Windows環境でのVirtualBoxとFreeBSD仮想マシンのセットアップ

ステップ3：ゲストOS環境の構築（3章）
  Guest Additions による統合 ＋ ロケールと日本語フォントの設定
  ─────────────────────────────────────────
ステップ2：仮想マシンの作成と FreeBSD のインストール（2章）
  VBoxManage による仮想マシンの構成 ＋ bsdinstall による無人インストール
  ─────────────────────────────────────────
ステップ1：VirtualBox のインストール（1章）
  winget による VirtualBox のインストール
  ─────────────────────────────────────────

1. ステップ1：VirtualBox のインストール

1.1 インストール

管理者権限でコマンドプロンプトを起動する （手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。

次のコマンドを実行する。Extension Pack は VirtualBox 本体と同一バージョンのものを取得する。

REM VirtualBox をシステム領域にインストール
winget install --scope machine --id Oracle.VirtualBox -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements

REM VBoxManage のパス設定（システム環境変数に永続化）
powershell -NoProfile -Command "$p='C:\Program Files\Oracle\VirtualBox'; $c=[Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','Machine'); if((Test-Path $p) -and $c -notlike \"*$p*\"){[Environment]::SetEnvironmentVariable('Path',\"$p;$c\",'Machine')}"

REM 現在のセッションにも反映
set "PATH=C:\Program Files\Oracle\VirtualBox;%PATH%"

REM VirtualBox Extension Pack をインストール（本体と同一バージョンを取得）
for /f "tokens=1 delims=r" %a in ('VBoxManage --version') do set "VBOX_VER=%a"
set "EXTPACK_URL=https://download.virtualbox.org/virtualbox/%VBOX_VER%/Oracle_VirtualBox_Extension_Pack-%VBOX_VER%.vbox-extpack"
set "EXTPACK_FILE=%TEMP%\Oracle_VirtualBox_Extension_Pack-%VBOX_VER%.vbox-extpack"
curl -fL --retry 3 -o "%EXTPACK_FILE%" "%EXTPACK_URL%"
echo y | VBoxManage extpack install --replace "%EXTPACK_FILE%"
del "%EXTPACK_FILE%"

上記はコマンドプロンプトに直接入力する形式である。バッチファイル（.bat）に保存して実行する場合は、for の変数を %a や %i から %%a、%%i に書き換える。echo y は Extension Pack のライセンス条項（PUEL）への同意に対する応答である。

1.2 インストールの確認

• VirtualBox 本体の確認

  <バージョン>r<リビジョン> の形式で表示されれば、本体がインストールされ、パスも通っている。

  VBoxManage --version

  

• Extension Pack の確認

  インストール済みの拡張パック一覧が表示される。Usable が true であれば利用可能である。

  VBoxManage list extpacks

  

2. ステップ2：仮想マシンの作成と FreeBSD のインストール

VBoxManageのオプションでCPU・メモリ・ストレージ・ネットワークなどを設定し、FreeBSD仮想マシンを作成する。FreeBSDのインストールには、installerconfigを含むカスタムISOを用いる。

2.1 VBoxManage modifyvm 主要オプション

2.2 ストレージ構成とネットワーク構成

仮想マシン
├── SATA Controller（IntelAhci）
│   └── Port 0: 仮想HDD（20GB, VDI形式）→ ゲストからは ada0 として見える
└── IDE Controller（PIIX4）
    └── Port 0: DVDドライブ（FreeBSD カスタムISO → 空）

ネットワークはNATモードとし、ホストのポート2222をゲストのポート22（SSH）に転送する。ホストからの操作はこのSSH接続を通して行う。NICは 82540EM を指定するため、ゲストからは em0 として見える。

2.3 installerconfig の作成

bsdinstallが参照する無人インストール用スクリプト（installerconfig）を作成する。以下の内容を %USERPROFILE%\VirtualBox VMs\ISO\installerconfig として保存する。

PARTITIONS="ada0 gpt"
DISTRIBUTIONS="kernel.txz base.txz"

#!/bin/sh

# ネットワーク設定
sysrc ifconfig_em0="DHCP"
sysrc sshd_enable="YES"
dhclient em0

# タイムゾーン設定（ハードウェアクロックは UTC に設定している）
cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Tokyo /etc/localtime

# ユーザー作成（wheel グループへ所属、-h 0 で標準入力からパスワードを設定）
echo "changeme" | pw useradd -n myuser -m -G wheel -s /bin/sh -h 0

# SSH の root ログインを無効化
sed -i "" 's/^#*PermitRootLogin.*/PermitRootLogin no/' /etc/ssh/sshd_config

# pkg の初期化
env ASSUME_ALWAYS_YES=YES pkg bootstrap -f

# sudo のインストールと wheel グループへの権限付与（パスワード入力不要）
env ASSUME_ALWAYS_YES=YES pkg install -y sudo
echo '%wheel ALL=(ALL:ALL) NOPASSWD: ALL' > /usr/local/etc/sudoers.d/wheel
chmod 0440 /usr/local/etc/sudoers.d/wheel

# loader.conf 設定
cat << EOF >> /boot/loader.conf
autoboot_delay="3"
hw.efi.poweroff="0"
EOF

shutdown -p now

chroot 環境で実行されるセットアップスクリプトの段階では、インストール先システムのサービスは起動していないため、pkg の実行に必要なネットワークは dhclient em0 で確保している。hw.efi.poweroff="0" は、UEFIのランタイムサービスではなくACPI経由で電源断を行う設定であり、shutdown -p で電源が切れない場合の対処になる。ユーザー myuser のパスワードは changeme である。インストール後に passwd コマンドで変更する。

2.4 カスタムISOの作成と仮想マシンの作成

コマンドプロンプトを起動する （手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力）。

カスタムISOの作成にはxorrisoを使用する。xorrisoはWindowsネイティブバイナリが提供されていないため、WSLのUbuntu環境で sudo apt-get install -y xorriso を実行しておき、そこから呼び出す。次のコマンドを実行する。

REM FreeBSD 15.0-RELEASE ISO ダウンロード設定
set "ISO_URL=https://download.freebsd.org/releases/amd64/amd64/ISO-IMAGES/15.0/FreeBSD-15.0-RELEASE-amd64-disc1.iso"
set "ISO_DIR=%USERPROFILE%\VirtualBox VMs\ISO"
set "ISO_FILE=%ISO_DIR%\FreeBSD-15.0-RELEASE-amd64-disc1.iso"
set "CUSTOM_ISO=%ISO_DIR%\FreeBSD-15.0-custom.iso"
set "INSTALLERCONFIG=%ISO_DIR%\installerconfig"

REM ISOディレクトリ作成
if not exist "%ISO_DIR%" mkdir "%ISO_DIR%"

REM ISOファイルが存在しない場合のみダウンロード（約1.4GB）
if exist "%ISO_FILE%" (
    echo FreeBSD 15.0-RELEASE ISO は既に存在します：%ISO_FILE%
) else (
    echo FreeBSD 15.0-RELEASE ISO をダウンロード中...
    curl -fL --retry 3 -C - -o "%ISO_FILE%" "%ISO_URL%"
)

REM SHA256 の確認（配布元の CHECKSUM.SHA256-FreeBSD-15.0-RELEASE-amd64 の値と照合）
certutil -hashfile "%ISO_FILE%" SHA256

REM installerconfigが存在することを確認
if not exist "%INSTALLERCONFIG%" (
    echo installerconfig が見つかりません：%INSTALLERCONFIG%
)

REM カスタムISOの作成（WSL上のxorrisoを使用。ブートイメージは元のISOのものを保持）
copy "%ISO_FILE%" "%CUSTOM_ISO%"
powershell -NoProfile -Command "wsl xorriso -boot_image any keep -dev $(wsl wslpath -u '%CUSTOM_ISO%') -map $(wsl wslpath -u '%INSTALLERCONFIG%') /etc/installerconfig"

REM ISO内への配置を確認
wsl xorriso -indev $(wsl wslpath -u "%CUSTOM_ISO%") -lsl /etc

REM 仮想マシン設定
set "VM_NAME=FreeBSD15"
set "VM_DIR=%USERPROFILE%\VirtualBox VMs\%VM_NAME%"
set "VDI_FILE=%VM_DIR%\%VM_NAME%.vdi"
set "MEMORY_MB=4096"
set "STORAGE_MB=20480"
set "USER_NAME=myuser"
set "SSH_HOST_PORT=2222"
set "SSH_GUEST_PORT=22"

REM ホストキーの警告・エラーを回避するためのSSHオプション
set "SSH_OPTS=-o StrictHostKeyChecking=no -o UserKnownHostsFile=NUL"

REM 同名VM存在確認
VBoxManage showvminfo "%VM_NAME%" >nul 2>&1
if not errorlevel 1 (
    echo 仮想マシン "%VM_NAME%" は既に存在します
    echo 削除する場合: VBoxManage unregistervm "%VM_NAME%" --delete
)

REM 仮想マシンディレクトリ作成
if not exist "%VM_DIR%" mkdir "%VM_DIR%"

REM 仮想マシン作成・登録
VBoxManage createvm --name="%VM_NAME%" --ostype=FreeBSD_64 --register --basefolder="%USERPROFILE%\VirtualBox VMs"

REM 基本設定（メモリ4GB, CPU2コア）
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --memory=%MEMORY_MB% --cpus=2 --ioapic=on --acpi=on

REM グラフィック設定
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --vram=128 --graphicscontroller=vboxsvga

REM ファームウェア設定（EFI）
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --firmware=efi

REM パフォーマンス設定
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --paravirt-provider=default --nested-paging=on

REM 入力デバイス設定
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --mouse=ps2 --keyboard=ps2

REM ネットワーク設定（NAT / Intel PRO/1000）
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --nic1=nat --nic-type1=82540EM --cable-connected1=on

REM SSHポートフォワーディング設定（ホスト2222 → ゲスト22）
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --nat-pf1="ssh,tcp,,%SSH_HOST_PORT%,,%SSH_GUEST_PORT%"

REM オーディオ設定
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --audio-enabled=on --audio-driver=default --audio-controller=hda --audio-out=on

REM クリップボード・ドラッグ＆ドロップ共有
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --clipboard-mode=bidirectional --drag-and-drop=bidirectional

REM USB設定（EHCI は Extension Pack が必要）
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --usb-ohci=on --usb-ehci=on

REM RTC設定（時計をUTCで扱う）
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --rtc-use-utc=on

REM 仮想ハードディスク作成（20GB）
VBoxManage createmedium disk --filename="%VDI_FILE%" --size=%STORAGE_MB% --format=VDI --variant=Standard

REM SATAコントローラ作成・ハードディスク接続
VBoxManage storagectl "%VM_NAME%" --name="SATA Controller" --add=sata --controller=IntelAhci --bootable=on
VBoxManage storageattach "%VM_NAME%" --storagectl="SATA Controller" --port=0 --device=0 --type=hdd --medium="%VDI_FILE%"

REM IDEコントローラ作成・DVDドライブ接続（カスタムISOを使用）
VBoxManage storagectl "%VM_NAME%" --name="IDE Controller" --add=ide --controller=PIIX4
VBoxManage storageattach "%VM_NAME%" --storagectl="IDE Controller" --port=0 --device=0 --type=dvddrive --medium="%CUSTOM_ISO%"

REM ブート順序設定
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --boot1=dvd --boot2=disk --boot3=none --boot4=none

REM 仮想マシン起動（installerconfigによる無人インストールが開始される）
VBoxManage startvm "%VM_NAME%" --type=separate

echo 無人インストールが開始されました

インストールの進行状況は、別ウィンドウで開く仮想マシンの画面で確認できる。installerconfig の末尾で shutdown -p now を実行しているため、インストールが完了するとVMは電源オフとなる。

2.5 インストール完了の待機とSSH鍵の登録

VBoxManage list runningvms の出力に FreeBSD15 が現れなくなった時点がインストール完了である。その後、DVDドライブからISOを取り外し、ディスクから起動する。公開鍵の登録時に一度だけ、ゲストOSのパスワード（changeme）の入力を求められる。

コマンドプロンプトを起動する （手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力）。

REM === 変数の設定 ===
set "VM_NAME=FreeBSD15"
set "USER_NAME=myuser"
set "SSH_HOST_PORT=2222"

REM ホストキーの警告・エラーを回避するためのSSHオプション
set "SSH_OPTS=-o StrictHostKeyChecking=no -o UserKnownHostsFile=NUL"

REM 完了確認（FreeBSD15 が一覧から消えるまで繰り返す）
VBoxManage list runningvms

REM DVDドライブからISOを取り外し
VBoxManage storageattach "%VM_NAME%" --storagectl="IDE Controller" --port=0 --device=0 --type=dvddrive --medium=emptydrive

REM ブート順序をディスク優先に変更
VBoxManage modifyvm "%VM_NAME%" --boot1=disk --boot2=none --boot3=none --boot4=none

REM 仮想マシン起動
VBoxManage startvm "%VM_NAME%" --type=separate

REM === SSH ポートが応答するまで待機 ===
echo SSH ポートを待機中 ...
powershell -NoProfile -Command "$port=%SSH_HOST_PORT%; for($i=1; $i -le 180; $i++){ if(Test-NetConnection -ComputerName '127.0.0.1' -Port $port -InformationLevel Quiet){ Write-Host 'SSH ポートが応答しました'; exit 0 }; Write-Host 'SSH 未応答 ... 10 秒待機します'; Start-Sleep -Seconds 10 }; exit 1"

echo === 動作確認 ===
VBoxManage list vms
VBoxManage showvminfo "%VM_NAME%" | findstr /C:"Memory size" /C:"Number of CPUs" /C:"Firmware" /C:"VRAM size"

確認すべき出力項目：

• Memory size: 4096MB
• VRAM size: 128MB
• Firmware: EFI
• Number of CPUs: 2

3. ステップ3：ゲストOS環境の構築

FreeBSDのインストール完了後、Guest Additionsによるホストとゲストの間の統合と、ロケール・日本語フォントの設定を行う。ゲスト側の sudo は installerconfig の設定によりパスワード入力を要しない。

3.1 Guest Additions のインストール

Xorg を含まない構成のため nox11 版のパッケージを使用する。この構成で有効になるのは、時刻同期やゲストプロパティの提供などのサービス機能である。クリップボード共有やウィンドウサイズの自動調整は、VBoxClient が動作するX11環境で機能する。これらの機能を利用するユーザーは wheel グループに所属している必要があり、myuser は installerconfig で wheel に所属させている。

コマンドプロンプトを起動する （手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力）。

set "VM_NAME=FreeBSD15"
set "USER_NAME=myuser"
set "SSH_HOST_PORT=2222"

REM ホストキーの警告・エラーを回避するためのSSHオプション
set "SSH_OPTS=-o StrictHostKeyChecking=no -o UserKnownHostsFile=NUL"

REM Guest Additions のインストール（VirtualBox 7.2 系のパッケージ）
ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "sudo pkg install -y virtualbox-ose-additions-nox11-72" <nul

REM Guest Additionsサービスの有効化
ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "sudo sysrc vboxguest_enable=YES vboxservice_enable=YES" <nul

REM 再起動（ゲストOS側から shutdown -r を実行する）
ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "sudo shutdown -r now" <nul

REM === 再起動後の SSH 接続待機 ===
timeout /t 30 /nobreak
set "SSHGA_DONE=" & for /L %i in (1,1,60) do @(if not defined SSHGA_DONE (timeout /t 10 /nobreak >nul & ssh -o BatchMode=yes -o StrictHostKeyChecking=no -o ConnectTimeout=5 -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "echo SSH_OK" <nul 2>nul | findstr "SSH_OK" >nul && (echo Guest Additions インストール済みの VM が起動しました & set "SSHGA_DONE=1") || (echo SSH 未応答 ... 10 秒待機します)))

REM インストールの確認（サービスの稼働を確認する）
ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "service vboxservice status" <nul

3.2 日本語環境の構築

ロケールと日本語フォントを設定する。ロケールは /etc/login.conf にログインクラスを追加し、ユーザーをそのクラスに所属させることで設定する。

コマンドプロンプトを起動する （手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力）。

set "VM_NAME=FreeBSD15"
set "USER_NAME=myuser"
set "SSH_HOST_PORT=2222"

REM ホストキーの警告・エラーを回避するためのSSHオプション
set "SSH_OPTS=-o StrictHostKeyChecking=no -o UserKnownHostsFile=NUL"

REM 日本語フォントのインストール
ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "sudo pkg install -y ja-font-std ja-font-vlgothic" <nul

REM ログインクラスの日本語設定（/etc/login.conf に japanese クラスを追加）
ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "printf '\njapanese|Japanese Users Accounts:\\\n\t:charset=UTF-8:\\\n\t:lang=ja_JP.UTF-8:\\\n\t:tc=default:\n' | sudo tee -a /etc/login.conf >/dev/null" <nul

REM データベースの再構築とユーザーのログインクラス変更
ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "sudo cap_mkdb /etc/login.conf && sudo pw usermod %USER_NAME% -L japanese" <nul

REM 再起動（設定を反映）
ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "sudo shutdown -r now" <nul

REM === 再起動後の SSH 接続待機 ===
timeout /t 30 /nobreak
set "SSHJA_DONE=" & for /L %i in (1,1,60) do @(if not defined SSHJA_DONE (timeout /t 10 /nobreak >nul & ssh -o BatchMode=yes -o StrictHostKeyChecking=no -o ConnectTimeout=5 -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "echo SSH_OK" <nul 2>nul | findstr "SSH_OK" >nul && (echo 日本語環境の構築が完了しました & set "SSHJA_DONE=1") || (echo SSH 未応答 ... 10 秒待機します)))

REM ロケールの確認（ja_JP.UTF-8 が表示される）
ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "locale" <nul

日本語入力を利用する場合は、Xorg とデスクトップ環境を別途導入したうえで、入力メソッドを追加する。FreeBSD では次のパッケージが該当する。

ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "sudo pkg install -y fcitx5 ja-fcitx5-anthy fcitx5-configtool fcitx5-gtk3 fcitx5-qt6" <nul

REM fcitx5 環境変数の設定（~/.profile に追記）
ssh %SSH_OPTS% -p %SSH_HOST_PORT% %USER_NAME%@localhost "printf 'export GTK_IM_MODULE=fcitx\nexport QT_IM_MODULE=fcitx\nexport XMODIFIERS=@im=fcitx\n' >> ~/.profile" <nul

4. トラブルシューティング

4.1 よくある問題と対処

4.2 VMの削除と再作成

REM VM登録解除とファイル削除
VBoxManage unregistervm "FreeBSD15" --delete

REM 仮想ディスクのみ削除（VMは残す場合）
VBoxManage closemedium disk "%USERPROFILE%\VirtualBox VMs\FreeBSD15\FreeBSD15.vdi" --delete

4.3 VM の管理コマンド