Oppsett av Raspberry Pi

I denne obligen skal vi først sette opp vår Raspberry Pi 3 model B+ (referert til som RPi fra nå av) og koble til internett før vi skal teste at alt fungerer som det skal.

Oppsettguide til Raspberry Pi 3

Dette dokumentet vil guide deg gjennom oppsett av Raspberry Pi 3 model B+ for faget IN2060.

Pass på at du har alt nødvendig utstyr før du fortsetter på stegene nedenfor.

Oppsett av minnekort

Last ned IN2060 sitt tilpassede Raspbian Image

Last ned filen in2060_raspbian.img.tar.gz fra nedlastinger på emnesiden.

Det er ikke nødvendig å pakke ut denne filen.

Om du har valgt å bruke Raspberry Pi 4 model B, kan du ikke bruke imaget som er lastet opp på emnesiden, men må velge et standard image fra Raspberry Pi Imager, og i tillegg finne ut hvordan sette opp Eduroam på egenhånd om du ønsker å benytte deg av nettverket på UiO.

Last ned Raspberry Pi Imager

Last ned programmet fra Raspberry Pi's offisielle nettside

Brenn imaget til SD-kortet

Sett inn SD-kortet du ønsker å installere Raspbian på i laptopen din, og noter deg hvilken bane SD-kortet blir satt på.

Start opp Raspberry Pi Imager. På Operating System, scroll ned på bunnen av listen og velg "Use custom".

Bilde som viser valget "Use custom" i Raspberry Pi Imager

Bilde som viser valget "Use custom" i Raspberry Pi Imager

Velg filen in2060_raspbian.img.tar.gz du lastet ned fra nedlastinger Deretter velger du SD-kortet du ønsker å installere operativsystemet på. Trykk så på "WRITE" for å brenne imaget. Når dette er fullført kan du flytte SD-kortet over til RPi.

Før oppstart

Før du kobler til strøm til RPi se til at SD-kortet og alle andre kabler er koblet til. Om du ikke har mus og tastatur kan du lese om hvordan man kan koble seg til RPi med SSH under Koble til RPi med SSH over Ethernet.

Oppstart

Koble til strøm til RPi og vent til maskinen har startet helt opp. Deretter er det bare å logge seg inn med passordet "in2060". Vi anbefaler å bytte dette passordet umiddelbart. Dette kan gjøres ved å åpne terminalen (fjerde ikon fra oppgavelinjen øverst.) Kjør så kommandoen passwd, og oppdater fra passordet "in2060" til ditt egenvalgte passord.

Bilde som viser terminalvindu markert

Bilde som viser terminalvindu markert

Oppkobling til eduroam

For å koble deg til eduroam har vi inkludert et skript som ligger på hjemområdet på RPi. Åpne terminalen som vist under Oppstart og kjør ls, og se etter skriptet in2060_eduroam_setup. Kjør skriptet med

$ sudo ./in2060_eduroam_setup

Skriptet vil be deg om å skrive inn ditt UiO-brukernavn og passord som brukes til å sette opp tilkoblingen til eduroam. Deretter kan du bruke kommandoen reboot for å restarte RPi. Etter omstart vil RPi kobles til eduroam automatisk gitt at du er i nærheten av et aksesspunkt. Gjør så en omstart til for at dato og tid stiller seg riktig, det er nødvendig for sikker kobling til nettsider og for å oppdatere programvare på RPi.

Koble til RPi med SSH over Ethernet fra egen laptop

Dette steget er kun nødvendig om du ikke har mus og tastatur for å koble til RPi.

For å gjøre dette trenger du din egen laptop med ethernet-port eller en adapter, og du trenger også en ethernet-kabel. Gruppelærer har noen kabler til utlån.

Fysisk oppsett

Koble ethernet-kabelen til både din egen laptop og RPi. Koble deretter strømtilførselen til RPi.

Koble til RPi fra din terminal

Åpne terminalen på laptopen din og skriv kommandoen

$ ssh pi@raspberrypi

Skriv inn passordet (in2060) når du får beskjed om dette.

Bruk av GUI med X11-Forwaring

For å bruke GUI-baserte programmer kan du bruke denne kommandoen for å bruke X11-forwarding:

$ ssh -Y pi@raspberrypi

Du kan teste at det fungerer med å åpne redigeringsprogrammet Gedit etter du har logget deg inn.

$ gedit

Oppgave

Etter å ha satt opp din RPi skal vi nå bli bedre kjent med operativsystemet (Raspbian - Linux) og komme i gang med en enkel programmeringsoppgave.

Oppgaven skal leveres som en ZIP-et mappe med besvarelse på tekstoppgavene som en PDF-fil og eventuelle andre filer du blir bedt om å produsere lagt ved.

Linux og bash

Som en liten oppvarming skal vi først starte med å bli litt kjent med Linux og terminalen på vår RPi.

Åpne et terminalvindu og lag en ny mappe som heter in2060. Mapper lages med programmet mkdir.

$ mkdir -p in2060

Deretter skal vi bevege oss inn i mappen, før vi gjør det kan det være lurt å sjekke hvilken mappe vi står i akkurat nå, dette gjøres med pwd. For å se de andre mappene i nåværende mappe kan vi bruke kommandoen ls som burde vise mappen in2060 vi laget ovenfor. Et annet kjekt verktøy er kommandoen tree som viser mapper og undermapper som en trestruktur. For å bevege oss inn i mappen vi har laget bruker vi cd kommandoen etterfulgt av mappen vi ønsker å bevege oss inn i.

$ cd in2060

Inne i denne mappen skal vi gjøre den første oppgaven. Vi ønsker å finne hvor mange pakker some Raspbian har som inneholder ordet assembly. Vi kan bruke verkøyene apt eller apt-cache for å søke etter programmer. Vi skriver apt search søkeord.

Tips: For å ta skjermbilde på RPi trykk på tasten PrtScn eller kjør kommandoen scrot.

Innlevering:

Kompilere C kode

Det neste vi skal gjøre er å kompilere og kjøre et C program. Under har vi limt inn et program som veldig enkelt skriver ut setningen Hello World!. For at vår RPi skal kunne kjøre denne koden trenger vi å kompilere den med gcc.

La oss først se på koden:

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv) {
    printf("Hello World!\n");
    return 0;
}

Den første linjen inneholder #include <stdio.h> dette forteller kompilatoren at vi ønsker å inkludere en system fil (vi vet dette siden vi brukte < + > isteden for #include "min_fil.h").

Den neste linjen med kode inneholder int main(int argc, char** argv), dette forteller kompilatoren at vi ønsker å definere en metode, som skal returnere et heltall (int), metoden skal hete main og den tar to argumenter (akkurat nå er det ikke viktig hva disse gjør eller betyr). Når vi definere en metode med navnet main vil kompilatoren merke seg at dette er en spesiell metode (på grunn av navnet) og bruke denne metoden som startpunkt når programmet vårt kjører.

Etter dette følger printf("Hello World!\n");. Dette er et metodekall til printf som vil skrive til terminalvinduet vårt. Her ser vi hvorfor vi trengte å inkludere systemfilen tidligere, siden vi ønsket å bruke printf definert i stdio.h. Legg merke til at med printf så inkluderes det ikke en ny linje og vi må manuelt skrive ut dette med \n på slutten.

Helt til slutt avsluttes metoden main ved return 0;. return forteller at vi ønsker å returnere fra metoden, men siden dette er en spesiell metode (main) så har returverdien en spesiell betydning. Å returnere 0 forteller terminalvinduet vårt at programmet avsluttet på riktig måte, mens return 1; ville indikert at det oppstod en feil under kjøring.

Kompilere og kjør koden

Vi skal nå kompilere koden, for å gjøre dette trenger vi tilgang til programmet gcc som allerede burde være installert (hvis ikke kan det installeres med $ sudo apt install gcc).

Lim koden over inn i en fil i mappen in2060 ved navn helloworld.c og kjør følgende.

$ gcc -o hello helloworld.c
$ ./hello

Innlevering:

FizzBuzz

Siste utfordring i denne obligen blir å endre litt på et C program. Vi skal løse det "kjente" problemet FizzBuzz.

FizzBuzz går ut på å skrive ut tallene mellom 1 og 100, men når tallet er delelig på 3 skrive ut "Fizz", når det er delelig på 5 "Buzz" og når det er delelig på begge skrive ut "Fizz Buzz". Vi har gjengitt de første fem utskriftene under.

1, 2, Fizz, 4, Buzz, ...

Bruk følgende C program og gjør nødvendig endringer slik at det oppfyller kravene til FizzBuzz ovenfor.

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv) {
    for(int i = 1; i <= 30; i++) {
        if(i % 3 == 0) {
            printf("Fizz");
        } else {
            printf("%d", i);
        }
        printf(", ");
    }
    return 0;
}

Lim inn i en fil ved navn fizzbuzz.c og gjør endringer med editoren geany slik at programmet utfører FizzBuzz korrekt for tallene mellom 1 og 100. Underveis og når du er ferdig sjekk at programmet kompileres med gcc -o fizz fizzbuzz.c.

Innlevering:

Tips rundt kompilering

Når man kompilerer C kode kan det være lurt å spørre kompilatoren om det vi gjør virker fornuftig. I gcc kan dette gjøres ved å legge til flaggene -Wall og -Wextra. Disse flaggene gjør at gcc prøver så godt den kan å advare oss når vi gjør dumme ting.

Som et eksempel på dette så er følgende resultatet når løsningsforslaget til FizzBuzz blir kompilert.

$ gcc -o fizz fizzbuzz.c -Wall -Wextra
fizzbuzz.c: In function ‘main’:
fizzbuzz.c:3:14: warning: unused parameter ‘argc’ [-Wunused-parameter]
    3 | int main(int argc, char** argv) {
      |          ~~~~^~~~
fizzbuzz.c:3:27: warning: unused parameter ‘argv’ [-Wunused-parameter]
    3 | int main(int argc, char** argv) {
      |                    ~~~~~~~^~~~

Her kan vi se at gcc har oppdaget at vi ikke bruker argumentene til funksjonen og kanskje burde vurdere å ta de bort eller benytte oss av dem.

Dessverre inneholder gcc alt for mange ekstra flag til at vi kan liste de opp her, men denne StackOverflow posten inneholder en god oppsummering. Vi anbefaler at man alltid bruker minst flaggene -Wall og -Wextra når man utvikler C kode slik at kompilatoren best mulig kan hjelpe til.