はじめに
Raspberry Pi で Ubuntu を使いたい時，まず思いつくのは Raspberry Pi 3 Model B で使える Ubuntu MATE だと思います．
しかしながら，Raspberry Pi 3 Model B+ では Ubuntu MATE は使えないようです．
3B+で ROS Kinetic を使いたい際に，どうしたら良いのか調べてみたら，Ubuntu Server なら3B+で使えるという記事がいくつかあったので，それらを参考にしてイメージを用意する手順をまとめてみました．
作業した環境
- Ubuntu 16.04.5 LTS
- microSDカードリーダーライター
手順
1. Raspberry Pi 2用のイメージをダウンロード
cdimages.ubuntu.com から ubuntu-16.04.4-preinstalled-server-armhf+raspi2.img.xz をダウンロードする
2. Etcher や dd コマンドを使ってSDカードにイメージを焼く（どちらかで焼いて下さい）
Validated Flashing, Hard Drive Friendly, Beautiful Interface, Open Source, Cross Platform, More on the way
Etcherという，イメージを焼くのに適したソフトがあります．
使い方は難しくありません．xzを解凍する必要はありません．
1. Select image で 落としたイメージを選択します．
2. Select drive で PCに挿したSDカードを選択します．
3. Flash! でパスワードを要求されるので入力します．
- dd コマンド
-
イメージを解凍する
cd [イメージがあるディレクトリ]
unxz ubuntu-16.04.4-preinstalled-server-armhf+raspi2.img.xz
-
イメージを焼く
dd bs=4M if=ubuntu-16.04.4-preinstalled-server-armhf+raspi2.img of=/dev/sdX status=progress conv=fsync
sdX は環境に合わせて変えてください．
3. disk 拡張の準備をする
sudo fdisk /dev/sdb
/dev/*** は環境に合わせて変えてください．
p # sdb2 の Start の値 をメモしておいてください．
d # delete
2 # 2番目を選択
p
n # new
p # Primary
2
270336 # sdb2 の Start の値
[Enter Key]
p
w # 保存して終了
起動後にresize2fs /dev/mmcblk0p2を行う
4. raspberrypi/firmware をクローンする
git clone https://github.com/raspberrypi/firmware.git
5. クローンしたリポジトリの一部をSDカードの指定の位置へコピーする（上書き）
SDカードをPCが認識していない時は抜き差ししてみてください．
SDカードは以下のように見えていると思います．
/media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs
/media/[ユーザ名]/system-boot
余談 ：
本当はMac OSでイメージを作成したかったけど，cloudimg-rootfs がマウントできていないみたいだった．VMWare Fusion上のUbuntuでは見えた．
sudo cp -rip [クローンしたfirmware]/boot/* /media/[ユーザ名]/system-boot/
sudo cp -rip [クローンしたfirmware]/modules/* /media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs/lib/modules/
- cp のオプション
- r : 再帰的にコピー（ディレクトリ）
- i : 上書きを確認
- p : パーミッションなどを保持
i オプションは念のため．cp: overwrite ~ ? は Enter key で実行．
6. system-boot 内の config.txt を修正する
sudo nano /media/[ユーザ名]/system-boot/config.txt
おそらく，5~6行目くらいに
kernel=uboot.bin
device_tree_address=0x02000000
という行があるので，kernel=uboot.binを消すかコメントアウトして
device_tree_address=0x02000000
となるようにする．
7. flash-kerne/db/all.dbへ追記する
sudo nano /media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs/usr/share/flash-kernel/db/all.db
下記の内容を一番下へ追記する．
Machine: Raspberry Pi 3 Model B Rev 1.2
Kernel-Flavors: rpi2 rpi2-rpfv
DTB-Id: bcm2710-rpi-3-b.dtb
Boot-Kernel-Path: kernel7.img
Boot-DTB-Path: bcm2710-rpi-3-b.dtb
Boot-Device: /dev/mmcblk0p1
Machine: Raspberry Pi 3 Model B Plus Rev 1.3
Kernel-Flavors: rpi2 rpi2-rpfv
DTB-Id: bcm2710-rpi-3-b-plus.dtb
Boot-Kernel-Path: kernel7.img
Boot-DTB-Path: bcm2710-rpi-3-b-plus.dtb
Boot-Device: /dev/mmcblk0p1
8. boot を整理する
cd /media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs/boot/
sudo rm -rf v* r* i* g* c* a* S* firmware.bak/
9. オンボードの無線LANを使えるようにする
cd /media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs/lib/firmware/brcm/
sudo wget https://github.com/RPi-Distro/firmware-nonfree/raw/master/brcm/brcmfmac43455-sdio.bin https://github.com/RPi-Distro/firmware-nonfree/raw/master/brcm/brcmfmac43455-sdio.clm_blob https://github.com/RPi-Distro/firmware-nonfree/raw/master/brcm/brcmfmac43455-sdio.txt
10. root のパスワードを初期化する
sudo nano /media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs/etc/shadow
1行目の
root:*:17590:0:99999:7:::
を
root::17590:0:99999:7:::
へ書き換える．
11. A start job is running for raise network interfaces 対策
これをしないかつ，有線LANが刺さってない場合は5min待たされる．
rm /media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs/etc/systemd/system/network-online.target.wants/systemd-networkd-wait-online
mv /media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs/etc/systemd/system/cloud-init.target.wants /media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs/root/
sudo nano /media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs/etc/network/interfaces.d/eth0
allow-hotplug eth0
iface eth0 inet dhcp
下は無線LANのNIC起動
sudo nano /media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs/etc/network/interfaces.d/wlan0
auto wlan0
iface wlan0 inet dhcp
interfaces に interfaces.d の設定を読み込む設定を書く
sudo nano /etc/network/interfaces
source-directory /etc/network/interfaces.d/
メモ :
auto eth0 だと、ブート時にネットワーク接続を確認し始めるため，接続されてないと 5min wait... になります．
5min は(/media/[ユーザ名]/cloudimg-rootfs)/etc/systemd/system/network-online.targets.wants/networking.service で指定されています．このファイルの TimeoutStartSec=5min を TimeoutStartSec=5sec に書き換えれば 5秒 wait で済みますが，ブート後，sudo service networking status とか見ると error が出る可能性があります．
allow-hotplug eth0 にすると、有線が刺さしたときに接続を確認するらしいので，auto でなく allow-hotplug を使うと wait... がなくなり error も出ないはずです．
12. GPUファームウェアを更新
raspberrypi-firmware から新しそうなブートローダーをダウンロードしてください．
wget http://archive.raspberrypi.org/debian/pool/main/r/raspberrypi-firmware/raspberrypi-bootloader_1.20180703-1_armhf.deb
mkdir pi-bootloader
dpkg-deb -x raspberrypi-bootloader_1.20180703-1_armhf.deb pi-bootloader
cp -p pi-bootloader/boot/* /media/[ユーザ名]/system-boot/
ここまでで起動はできるはずです．
Raspberry Pi 3 Model B+ に SDカードを挿して，モニタ・電源・キーボードを接続しましょう．
電源を入れる前に モニタ へ接続しましょう．
電源を入れてからモニタを接続しても出力されません．
ログイン【起動後】
ubuntu login:
と出たら
root
と打ちましょう．
root のパスワード設定【起動後】
passwd root
root にパスワードを設定してあげてください．
ディスク拡張【起動後】
resize2fs /dev/mmcblk0p2
前後で df -h すると違いがわかるかも．
ユーザ作成 と sudo へ追加【起動後】
adduser [ユーザ名]
gpasswd -a [ユーザ名] sudo
ROSを使う人は pi とかにしておくと幸せかもしれない．
ホスト名解決【起動後】
これをせずに，ユーザを作成した後に sudo を使うと
sudo: unable to resolve host
みたいのが毎回出ます．
sudo nano /etc/hosts
へ
127.0.1.1 ubuntu
を追記してください．
Ubuntuの無線LANの電源管理をオフにする【起動後】
sudo apt install wireless-tools
sudo nano /etc/rc.local
に以下を追記してください．
sbin/iwconfig wlan0 power off
Ubuntu16.04 の IP固定【起動後】
もし起動後すぐ ssh で作業したい場合は 11. で interfaces.d のファイルを作成した時に固定しよう．
allow-hotplug eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.x.x
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.x.1
dns-nameservers 8.8.8.8 192.168.x.1
Ubuntu16.04 の無線LAN設定【起動後】
sudo apt install wpasupplicant
su -
wpa_passphrase [ESS-ID] [PASSPHRASE] > /etc/wpa_supplicant/hoge.conf
もしネットワークがステルスAPだったら
sudo nano /etc/wpa_supplicant/hoge.conf
に
scan_ssid=1
を追記する．
sudo nano /etc/network/interfaces.d/wlan0
auto wlan0
iface wlan0 inet dhcp
wpa-conf /etc/wpa_supplicant/hoge.conf
を追記したら再起動しましょう．
service ssh status で鍵関係で怒られた場合
sudo dpkg-reconfigure openssh-server
ssh_config と sshd_config
クライアントがssh，サーバーがsshd
アクセスされるポートを変更したい場合は sshd_config をいじる．
NICの状態を確認するコマンド
sudo lshw -c network
Mac OS での image のバックアップ方法
- バックアップ
sudo dd if=/dev/rdiskX of=bk.img bs=1m
- xzに圧縮
tar Jcvf output.tar.xz input.img
まとめ
Raspberry Pi 3 Model B+ で Ubuntu を使いたい状況に陥ったので，動いてよかったです．
もし誤った情報を記載していたらコメントいただけると幸いです．
