdb1
# mkfs.ext4 /dev/sdb2

/mntにマウントします。

# mount /dev/sdb2 /mnt
# cd /mnt
# mkdir boot
# mount /dev/sdb1 boot

tarballを/mntに展開します。bsdtarの展開時にpオプションを必ずつけてください。

# cd <tarballをダウンロードしたディレクトリ>
# bsdtar xpf ArchLinuxARM-rpi-aarch64-latest.tar.gz -C /mnt

展開が終わったら、fstabをいじります。

# cd /mnt/etc
# vi fstab

fstab(before)

# Static information about the filesystems.
# See fstab(5) for details.

# <file system> <dir> <type> <options> <dump> <pass>
/dev/mmcblk0p1  /boot   vfat    defaults        0       0

fstab(after)

# Static information about the filesystems.
# See fstab(5) for details.

# <file system> <dir> <type> <options> <dump> <pass>
/dev/mmcblk1p1  /boot   vfat    defaults        0       0
/dev/mmcblk1p2  /       ext4    defaults        0       0

特に注意すべきは、デバイス名がmmcblk0ではなくmmcblk1に変えることです。
アンマウントします。

# cd /
# umount /mnt/boot /mnt

これでSDカードの準備ができました。取り出してRaspberry Pi 4にさします。

Windows10 WOAのインストールISOの取得

一旦Raspberry Pi 4は置いておいて、Windows10 WOAのインストールISOを作成します。
ここからはしばらくWindows PCを使用します。まずWindows PCで以下のページにアクセスします。
UUP dump

ここは、これまでのwindows10のバージョンの保管庫のようなところです。案内に従って自分の目的に合うバージョンを選択してください。2020/8/24現在でLatest,ARM64,Japaneseを選択して、出てくるDownload methodの選択肢でDownload and convert to ISOを選択してください。zipファイルがダウンロードされるので、空き容量の多い場所に作業フォルダを作成してzipファイルを展開してください。展開した中のuup_download_windows.cmdファイルを実行します。PowerShellを開いて、作業フォルダに移動し、以下のように実行します。

> .\uup_download_windows.cmd

実行に１時間ほどかかります。終了すると、同じフォルダにISOファイルができています。あとは、あとでRaspberry Pi 4にscpなどで転送すればWindows PCでの作業は終了します。

Raspberry Pi 4の環境設定

やっとRaspberry Pi 4の設定に入ります。作成したSDカードをRaspberry Pi 4に装着して電源を入れると、Archlinuxが立ち上がり、ログインプロンプトが出ます。
login: alarm
passwd: alarm
でログインしてください。
しばらくはルートの作業になるので、ルートになってください。まだsudoもありません。

$ su -

ルートのパスワードはrootになっています。
まずはpacmanイネーブルです。

# pacman-key --init
# pacman-key --populate archlinuxarm
# pacman-key --refresh-keys

最後のコマンドはエラーになる場合もありますが、大丈夫なようです。
システムをアップデートします。

# pacman -Syu

ロケール等設定します。

# vi /etc/locale.gen

ja_JP.UTF-8 UTF-8
の行の#を取り除き、有効化します。

# locale-gen
# vi /etc/locale.conf

LANG=ja_JP.UTF-8
に変更します。

# localectl set-locale LANG=ja_JP.UTF-8

タイムゾーンの設定をします。

# timedatectl set-timezone Asia/Tokyo
# timedatectl status

確認します。
ローカルタイムに設定します。

# timedatectl set-local-rtc true

次に作業ユーザを追加します。ここではpiにします。

# useradd -m -s /bin/bash pi
# passwd pi

sudoをインストールします。

# pacman -S sudo
# visudo

%wheel ALL=(ALL) ALL
の行をコメント#を外す
wheelグループに追加

# usermod -aG wheel pi

これで基本設定は終了です。ログアウトしてpiで入り直します。

ここからはpiのユーザで作業をします。
まずKVMが立ち上がっていることを確認します。

$ dmesg | egrep -i kvm
[    2.923459] kvm [1]: IPA Size Limit: 44bits
[    2.924778] kvm [1]: vgic interrupt IRQ1
[    2.925005] kvm [1]: Hyp mode initialized successfully

wgetとqemuをインストールします。

$ sudo pacman -S qemu wget

確認をします。

$ qemu-system-aarch64 --version
QEMU emulator version 5.1.0
Copyright (c) 2003-2020 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers

ここからはworkディレクトリで作業をします。

$ mkdir work
$ cd work

まずはWindows PCで作成したWindowsインストールISOファイルを転送してきて、win10.isoというファイル名でworkに入れます。
次にefiとディスクドライバのファイルをダウンロードします。

$ wget http://45.76.81.249/Pinebook64/pinebook-pro/QEMU_EFI.img
$ wget https://fedorapeople.org/groups/virt/virtio-win/direct-downloads/archive-virtio/virtio-win-0.1.173-2/virtio-win-0.1.173.iso

次にインストール先のディスクイメージを作成します。

$ qemu-img create -f qcow2 disk.img 20G

最後にインストールスクリプトを作成します。

install.sh

#!/bin/bash
export QEMU_AUDIO_DRV=pa

qemu-system-aarch64 \
-cpu host \
-enable-kvm \
-M virt-2.12 \
-smp 2 \
-m 2G \
-bios QEMU_EFI.img \
-device ramfb \
-device ich9-usb-ehci1 \
-device usb-kbd \
-device usb-mouse \
-device usb-storage,drive=windows \
-drive if=none,id=windows,media=cdrom,file=win10.iso \
-device usb-storage,drive=drivers \
-drive if=none,id=drivers,media=cdrom,file=virtio-win-0.1.173.iso \
-device virtio-blk,drive=system -vnc :1 \
-drive if=none,id=system,format=qcow2,file=disk.img

実行してください。

$ chmod +x install.sh
$ ./install.sh

起動したらすぐ、VNC viewerｗ起動し、
<Raspberry Pi 4アドレス>:1
にアクセスしてください。BIOS画面が立ち上がっているはずです。
すぐに何かキーを押すとインストールが開始します。
あとは、Windows10のインストールに従っていけばよいのですが、インストール場所の指定の時にインストール先が無いので、面食らいます。その場合は、

ドライバの読み込み→参照→ドライブD:ARM64\w10→次へ

でディスクが見えるようになり、ディスクを選択して、新規(E)を押すとディスクパーティションが切られて、インストール先ができます。

以上、なかなか長い道のりですが、一度試してみてください。思ったよりサクサク動いて、KVMの威力が分かります。

Raspberry pi 4とArchlinux 64bitとKVMとqemuでWindows10 WOAを動かす

初めに