Raspberry Pi 4B的Linux游记（一）：Ubuntu Server 19.10系统的安装、配置和优化

为什么选择ubuntu？

刚拿到树莓派时，我和很多萌新一样选择了Raspbian作为入门系统，但是在使用过程中，我无法适应它——Raspbian采用64位的内核，但是其用户域是32位的——但是我入手的树莓派是4GiB RAM版本的，这就意味着我无法获取全部的内存控制权
这件事直接导致Visual Studio Code无法使用remote-ssh插件登录树莓派
截至本文写作日期（2020年2月22日），目前已知的拥有64位用户域的、基于GNU/Linux树莓派操作系统列表如下：

• Gentoo(unofficial)
• Ubuntu Server
• Kail Linux
• openfans(unofficial)
• Arch Linux（not sure）
• manjaro ARM

最后，基于个人使用习惯，我选择安装Ubuntu Server 19.10

系统安装和配置

镜像烧录

可以使用各种镜像烧录工具将img文件烧录至SD卡，例如Rufus、Win32ImageWriter等，这一步同Raspbian并无任何区别

固件配置

烧录好的SD卡第一分区为FAT32格式，其中包含了固件的启动设置，以及第一次启动时需要执行的任务，这些任务以无后缀的yaml文件给出

关于config.txt

该文件规定了固件的启动行为，可以参考这里，但是不同于Raspbian的是，不要随意修改该文件的默认内容，而是应该在usercfg.txt中添加用户自定义的配置
根据config.txt的说明，后来的配置将会覆盖新的配置，而usercfg.txt由config.txt包含于文件末尾，保证了用户配置总能覆盖默认配置
默认情况下，Ubuntu启动时是禁止蓝牙模块的，但是可以在usercfg.txt中添加include btcfg.txt以覆盖默认配置

Headless Setup

同Raspbian，Ubuntu Server也支持无键鼠、无显示的无头配置，只是比Raspbian略微复杂——将烧录好的SD卡连接到PC，挂载第一分区，可以看到几个无后缀的yaml文件：

1. user-data
   该文件是用于cloud-init的配置文件，其中规定了默认的用户名和密码都是ubuntu，如有需要可以根据文件说明修改
   值得一提的是，这个文件规定了可以使用密码验证登录SSH，这对SSH启动是极为重要的
2. network-config
   这里是网络配置文件，在Ubuntu中默认使用netplan进行网络管理，这个文件就是第一次启动时netplan读取和执行的配置，关于该文件的编写，可以参考这里，不论使用以太网还是Wi-Fi，都可以直接在这里设置静态IP，方便开机后直接访问

开机之后的配置

1. 修改软件源
   切换目录到/etc/apt/，对原有的sources.list文件进行备份后（使用cp命令），使用sed命令一键替换：

   sudo sed -i 's/http://ports.ubuntu.com/mirrors.ustc.edu.cn/g' /etc/apt/sources.list
   

   更新软件缓存即可：

   sudo apt update
   

2. 设置时区

   sudo timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
   

   这条命令将时区设置为上海，即东八区时间，set-timezone后的参数应该是continent/city
3. 安装zsh和oh-my-zsh

   # installed zsh
   sudo apt install zsh -y
   
   # get oh-my-zsh
   sh -c "$(wget https://raw.github.com/robbyrussell/oh-my-zsh/master/tools/install.sh -O -)"
   

   安装好以后，需要使用chsh命令切换默认shell，如果oh-my-zsh没有自动拷贝.zshrc文件，也需要我们自行拷贝

   # change the default shell
   chsh -s /bin/zsh
   
   # use the template .zshrc from oh-my-zsh
   cp ~/.oh-my-zsh/templates/zshrc.zsh-template ~/.zshrc
   source ~/.zshrc
   

   关于zsh的美化和自定义，这里不再赘述
4. 移除MOTD欢迎信息
   可能有些人觉得MOTD（Message of the Day）比较烦，这个功能也是可选关闭的
   找到/etc/default/motd-news文件，将其中ENABLED项改为0即可
5. 解决登录时显示Failed to connect to https://changelogs.ubuntu.com/meta-release-lts....问题
   参考这里

至此，树莓派4B上的安装流程结束，请好好体验吧~！

Bugs

Ubuntu 19.10 for RPI4存在一些使用上的bug，Canonical官方声明将在未来几个月内逐一修复，但是其中最影响使用的bug当属USB3.0接口的bug：
按照官方blog的说法，在内存为4GB的树莓派4B上，使用USB端口将会引发内核崩溃，现在暂行的解决方法是，在usercfg.txt中限制开机后可用内存，使用total_mem=3072这条语句可以将开机后的内存限制到3GB，以此规避USB端口引发的崩溃问题

但是，经过本人测试，该bug的行为与官方叙述有些许出入，具体表现为：

1. 在不限制内存，即不使用上述语句的情况下，USB2.0端口依然可用
2. 在限制过内存的情况下，USB3.0端口依然会引起内核崩溃

所以在目前内核版本为5.3.0-1018-rasp2的情况下，只能暂时停止使用USB3.0端口以等待官方修复

---

下一篇文章将介绍树莓派蓝牙模块的使用