KingJim XMC10 への Ubuntu 18.04.2 の導入についての tweet の纏め

/home, /var, /usr/share 等のディレクトリ領域の移動

現状では、XMC10 に導入した Ubuntu 18.04.2 の root partition の容量は、最大でも 8GB 程度しか無く、今後大量のソフトウェア及びデータを格納する際は非常に不便を強いられる事が予想されます。

そこで、 Ubuntu 18.04.2 環境を構成するファイルのうち、以下に示すディレクトリ (以下ディレクトリ /var 等) の内容を、前述した XMC10 の SD スロットに増設した microSDXC メモリ (容量 512GB, 以下増設 microSD) に移動しました。

• /var
• /home
• /usr/local
• /usr/src
• /usr/share

先ず、増設 microSD 上にパーティションを切り、パーティション内に ext4 ファイルシステムを作成しました。今回は、増設 microSD の領域全体で１個のパーティションと ext4 ファイルシステムを作成しました。

次に、 XMC10 上の Ubuntu 18.04.2 環境をリカバリモードで起動して、増設 microSD 上に作成した ext4 ファイルシステム領域を適当なディレクトリにマウントしました。

そして、ディレクトリ /var 等の内容を増設 microSD 領域をマウントしたディレクトリに移動した後、移動先のディレクトリを mount --bind ... を用いてルートディレクトリ上に予め作成したディレクトリ /var 等にバインドしました

最後に、ファイルシステムのマウントに関する設定ファイル /etc/fstab の末尾に後述で示す内容を追記し、 XMC10 を再起動しました。

...(略)...
# なお、ここで <UUID of ext4> は、増設 microSD 上に作成した ext4 ファイルシステムの UUID を、
# /mnt/extend は、増設 microSD 上に作成した ext4 ファイルシステムのマウント先のディレクトリを示す。

UUID=<UUID of ext4>      /mnt/extend    ext4  rw,error=remount-ro 0 1
/mnt/extend/home         /home          none  bind                0 0
/mnt/extend/var          /var           none  bind                0 0
/mnt/extend/usr/local    /usr/local     none  bind                0 0
/mnt/extend/usr/src      /usr/src       none  bind                0 0
/mnt/extend/usr/share    /usr/share     none  bind                0 0
...(略)...

以上の設定により、 XMC10 上の Ubuntu 18.04.2 環境において、増設 microSD にディレクトリ /var 等の領域を移動させることが可能となりました。

ハイバーネーション機能の有効化

XMC10 上に導入した Ubuntu 18.04.2 環境において、現時点において、サスペンド機能が正常に動作しない問題が発生しています。

そこで、 XMC10 上の Ubuntu 18.04.2 環境において、サスペンド機能に代えて、ハイバーネーション機能の使用を検討します。

Swap 領域の確保

先ず、ハイバーネーション機能を有効化するために、ハイバーネーション時に内蔵メモリの内容を格納するための Swap 領域の確保を行います。

本稿では、前述した増設 microSD 領域に loopback file を作成することにより、 Swap 領域を確保します。

なお本稿では、 Swap 領域のサイズを XMC10 の内蔵メモリの容量の２〜４倍の 4GB から 8GB 程度確保するものとします。

先ずは、以下のコマンドを実行して Swap 領域を作成と有効化を行います。

  $ fallocate -l 8G /mnt/extend/swap.disk
  $ sudo -s
  # chown root.root /mnt/extend/swap.disk
  # chmod 600 /mnt/extend/swap.disk
  # mkswap /mnt/extend/swap.disk
  # swapoff -a
  # swapon /mnt/extend/swap.disk
  #

(ここに、ディレクトリ /mnt/extend は増設 microSD 領域のマウント先であり、ファイル /mnt/extend/swap.disk は Swap 領域として使用する増設 microSD 領域上に作成した loopback file である。以下同様。)

以上により、 Swap 領域が有効化されました。ここで、 XMC10 の起動時に Swap 領域を有効にするには、設定ファイル /etc/fstab に以下の設定を追記します。

...(略)...
UUID=<UUID of ext4>      /mnt/extend    ext4  rw,error=remount-ro 0 1
# 以下の設定を追記する。
/mnt/extend/swap.disk    none           swap  loop,sw             0 0
# 以下の設定は、前述した増設 microSD 領域に関する設定。
/mnt/extend/home         /home          none  bind                0 0
/mnt/extend/var          /var           none  bind                0 0
/mnt/extend/usr/local    /usr/local     none  bind                0 0
/mnt/extend/usr/src      /usr/src       none  bind                0 0
/mnt/extend/usr/share    /usr/share     none  bind                0 0
...(略)...

以上の設定の後、XMC10 を再起動する事により、 XMC10 上の Ubuntu 18.04.2 環境の起動時に Swap 領域を有効にすることが出来ました。

ハイバーネーション機能の設定

Ubuntu 18.04.2 において、ハイバーネーション機能を有効にするには、 Linux カーネルのパラメータの resume=... を指定する必要があります。

また、本稿では、 Swap 領域に増設 microSD 領域の loopback file を指定しているので、パラメータ resume= に加え、パラメータ resume_offset=... を指定する必要があります。

ここに、 パラメータ resume=... には、 Swap 領域として使用する loopback file が置かれている増設 microSD のデバイス名を UUID で指定します。

また、 パラメータ resume_offset=... には、 Swap 領域として使用する loopback file の増設 microSD のデバイス上での開始物理アドレスを指定します。

ここで、Swap 領域として使用する loopback file の増設 microSD のデバイス上での開始物理アドレスは、パッケージ uswsusp に含まれるコマンド swap-offset を用いて以下のようにして取得することが出来ます。

  $ sudo -s
  # swap-offset /mnt/extend/swap.disk
  resume offset = 9999999
  #

(本稿では、 loopback file の増設 microSD のデバイス上での開始物理アドレスを 9999999 とする。以下同様。)

以上の Swap 領域についての設定値を設定ファイル /etc/default/grub に以下のように記述します。

...(略)...
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet resume=UUID=<UUID of ext4> resume_offset=9999999"
...(略)...

また、設定ファイル /etc/initramfs-tools/conf.d/resume にも同様に以下のように上記の設定を記述します。

resume=UUID=<UUID of ext4> resume_offset=9999999

以上の設定を記述した後、以下のコマンドを実行して設定を有効化します。

  $ sudo -s
  # update-grub
  ...(略)...
  # update-initramfs -k all -u
  …(略)…
  #

そして、各種デスクトップ環境のログアウトメニューからハイバーネーション機能を動作させる為には、設定ファイル /etc/polkit-1/localauthority/50-local.d/com.ubuntu.enable-hibernate.pkla を以下の内容で作成します。

[Re-enable hibernate by default in upower]
Identity=unix-user:*
Action=org.freedesktop.upower.hibernate
ResultActive=yes

[Re-enable hibernate by default in logind]
Identity=unix-user:*
Action=org.freedesktop.login1.hibernate;org.freedesktop.login1.handle-hibernate-key;org.freedesktop.login1;org.freedesktop.login1.hibernate-multiple-sessions;org.freedesktop.login1.hibernate-ignore-inhibit
ResultActive=yes

以上の設定を行った後、 XMC10 を再起動することにより、 XMC10 上の Ubuntu 18.04.2 環境において、ハイバーネーション機能が有効化されました。

ハイバーネーション機能に関する追加の設定

ハイバーネーション復帰後のスクリプトの実行

XMC10 上の Ubuntu 18.04.2 において、ハイバーネーション機能から復帰した際に、無線 LAN の接続が切断された状態で回復しない問題が発生しています。

この問題は、 XMC10 の内蔵無線 LAN デバイスドライバのカーネルモジュールである r8723bs を一旦 Linux カーネルから削除し、再度 Linux カーネルに導入する事により回避する事が出来ます。

上記のカーネルモジュール r8723bs の再導入を XMC10 のハイバーネーションの復帰時に自動で行なうには、ハイバーネーションの復帰時にカーネルモジュール r8723bs の再導入を行なうシェルスクリプトの起動を行うように systemd の設定を修正する必要があります。

先ずは、 systemd の設定ファイルである /etc/systemd/system/wifi-resume.service を以下の内容で作成します。

[Unit]
Description=Restart networkmanager at resume
After=suspend.target
After=hibernate.target
After=hybrid-sleep.target

[Service]
User=root
Type=forking
ExecStart=/etc/systemd/wifi-resume.sh

[Install]
WantedBy=suspend.target
WantedBy=hibernate.target
WantedBy=hybrid-sleep.target

そして、設定ファイル /etc/systemd/system/wifi-resume.service の所有者と権限を以下のように設定します。

  $ sudo -s
  # chown root.root /etc/systemd/system/wifi-resume.service
  # chmod 0644 /etc/systemd/system/wifi-resume.service

次に、カーネルモジュール r8723bs の再導入を行なうシェルスクリプトである /etc/systemd/wifi-resume.sh を以下の内容で作成します。

#!/bin/sh

/sbin/rmmod r8723bs
/sbin/modprobe r8723bs

/bin/systemctl restart network-manager.service

そして、シェルスクリプト /etc/systemd/wifi-resume.sh の所有者と権限を以下のように設定します。

  $ sudo -s
  # chown root.root /etc/systemd/wifi-resume.sh
  # chmod 0755 /etc/systemd/wifi-resume.sh
  # chmod +s /etc/systemd/wifi-resume.sh

以上の設定を行なった上で、以下のコマンドを実行すると、ハイバーネーションからの復帰時にカーネルモジュール r8723bs の再導入を行う設定が有効となります。

  $ sudo -s
  # systemctl enable wifi-resume
  #

ハイバーネーション機能の高速化

ハイバーネーション機能の制御において、ファイル /sys/power/image_size には、 Swap 領域に内蔵メモリの内容を書き出すためのイメージの上限のサイズが非負の整数を示す文字列として書かれています。

即ち、 XMC10 上の Ubuntu 18.04.2 においてハイバーネーション機能の高速化を図りたい場合は、以下のようにしてファイル /sys/power/image_size に、 XMC10 の内蔵メモリの容量を示す整数 2147483648 を書き出せば良いことが判ります。

  $ sudo -s
  # echo 2147483648 > /sys/power/image_size
  #

以上の設定を、 XMC10 上の Ubuntu 18.04.2 の起動時に自動的に行うには、 Ubuntu 18.04.2 の起動時に、ファイル /sys/power/image_size に、整数 2147483648 を書き出すシェルスクリプトの起動を行うように systemd の設定を修正する必要があります。

先ずは、 systemd の設定ファイルである /etc/systemd/system/sys-power-image-size.service を以下の内容で作成します。

[Unit]
Description=Setup hibernate image size
After=multi-user.target
After=graphical.target

[Service]
User=root
Type=forking
ExecStart=/etc/systemd/sys-power-image-size.sh

[Install]
WantedBy=multi-user.target
WantedBy=graphical.target

そして、設定ファイル /etc/systemd/system/sys-power-image-size.service の所有者と権限を以下のように設定します。

  $ sudo -s
  # chown root.root /etc/systemd/system/sys-power-image-size.service
  # chmod 0644 /etc/systemd/system/sys-power-image-size.service

次に、ファイル /sys/power/image_size に、整数 2147483648 を書き出すシェルスクリプトである /etc/systemd/sys-power-image-size.sh を以下の内容で作成します。

#!/bin/sh

/bin/echo 2147483648 > /sys/power/image_size

そして、シェルスクリプト /etc/systemd/sys-power-image-size.sh の所有者と権限を以下のように設定します。

  $ sudo -s
  # chown root.root /etc/systemd/sys-power-image-size.sh
  # chmod 0755 /etc/systemd/sys-power-image-size.sh
  # chmod +s /etc/systemd/sys-power-image-size.sh

以上の設定を行なった上で、以下のコマンドを実行すると、 Ubuntu 18.04.2 の起動時に、ファイル /sys/power/image_size に、整数 2147483648 を書き出す設定が有効となり、ハイバーネーション機能の高速化が有効になります。

  $ sudo -s
  # systemctl enable sys-power-image-size
  #

日本語環境の導入

XMC10 への Ubuntu 18.04.2 を導入後、日本語フォント及び日本語入力メソッドの導入等の日本語環境の導入に関しては、 拙稿 "Debian noroot 環境で日本語環境を導入する" による手法を適用することが出来ます。

LXDE の導入

現在、 XMC10 に導入した Ubuntu 18.04.2 には、軽量なデスクトップ環境である LXDE を導入しています。

デスクトップ環境 LXDE を導入することにより、軽量で快適なデスクトップ環境を実現することが出来ます。

Wayland の無効化

XMC10 上の Ubuntu 18.04.2 環境において、 Wayland が有効な状態になっていると、デスクトップ環境の描画速度が著しく低下する問題が発生します。

この場合は、設定ファイル /etc/gdm3/custom.conf を以下のように修正して Wayland を無効化します。

...(略)...
[daemon]
# Uncoment the line below to force the login screen to use Xorg
# 以下の WaylandEnale=false が記述されている行のコメントアウトを外す。
WaylandEnable=false
...(略)...

この togetter の纏めについて

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