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OK01 课程讲解了树莓派如何入门,以及在树莓派上如何启用靠近 RCA 和 USB 端口的 OK 或 ACT 的 LED 指示灯。这个指示灯最初是为了指示 OK 状态的,但它在第二版的树莓派上被改名为 ACT。

1、入门

我们假设你已经访问了下载页面,并且已经获得了必需的 GNU 工具链。也下载了一个称为操作系统模板的文件。请下载这个文件并在一个新目录中解开它。

2、开始

现在,你已经展开了这个模板文件,在 source 目录中创建一个名为 main.s 的文件。这个文件包含了这个操作系统的代码。具体来看,这个文件夹的结构应该像下面这样:

build/
   (empty)
source/
   main.s
kernel.ld
LICENSE
Makefile

用文本编辑器打开 main.s 文件,这样我们就可以输入汇编代码了。树莓派使用了称为 ARMv6 的汇编代码变体,这就是我们即将要写的汇编代码类型。

扩展名为 .s 的文件一般是汇编代码,需要记住的是,在这里它是 ARMv6 的汇编代码。

首先,我们复制下面的这些命令。

.section .init
.globl _start
_start:

实际上,上面这些指令并没有在树莓派上做任何事情,它们是提供给汇编器的指令。汇编器是一个转换程序,它将我们能够理解的汇编代码转换成树莓派能够理解的机器代码。在汇编代码中,每个行都是一个新的命令。上面的第一行告诉汇编器 1 在哪里放我们的代码。我们提供的模板中将它放到一个名为 .init 的节中的原因是,它是输出的起始点。这很重要,因为我们希望确保我们能够控制哪个代码首先运行。如果不这样做,首先运行的代码将是按字母顺序排在前面的代码!.section 命令简单地告诉汇编器,哪个节中放置代码,从这个点开始,直到下一个 .section 或文件结束为止。

在汇编代码中,你可以跳行、在命令前或后放置空格去提升可读性。

接下来两行是停止一个警告消息,它们并不重要。 2

3、第一行代码

现在,我们正式开始写代码。计算机执行汇编代码时,是简单地一行一行按顺序执行每个指令,除非明确告诉它不这样做。每个指令都是开始于一个新行。

复制下列指令。

ldr r0,=0x20200000
ldr reg,=val 将数字 val 加载到名为 reg 的寄存器中。

那是我们的第一个命令。它告诉处理器将数字 0x20200000 保存到寄存器 r0 中。在这里我需要去回答两个问题, 寄存器 register 是什么?0x20200000 是一个什么样的数字?

寄存器在处理器中就是一个极小的内存块,它是处理器保存正在处理的数字的地方。处理器中有很多寄存器,很多都有专门的用途,我们在后面会一一接触到它们。最重要的有十三个(命名为 r0r1r2、…、r9r10r11r12),它们被称为通用寄存器,你可以使用它们做任何计算。由于是写我们的第一行代码,我们在示例中使用了 r0,当然你可以使用它们中的任何一个。只要后面始终如一就没有问题。

树莓派上的一个单独的寄存器能够保存任何介于 04,294,967,295(含)之间的任意整数,它可能看起来像一个很大的内存,实际上它仅有 32 个二进制比特。

0x20200000 确实是一个数字。只不过它是以十六进制表示的。下面的内容详细解释了十六进制的相关信息:

延伸阅读:十六进制解释

十六进制是另一种表示数字的方式。你或许只知道十进制的数字表示方法,十进制共有十个数字:0123456789。十六进制共有十六个数字:0123456789abcdef

你可能还记得十进制是如何用位制来表示的。即最右侧的数字是个位,紧接着的左边一位是十位,再接着的左边一位是百位,依此类推。也就是说,它的值是 100 × 百位的数字,再加上 10 × 十位的数字,再加上 1 × 个位的数字。

567 is 5 hundreds, 6 tens and 7 units.

从数学的角度来看,我们可以发现规律,最右侧的数字是 10 0 = 1s,紧接着的左边一位是 10 1 = 10s,再接着是 10 2 = 100s,依此类推。我们设定在系统中,0 是最低位,紧接着是 1,依此类推。但如果我们使用一个不同于 10 的数字为幂底会是什么样呢?我们在系统中使用的十六进制就是这样的一个数字。

567 is 5x10^2+6x10^1+7x10^0

567 = 5x10^2+6x10^1+7x10^0 = 2x16^2+3x16^1+7x16^0

上面的数学等式表明,十进制的数字 567 等于十六进制的数字 237。通常我们需要在系统中明确它们,我们使用下标 10 表示它是十进制数字,用下标 16 表示它是十六进制数字。由于在汇编代码中写上下标的小数字很困难,因此我们使用 0x 来表示它是一个十六进制的数字,因此 0x237 的意思就是 237 16

那么,后面的 abcdef 又是什么呢?好问题!在十六进制中为了能够写每个数字,我们就需要额外的东西。例如 9 16 = 9×16 0 = 9 10 ,但是 10 16 = 1×16 1 + 1×16 0 = 16 10 。因此,如果我们只使用 0、1、2、3、4、5、6、7、8 和 9,我们就无法写出 10 10 、11 10 、12 10 、13 10 、14 10 、15 10 。因此我们引入了 6 个新的数字,这样 a 16 = 10 10 、b 16 = 11 10 、c 16 = 12 10 、d 16 = 13 10 、e 16 = 14 10 、f 16 = 15 10

所以,我们就有了另一种写数字的方式。但是我们为什么要这么麻烦呢?好问题!由于计算机总是工作在二进制中,事实证明,十六进制是非常有用的,因为每个十六进制数字正好是四个二进制数字的长度。这种方法还有另外一个好处,那就是许多计算机的数字都是十六进制的整数倍,而不是十进制的整数倍。比如,我在上面的汇编代码中使用的一个数字 20200000 16 。如果我们用十进制来写,它就是一个不太好记住的数字 538968064 10

我们可以用下面的简单方法将十进制转换成十六进制:

Conversion example

  1. 我们以十进制数字 567 为例来说明。
  2. 将十进制数字 567 除以 16 并计算其余数。例如 567 ÷ 16 = 35 余数为 7。
  3. 在十六进制中余数就是答案中的最后一位数字,在我们的例子中它是 7。
  4. 重复第 2 步和第 3 步,直到除法结果的整数部分为 0。例如 35 ÷ 16 = 2 余数为 3,因此 3 就是答案中的下一位。2 ÷ 16 = 0 余数为 2,因此 2 就是答案的接下来一位。
  5. 一旦除法结果的整数部分为 0 就结束了。答案就是反序的余数,因此 567 10 = 237 16

转换十六进制数字为十进制,也很容易,将数字展开即可,因此 237 16 = 2×16 2 + 3×16 1 +7 ×16 0 = 2×256 + 3×16 + 7×1 = 512 + 48 + 7 = 567。

因此,我们所写的第一个汇编命令是将数字 20200000 16 加载到寄存器 r0 中。那个命令看起来似乎没有什么用,但事实并非如此。在计算机中,有大量的内存块和设备。为了能够访问它们,我们给每个内存块和设备指定了一个地址。就像邮政地址或网站地址一样,它用于标识我们想去访问的内存块或设备的位置。计算机中的地址就是一串数字,因此上面的数字 20200000 16 就是 GPIO 控制器的地址。这个地址是由制造商的设计所决定的,他们也可以使用其它地址(只要不与其它的冲突即可)。我之所以知道这个地址是 GPIO 控制器的地址是因为我看了它的手册, 3 地址的使用没有专门的规范(除了它们都是以十六进制表示的大数以外)。

4、启用输出

A diagram showing key parts of the GPIO controller.

阅读了手册可以得知,我们需要给 GPIO 控制器发送两个消息。我们必须用它的语言告诉它,如果我们这样做了,它将非常乐意实现我们的意图,去打开 OK 的 LED 指示灯。幸运的是,它是一个非常简单的芯片,为了让它能够理解我们要做什么,只需要给它设定几个数字即可。

mov r1,#1
lsl r1,#18
str r1,[r0,#4]

mov reg,#val 将数字 val 放到名为 reg 的寄存器中。

lsl reg,#val 将寄存器 reg 中的二进制操作数左移 val 位。

str reg,[dest,#val] 将寄存器 reg 中的数字保存到地址 dest + val 上。

这些命令的作用是在 GPIO 的第 16 号插针上启用输出。首先我们在寄存器 r1 中获取一个必需的值,接着将这个值发送到 GPIO 控制器。因此,前两个命令是尝试取值到寄存器 r1 中,我们可以像前面一样使用另一个命令 ldr 来实现,但 lsl 命令对我们后面能够设置任何给定的 GPIO 针比较有用,因此从一个公式中推导出值要比直接写入来好一些。表示 OK 的 LED 灯是直接连线到 GPIO 的第 16 号针脚上的,因此我们需要发送一个命令去启用第 16 号针脚。

寄存器 r1 中的值是启用 LED 针所需要的。第一行命令将数字 1 10 放到 r1 中。在这个操作中 mov 命令要比 ldr 命令快很多,因为它不需要与内存交互,而 ldr 命令是将需要的值从内存中加载到寄存器中。尽管如此,mov 命令仅能用于加载某些值。 4 在 ARM 汇编代码中,基本上每个指令都使用一个三字母代码表示。它们被称为助记词,用于表示操作的用途。mov 是 “move” 的简写,而 ldr 是 “load register” 的简写。mov 是将第二个参数 #1 移动到前面的 r1 寄存器中。一般情况下,# 肯定是表示一个数字,但我们已经看到了不符合这种情况的一个反例。

第二个指令是 lsl(逻辑左移)。它的意思是将第一个参数的二进制操作数向左移第二个参数所表示的位数。在这个案例中,将 1 10 (即 1 2 )向左移 18 位(将它变成 1000000000000000000 2=262144 10 )。

如果你不熟悉二进制表示法,可以看下面的内容:

延伸阅读: 二进制解释

与十六进制一样,二进制是写数字的另一种方法。在二进制中只有两个数字,即 01。它在计算机中非常有用,因为我们可以用电路来实现它,即电流能够通过电路表示为 1,而电流不能通过电路表示为 0。这就是计算机能够完成真实工作和做数学运算的原理。尽管二进制只有两个数字,但它却能够表示任何一个数字,只是写起来有点长而已。

567 in decimal = 1000110111 in binary

这个图片展示了 567 10 的二进制表示是 1000110111 2 。我们使用下标 2 来表示这个数字是用二进制写的。

我们在汇编代码中大量使用二进制的其中一个巧合之处是,数字可以很容易地被 2 的幂(即 124816)乘或除。通常乘法和除法都是非常难的,而在某些特殊情况下却变得非常容易,所以二进制非常重要。

13*4 = 52, 1101*100=110100

将一个二进制数字左移 n 位就相当于将这个数字乘以 2 n。因此,如果我们想将一个数乘以 4,我们只需要将这个数字左移 2 位。如果我们想将它乘以 256,我们只需要将它左移 8 位。如果我们想将一个数乘以 12 这样的数字,我们可以有一个替代做法,就是先将这个数乘以 8,然后再将那个数乘以 4,最后将两次相乘的结果相加即可得到最终结果(N × 12 = N × (8 + 4) = N × 8 + N × 4)。

53/16 = 3, 110100/10000=11

右移一个二进制数 n 位就相当于这个数除以 2 n 。在右移操作中,除法的余数位将被丢弃。不幸的是,如果对一个不能被 2 的幂次方除尽的二进制数字做除法是非常难的,这将在 课程 9 Screen04 中讲到。

Binary Terminology

这个图展示了二进制常用的术语。一个 比特 bit 就是一个单独的二进制位。一个“ 半字节 nibble “ 是 4 个二进制位。一个 字节 byte 是 2 个半字节,也就是 8 个比特。 半字 half 是指一个字长度的一半,这里是 2 个字节。 word 是指处理器上寄存器的大小,因此,树莓派的字长是 4 字节。按惯例,将一个字最高有效位标识为 31,而将最低有效位标识为 0。顶部或最高位表示最高有效位,而底部或最低位表示最低有效位。一个 kilobyte(KB)就是 1000 字节,一个 megabyte 就是 1000 KB。这样表示会导致一些困惑,到底应该是 1000 还是 1024(二进制中的整数)。鉴于这种情况,新的国际标准规定,一个 KB 等于 1000 字节,而一个 Kibibyte(KiB)是 1024 字节。一个 Kb 是 1000 比特,而一个 Kib 是 1024 比特。

树莓派默认采用小端法,也就是说,从你刚才写的地址上加载一个字节时,是从一个字的低位字节开始加载的。

再强调一次,我们只有去阅读手册才能知道我们所需要的值。手册上说,GPIO 控制器中有一个 24 字节的集合,由它来决定 GPIO 针脚的设置。第一个 4 字节与前 10 个 GPIO 针脚有关,第二个 4 字节与接下来的 10 个针脚有关,依此类推。总共有 54 个 GPIO 针脚,因此,我们需要 6 个 4 字节的一个集合,总共是 24 个字节。在每个 4 字节中,每 3 个比特与一个特定的 GPIO 针脚有关。我们想去启用的是第 16 号 GPIO 针脚,因此我们需要去设置第二组 4 字节,因为第二组的 4 字节用于处理 GPIO 针脚的第 10-19 号,而我们需要第 6 组 3 比特,它在上面的代码中的编号是 18(6×3)。

最后的 str(“store register”)命令去保存第一个参数中的值,将寄存器 r1 中的值保存到后面的表达式计算出来的地址上。这个表达式可以是一个寄存器,在上面的例子中是 r0,我们知道 r0 中保存了 GPIO 控制器的地址,而另一个值是加到它上面的,在这个例子中是 #4。它的意思是将 GPIO 控制器地址加上 4 得到一个新的地址,并将寄存器 r1 中的值写到那个地址上。那个地址就是我们前面提到的第二组 4 字节的位置,因此,我们发送我们的第一个消息到 GPIO 控制器上,告诉它准备启用 GPIO 第 16 号针脚的输出。

5、生命的信号

现在,LED 已经做好了打开准备,我们还需要实际去打开它。意味着需要给 GPIO 控制器发送一个消息去关闭 16 号针脚。是的,你没有看错,就是要发送一个关闭的消息。芯片制造商认为,在 GPIO 针脚关闭时打开 LED 更有意义。 5 硬件工程师经常做这种反常理的决策,似乎是为了让操作系统开发者保持警觉。可以认为是给自己的一个警告。

mov r1,#1
lsl r1,#16
str r1,[r0,#40]

希望你能够认识上面全部的命令,先不要管它的值。第一个命令和前面一样,是将值 1 推入到寄存器 r1 中。第二个命令是将二进制的 1 左移 16 位。由于我们是希望关闭 GPIO 的 16 号针脚,我们需要在下一个消息中将第 16 比特设置为 1(想设置其它针脚只需要改变相应的比特位即可)。最后,我们写这个值到 GPIO 控制器地址加上 40 10 的地址上,这将使那个针脚关闭(加上 28 将打开针脚)。

6、永远幸福快乐

似乎我们现在就可以结束了,但不幸的是,处理器并不知道我们做了什么。事实上,处理器只要通电,它就永不停止地运转。因此,我们需要给它一个任务,让它一直运转下去,否则,树莓派将进入休眠(本示例中不会,LED 灯会一直亮着)。

loop$:
b loop$

name: 下一行的名字。

b label 下一行将去标签 label 处运行。

第一行不是一个命令,而是一个标签。它给下一行命名为 loop$,这意味着我们能够通过名字来指向到该行。这就称为一个标签。当代码被转换成二进制后,标签将被丢弃,但这对我们通过名字而不是数字(地址)找到行比较有用。按惯例,我们使用一个 ​$ 表示这个标签只对这个代码块中的代码起作用,让其它人知道,它不对整个程序起作用。b(“branch”)命令将去运行指定的标签中的命令,而不是去运行它后面的下一个命令。因此,下一行将再次去运行这个 b 命令,这将导致永远循环下去。因此处理器将进入一个无限循环中,直到它安全关闭为止。

代码块结尾的一个空行是有意这样写的。GNU 工具链要求所有的汇编代码文件都是以空行结束的,因此,这就可以你确实是要结束了,并且文件没有被截断。如果你不这样处理,在汇编器运行时,你将收到烦人的警告。

7、树莓派上场

由于我们已经写完了代码,现在,我们可以将它上传到树莓派中了。在你的计算机上打开一个终端,改变当前工作目录为 source 文件夹的父级目录。输入 make 然后回车。如果报错,请参考排错章节。如果没有报错,你将生成三个文件。 kernel.img 是你的编译后的操作系统镜像。kernel.list 是你写的汇编代码的一个清单,它实际上是生成的。这在将来检查程序是否正确时非常有用。kernel.map 文件包含所有标签结束位置的一个映射,这对于跟踪值非常有用。

为安装你的操作系统,需要先有一个已经安装了树莓派操作系统的 SD 卡。如果你浏览 SD 卡中的文件,你应该能看到一个名为 kernel.img 的文件。将这个文件重命名为其它名字,比如 kernel_linux.img。然后,复制你编译的 kernel.img 文件到 SD 卡中原来的位置,这将用你的操作系统镜像文件替换现在的树莓派操作系统镜像。想切换回来时,只需要简单地删除你自己的 kernel.img 文件,然后将前面重命名的文件改回 kernel.img 即可。我发现,保留一个原始的树莓派操作系统的备份是非常有用的,万一你要用到它呢。

将这个 SD 卡插入到树莓派,并打开它的电源。这个 OK 的 LED 灯将亮起来。如果不是这样,请查看故障排除页面。如果一切如愿,恭喜你,你已经写出了你的第一个操作系统。课程 2 OK02 将指导你让 LED 灯闪烁和关闭闪烁。


  1. 是的,我说错了,它告诉的是链接器,它是另一个程序,用于将汇编器转换过的几个代码文件链接到一起。直接说是汇编器也没有大问题。
  2. 其实它们对你很重要。由于 GNU 工具链主要用于开发操作系统,它要求入口点必须是名为 _start 的地方。由于我们是开发一个操作系统,无论什么时候,它总是从 _start 开时的,而我们可以使用 .section .init 命令去设置它。因此,如果我们没有告诉它入口点在哪里,就会使工具链困惑而产生警告消息。所以,我们先定义一个名为 _start 的符号,它是所有人可见的(全局的),紧接着在下一行生成符号 _start 的地址。我们很快就讲到这个地址了。
  3. 本教程的设计减少了你阅读树莓派开发手册的难度,但是,如果你必须要阅读它,你可以在这里 SoC-Peripherals.pdf 找到它。由于添加了混淆,手册中 GPIO 使用了不同的地址系统。我们的操作系统中的地址 0x20200000 对应到手册中是 0x7E200000。
  4. mov 能够加载的值只有前 8 位是 1 的二进制表示的值。换句话说就是一个 0 后面紧跟着 8 个 10
  5. 一个很友好的硬件工程师是这样向我解释这个问题的:

原因是现在的芯片都是用一种称为 CMOS 的技术来制成的,它是互补金属氧化物半导体的简称。互补的意思是每个信号都连接到两个晶体管上,一个是使用 N 型半导体的材料制成,它用于将电压拉低,而另一个使用 P 型半导体材料制成,它用于将电压升高。在任何时刻,仅有一个半导体是打开的,否则将会短路。P 型材料的导电性能不如 N 型材料。这意味着三倍大的 P 型半导体材料才能提供与 N 型半导体材料相同的电流。这就是为什么 LED 总是通过降低为低电压来打开它,因为 N 型半导体拉低电压比 P 型半导体拉高电压的性能更强。

还有一个原因。早在上世纪七十年代,芯片完全是由 N 型材料制成的(NMOS),P 型材料部分使用了一个电阻来代替。这意味着当信号为低电压时,即便它什么事都没有做,芯片仍然在消耗能量(并发热)。你的电话装在口袋里什么事都不做,它仍然会发热并消耗你的电池电量,这不是好的设计。因此,信号设计成 “活动时低”,而不活动时为高电压,这样就不会消耗能源了。虽然我们现在已经不使用 NMOS 了,但由于 N 型材料的低电压信号比 P 型材料的高电压信号要快,所以仍然使用了这种设计。通常在一个 “活动时低” 信号名字上方会有一个条型标记,或者写作 SIGNAL_n/SIGNAL。但是即便这样,仍然很让人困惑,那怕是硬件工程师,也不可避免这种困惑!


via: https://www.cl.cam.ac.uk/projects/raspberrypi/tutorials/os/ok01.html

作者:Robert Mullins 选题:lujun9972 译者:qhwdw 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出

这个课程简介不包含实践内容,但它解释了一个操作系统的基本概念、汇编代码、和其它很重要的一些基本原理。如果你想直接进入实践环节,跳过本课程并不会有什么问题。

1、操作系统

操作系统就是一个非常复杂的程序。它的任务就是组织安排计算机上的其它程序,包括共享计算机的时间、内存、硬件和其它资源。你可能听说过的一些比较大的桌面操作系统家族有 GNU/Linux、Mac OS X 和 Microsoft Windows。其它的设备比如电话,也需要操作系统,它可能使用的操作系统是 Android、iOS 和 Windows Phone。 1

由于操作系统是用来与计算机系统上的硬件进行交互的,所以它必须了解系统上硬件专有的信息。为了能让操作系统适用于各种类型的计算机,发明了 驱动程序 的概念。驱动程序是为了能够让操作系统与特定的硬件进行交互而添加(并可删除)到操作系统上的一小部分代码。在本课程中,我们并不涉及如何创建可删除的驱动程序,而是专注于特定的一个硬件:树莓派。

操作系统有各种不同的设计方式,在本课程中,我们只触及操作系统设计的皮毛。本课程中,我们主要专注于操作系统与各种硬件的交互部分,因为这经常是比较棘手的部分,并且也是在网络上文档和帮助最少的部分。

2、汇编代码

处理器每秒可以执行上百万的指令,但是这些指令必须要简单。

本课程几乎要完全靠汇编代码来写。汇编代码非常接近计算机的底层。计算机其实是靠一个叫处理器的设备来工作的,处理器能够执行像加法这样的简单任务,还有一组叫做 RAM 的芯片,它能够用来保存数字。当计算机通电后,处理器执行程序员给定的一系列指令,这将导致内存中的数字发生变化,以及与连接的硬件进行交互。汇编代码只是将这些机器命令转换为人类可读的文本。

常规的编程就是,程序员使用编程语言,比如 C++、Java、C#、Basic 等等来写代码,然后一个叫编译器的程序将程序员写的代码转换成汇编代码,然后进一步转换为二进制代码。 2 二进制代码才是计算机真正能够理解的东西,但它是人类无法读取的东西。汇编代码比二进制代码好一点,至少它的命令是人类可读的,但它仍然让人很沮丧。请记住,你用汇编代码写的每个命令都是处理器可以直接认识的,因此这些命令设计的很简单,因为物理电路必须能够处理每个命令。

Compiler process

和普通编程一样,也有很多不同的汇编代码编程语言,但与普通编程不一样的是,每个汇编编程语言是面对不同的处理器的,每种处理器设计为去理解不同的语言。因此,用一个针对某种机器设计的汇编语言所写的汇编代码,是不能在其它种类的机器上运行的。很多情况下,这都是一个大灾难,因此每个程序都必须在使用它的不同种类的机器上重写一遍,但对于操作系统,这不是个问题,因为在不同的硬件上它必须得重写。尽管如此,大多数操作系统都是用 C++ 或 C 来写的,这样它们就可以很容易地在不同种类的硬件上使用,只需要重写那些必须用汇编代码来实现的部分即可。

现在,你已经准备好进入第一节课了,它是 课程 1 OK01


  1. 要查看更完整的操作系统列表,请参照:操作系统列表 - Wikipedia
  2. 当然,我简化了普通编程的这种解释,实际上它在很大程度上取决于语言和机器。感兴趣的话,参见 编译器 - Wikipedia

via: https://www.cl.cam.ac.uk/projects/raspberrypi/tutorials/os/introduction.html

作者:Robert Mullins 选题:lujun9972 译者:qhwdw 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出

我知道你在想什么:树莓派只能用在修修补补、原型设计和个人爱好中。它实际不能用在业务中。

毫无疑问,这台电脑的处理能力相对较低、易损坏的 SD 卡、缺乏电池备份以及支持的 DIY 性质,这意味着它不会是一个能在任何时候执行最关键的操作的专业的、已安装好、配置好的商业服务器的可行替代品。

但是它电路板便宜、功耗很小、小到几乎适合任何地方、无限灵活 —— 这实际上是处理办公室一些基本任务的好方法。

而且,更好的是,已经有一些人完成了这些项目并很乐意分享他们是如何做到的。

DNS 服务器

每次在浏览器中输入网站地址或者点击链接时,都需要将域名转换为数字 IP 地址,然后才能显示内容。

通常这意味着向互联网上某处 DNS 服务器发出请求 —— 但你可以通过本地处理来加快浏览速度。

你还可以分配自己的子域,以便本地访问办公室中的计算机。

这里了解它是如何工作的。

厕所占用标志

在厕所排过队吗?

这对于那些等待的人来说很烦人,花在处理它上面的时间会耗费你在办公室的工作效率。

我想你希望在办公室里也悬挂飞机上那个厕所有人的标志。

Occu-pi 是一个非常简单的解决方案,使用磁性开关和树莓派来判断螺栓何时关闭,并在 Slack 频道中更新“厕所在使用中” —— 这意味着整个办公室的人都可以看一眼电脑或者移动设备知道是否有空闲的隔间。

针对黑客的蜜罐陷阱

黑客破坏了网络的第一个线索是一些事情变得糟糕,这应该会吓到大多数企业主。

这就是可以用到蜜罐的地方:一台没有任何服务的计算机位于你的网络,将特定端口打开,伪装成黑客喜欢的目标。

安全研究人员经常在网络外部部署蜜罐,以收集攻击者正在做的事情的数据。

但对于普通的小型企业来说,这些作为一种绊脚石部署在内部更有用。因为普通用户没有真正的理由想要连接到蜜罐,所以任何发生的登录尝试都是正在进行捣乱的非常好的指示。

这可以提供对外部人员入侵的预警,并且也可以提供对值得信赖的内部人员的预警。

在较大的客户端/服务器网络中,将它作为虚拟机运行可能更为实用。但是在无线路由器上运行的点对点的小型办公室/家庭办公网络中,HoneyPi 之类的东西是一个很小的防盗报警器。

打印服务器

联网打印机更方便。

但更换所有打印机可能会很昂贵 —— 特别是如果你对现有的打印机感到满意的话。

将树莓派设置为打印服务器可能会更有意义。

网络附加存储(NAS)

将硬盘变为 NAS 是树莓派最早的实际应用之一,并且它仍然是最好的之一。

这是如何使用树莓派创建 NAS。

工单服务器

想要在预算不足的情况下在服务台中支持工单?

有一个名为 osTicket 的完全开源的工单程序,它可以安装在你的树莓派上,它甚至还有随时可用的 SD 卡镜像

数字标牌

无论是用于活动、广告、菜单还是其他任何东西,许多企业都需要一种显示数字标牌的方式 —— 而树莓派的廉价和省电使其成为一个非常有吸引力的选择。

这有很多可供选择的选项。

目录和信息亭

FullPageOS 是一个基于 Raspbian 的 Linux 发行版,它直接引导到 Chromium 的全屏版本 —— 这非常适合导购、图书馆目录等。

基本的内联网 Web 服务器

对于托管一个面向公众的网站,你最好有一个托管帐户。树莓派不适合面对真正的网络流量。

但对于小型办公室,它可以托管内部业务维基或基本的公司内网。它还可以用作沙箱环境,用于试验代码和服务器配置。

这里是如何在树莓派上运行 Apache、MySQL 和 PHP。

渗透测试器

Kali Linux 是专为探测网络安全漏洞而构建的操作系统。通过将其安装在树莓派上,你就拥有了一个超便携式穿透测试器,其中包含 600 多种工具。

你可以在这里找到树莓派镜像的种子链接。

绝对要小心只在你自己的网络或你有权对它安全审计的网络中使用它 —— 使用此方法来破解其他网络是严重的犯罪行为。

VPN 服务器

当你外出时,依靠的是公共无线互联网,你无法控制还有谁在网络中、谁在窥探你的所有流量。这就是为什么通过 VPN 连接加密所有内容可以让人放心。

你可以订阅任意数量的商业 VPN 服务,并且你可以在云中安装自己的服务,但是在办公室运行一个 VPN,这样你也可以从任何地方访问本地网络。

对于轻度使用 —— 比如偶尔的商务旅行 —— 树莓派是一种强大的,节约能源的设置 VPN 服务器的方式。(首先要检查一下你的路由器是不是不支持这个功能,许多路由器是支持的。)

这是如何在树莓派上安装 OpenVPN。

无线咖啡机

啊,美味:好喝的饮料是神赐之物,也是公司内工作效率的支柱。

那么,为什么不将办公室的咖啡机变成可以精确控制温度和无线连接的智能咖啡机呢?


via: https://blog.dxmtechsupport.com.au/11-uses-for-a-raspberry-pi-around-the-office/

作者:James Mawson 选题:lujun9972 译者:geekpi 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出

业余爱好者应该了解一下 RISC OS 的五个原因。

究竟什么是 RISC OS?嗯,它不是一种新的 Linux。它也不是有些人认为的 Windows。事实上,它发布于 1987 年,它比它们任何一个都要古老。但你看到它时不一定会意识到这一点。

其点击式图形用户界面在底部为活动的程序提供一个固定面板和一个图标栏。因此,它看起来像 Windows 95,并且比它早了 8 年。

这个操作系统最初是为 Acorn Archimedes 编写的。这台机器中的 Acorn RISC Machines CPU 是全新的硬件,因此需要在其上运行全新的软件。这是最早的 ARM 芯片上的系统,早于任何人想到的 Android 或 Armbian 之前。

虽然 Acorn 桌面最终消失了,但 ARM 芯片继续征服世界。在这里,RISC OS 一直有一个优点 —— 通常在嵌入式设备中,你从来没有真正地意识到它。RISC OS 过去长期以来一直是一个完全专有的操作系​​统。但近年来,该抄系统的所有者已经开始将源代码发布到一个名为 RISC OS Open 的项目中。

1、你可以将它安装在树莓派上

树莓派的官方操作系统 Raspbian 实际上非常棒(如果你对摆弄不同技术上新奇的东西不感兴趣,那么你可能最初也不会选择树莓派)。由于 RISC OS 是专门为 ARM 编写的,因此它可以在各种小型计算机上运行,​​包括树莓派的各个型号。

2、它超轻量级

我的树莓派上安装的 RISC 系统占用了几百兆 —— 这是在我加载了数十个程序和游戏之后。它们大多数时候不超过 1 兆。

如果你真的节俭,RISC OS Pico 可用在 16MB SD 卡上。如果你要在嵌入式系统或物联网项目中鼓捣某些东西,这是很完美的。当然,16MB 实际上比压缩到 512KB 的老 Archimedes 的 ROM 要多得多。但我想 30 年间内存技术的发展,我们可以稍微放宽一下了。

3、它非常适合复古游戏

当 Archimedes 处于鼎盛时期时,ARM CPU 的速度比 Apple Macintosh 和 Commodore Amiga 中的 Motorola 68000 要快几倍,它也完全吸了新的 386 技术。这使得它成为对游戏开发者有吸引力的一个平台,他们希望用这个星球上最强大的桌面计算机来支撑他们的东西。

那些游戏的许多拥有者都非常慷慨,允许业余爱好者免费下载他们的老作品。虽然 RISC OS 和硬件已经发展了,但只需要进行少量的调整就可以让它们运行起来。

如果你有兴趣探索这个,这里有一个指南让这些游戏在你的树莓派上运行。

4、它有 BBC BASIC

就像过去一样,按下 F12 进入命令行,输入 *BASIC,就可以看到一个完整的 BBC BASIC 解释器。

对于那些在 80 年代没有接触过它的人,请让我解释一下:BBC BASIC 是当时我们很多人的第一个编程语言,因为它专门教孩子如何编码。当时有大量的书籍和杂志文章教我们编写自己的简单但高度可玩的游戏。

几十年后,对于一个想要在学校假期做点什么的有技术头脑的孩子而言,在 BBC BASIC 上编写自己的游戏仍然是一个很棒的项目。但很少有孩子在家里有 BBC micro。那么他们应该怎么做呢?

当然,你可以在每台家用电脑上运行解释器,但是当别人需要使用它时就不能用了。那么为什么不使用装有 RISC OS 的树莓派呢?

5、它是一个简单的单用户操作系统

RISC OS 不像 Linux 一样有自己的用户和超级用户访问权限。它有一个用户并可以完全访问整个机器。因此,它可能不是跨企业部署的最佳日常驱动,甚至不适合给老人家做银行业务。但是,如果你正在寻找可以用来修改和鼓捣的东西,那绝对是太棒了。你和机器之间没有那么多障碍,所以你可以直接闯进去。

扩展阅读

如果你想了解有关此操作系统的更多信息,请查看 RISC OS Open,或者将镜像烧到闪存到卡上并开始使用它。


via: https://opensource.com/article/18/7/gentle-intro-risc-os

作者:James Mawson 选题:lujun9972 译者:geekpi 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出

这篇简单的教程可以让你在树莓派上运行你的 WordPress 网站。

WordPress 是一个非常受欢迎的开源博客平台和内容管理平台(CMS)。它很容易搭建,而且还有一个活跃的开发者社区构建网站、创建主题和插件供其他人使用。

虽然通过一键式 WordPress 设置获得托管包很容易,但也可以简单地通过命令行在 Linux 服务器上设置自己的托管包,而且树莓派是一种用来尝试它并顺便学习一些东西的相当好的途径。

一个经常使用的 Web 套件的四个部分是 Linux、Apache、MySQL 和 PHP。这里是你对它们每一个需要了解的。

Linux

树莓派上运行的系统是 Raspbian,这是一个基于 Debian,为运行在树莓派硬件上而优化的很好的 Linux 发行版。你有两个选择:桌面版或是精简版。桌面版有一个熟悉的桌面还有很多教育软件和编程工具,像是 LibreOffice 套件、Mincraft,还有一个 web 浏览器。精简版本没有桌面环境,因此它只有命令行以及一些必要的软件。

这篇教程在两个版本上都可以使用,但是如果你使用的是精简版,你必须要有另外一台电脑去访问你的站点。

Apache

Apache 是一个受欢迎的 web 服务器应用,你可以安装在你的树莓派上伺服你的 web 页面。就其自身而言,Apache 可以通过 HTTP 提供静态 HTML 文件。使用额外的模块,它也可以使用像是 PHP 的脚本语言提供动态网页。

安装 Apache 非常简单。打开一个终端窗口,然后输入下面的命令:

sudo apt install apache2 -y

Apache 默认放了一个测试文件在一个 web 目录中,你可以从你的电脑或是你网络中的其他计算机进行访问。只需要打开 web 浏览器,然后输入地址 <http://localhost>。或者(特别是你使用的是 Raspbian Lite 的话)输入你的树莓派的 IP 地址代替 localhost。你应该会在你的浏览器窗口中看到这样的内容:

这意味着你的 Apache 已经开始工作了!

这个默认的网页仅仅是你文件系统里的一个文件。它在你本地的 /var/www/html/index/html。你可以使用 Leafpad 文本编辑器写一些 HTML 去替换这个文件的内容。

cd /var/www/html/
sudo leafpad index.html

保存并关闭 Leafpad 然后刷新网页,查看你的更改。

MySQL

MySQL(读作 “my S-Q-L” 或者 “my sequel”)是一个很受欢迎的数据库引擎。就像 PHP,它被非常广泛的应用于网页服务,这也是为什么像 WordPress 一样的项目选择了它,以及这些项目是为何如此受欢迎。

在一个终端窗口中输入以下命令安装 MySQL 服务(LCTT 译注:实际上安装的是 MySQL 分支 MariaDB):

sudo apt-get install mysql-server -y

WordPress 使用 MySQL 存储文章、页面、用户数据、还有许多其他的内容。

PHP

PHP 是一个预处理器:它是在服务器通过网络浏览器接受网页请求是运行的代码。它解决那些需要展示在网页上的内容,然后发送这些网页到浏览器上。不像静态的 HTML,PHP 能在不同的情况下展示不同的内容。PHP 是一个在 web 上非常受欢迎的语言;很多像 Facebook 和 Wikipedia 的项目都使用 PHP 编写。

安装 PHP 和 MySQL 的插件:

sudo apt-get install php php-mysql -y

删除 index.html,然后创建 index.php

sudo rm index.html
sudo leafpad index.php

在里面添加以下内容:

<?php phpinfo(); ?>

保存、退出、刷新你的网页。你将会看到 PHP 状态页:

WordPress

你可以使用 wget 命令从 wordpress.org 下载 WordPress。最新的 WordPress 总是使用 wordpress.org/latest.tar.gz 这个网址,所以你可以直接抓取这些文件,而无需到网页里面查看,现在的版本是 4.9.8。

确保你在 /var/www/html 目录中,然后删除里面的所有内容:

cd /var/www/html/
sudo rm *

使用 wget 下载 WordPress,然后提取里面的内容,并移动提取的 WordPress 目录中的内容移动到 html 目录下:

sudo wget http://wordpress.org/latest.tar.gz
sudo tar xzf latest.tar.gz
sudo mv wordpress/* .

现在可以删除压缩包和空的 wordpress 目录了:

sudo rm -rf wordpress latest.tar.gz

运行 ls 或者 tree -L 1 命令显示 WordPress 项目下包含的内容:

.
├── index.php
├── license.txt
├── readme.html
├── wp-activate.php
├── wp-admin
├── wp-blog-header.php
├── wp-comments-post.php
├── wp-config-sample.php
├── wp-content
├── wp-cron.php
├── wp-includes
├── wp-links-opml.php
├── wp-load.php
├── wp-login.php
├── wp-mail.php
├── wp-settings.php
├── wp-signup.php
├── wp-trackback.php
└── xmlrpc.php

3 directories, 16 files

这是 WordPress 的默认安装源。在 wp-content 目录中,你可以编辑你的自定义安装。

你现在应该把所有文件的所有权改为 Apache 的运行用户 www-data

sudo chown -R www-data: .

WordPress 数据库

为了搭建你的 WordPress 站点,你需要一个数据库。这里使用的是 MySQL。

在终端窗口运行 MySQL 的安全安装命令:

sudo mysql_secure_installation

你将会被问到一系列的问题。这里原来没有设置密码,但是在下一步你应该设置一个。确保你记住了你输入的密码,后面你需要使用它去连接你的 WordPress。按回车确认下面的所有问题。

当它完成之后,你将会看到 “All done!” 和 “Thanks for using MariaDB!” 的信息。

在终端窗口运行 mysql 命令:

sudo mysql -uroot -p

输入你创建的 root 密码(LCTT 译注:不是 Linux 系统的 root 密码,是 MySQL 的 root 密码)。你将看到 “Welcome to the MariaDB monitor.” 的欢迎信息。在 “MariaDB [(none)] >” 提示处使用以下命令,为你 WordPress 的安装创建一个数据库:

create database wordpress;

注意声明最后的分号,如果命令执行成功,你将看到下面的提示:

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

把数据库权限交给 root 用户在声明的底部输入密码:

GRANT ALL PRIVILEGES ON wordpress.* TO 'root'@'localhost' IDENTIFIED BY 'YOURPASSWORD';

为了让更改生效,你需要刷新数据库权限:

FLUSH PRIVILEGES;

Ctrl+D 退出 MariaDB 提示符,返回到 Bash shell。

WordPress 配置

在你的 树莓派 打开网页浏览器,地址栏输入 http://localhost。选择一个你想要在 WordPress 使用的语言,然后点击“Continue”。你将会看到 WordPress 的欢迎界面。点击 “Let’s go!” 按钮。

按照下面这样填写基本的站点信息:

Database Name:      wordpress
User Name:          root
Password:           <YOUR PASSWORD>
Database Host:      localhost
Table Prefix:       wp_

点击 “Submit” 继续,然后点击 “Run the install”。

按下面的格式填写:为你的站点设置一个标题、创建一个用户名和密码、输入你的 email 地址。点击 “Install WordPress” 按钮,然后使用你刚刚创建的账号登录,你现在已经登录,而且你的站点已经设置好了,你可以在浏览器地址栏输入 http://localhost/wp-admin 查看你的网站。

永久链接

更改你的永久链接设置,使得你的 URL 更加友好是一个很好的想法。

要这样做,首先登录你的 WordPress ,进入仪表盘。进入 “Settings”,“Permalinks”。选择 “Post name” 选项,然后点击 “Save Changes”。接着你需要开启 Apache 的 rewrite 模块。

sudo a2enmod rewrite

你还需要告诉虚拟托管服务,站点允许改写请求。为你的虚拟主机编辑 Apache 配置文件:

sudo leafpad /etc/apache2/sites-available/000-default.conf

在第一行后添加下面的内容:

<Directory "/var/www/html">
    AllowOverride All
</Directory>

确保其中有像这样的内容 <VirtualHost *:80>

<VirtualHost *:80>
    <Directory "/var/www/html">
        AllowOverride All
    </Directory>
    ...

保存这个文件,然后退出,重启 Apache:

sudo systemctl restart apache2

下一步?

WordPress 是可以高度自定义的。在网站顶部横幅处点击你的站点名,你就会进入仪表盘。在这里你可以修改主题、添加页面和文章、编辑菜单、添加插件、以及许多其他的事情。

这里有一些你可以在树莓派的网页服务上尝试的有趣的事情:

  • 添加页面和文章到你的网站
  • 从外观菜单安装不同的主题
  • 自定义你的网站主题或是创建你自己的
  • 使用你的网站服务向你的网络上的其他人显示有用的信息

不要忘记,树莓派是一台 Linux 电脑。你也可以使用相同的结构在运行着 Debian 或者 Ubuntu 的服务器上安装 WordPress。


via: https://opensource.com/article/18/10/setting-wordpress-raspberry-pi

作者:Ben Nuttall 选题:lujun9972 译者:dianbanjiu 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出

如果你正在计划你的下一个树莓派项目,那么这些博客或许有帮助。

网上有很多很棒的树莓派爱好者网站、教程、代码仓库、YouTube 频道和其他资源。以下是我最喜欢的十大树莓派博客,排名不分先后。

1、Raspberry Pi Spy

树莓派粉丝 Matt Hawkins 从很早开始就在他的网站 Raspberry Pi Spy 上撰写了大量全面且信息丰富的教程。我从这个网站上直接学到了很多东西,而且 Matt 似乎也总是涵盖到众多主题的第一个人。在我学习使用树莓派的前三年里,多次在这个网站得到帮助。

值得庆幸的是,这个不断采用新技术的网站仍然很强大。我希望看到它继续存在下去,让新社区成员在需要时得到帮助。

2、Adafruit

Adafruit 是硬件黑客中知名品牌之一。该公司制作和销售漂亮的硬件,并提供由员工、社区成员,甚至 Lady Ada 女士自己编写的优秀教程。

除了网上商店,Adafruit 还经营一个博客,这个博客充满了来自世界各地的精彩内容。在博客上可以查看树莓派的类别,特别是在工作日的最后一天,会在 Adafruit Towers 举办名为 Friday is Pi Day 的活动。

3、Recantha 的 Raspberry Pi Pod

Mike Horne(Recantha)是英国一位重要的树莓派社区成员,负责 CamJam 和 Potton Pi&Pint(剑桥的两个树莓派社团)以及 Pi Wars (一年一度的树莓派机器人竞赛)。他为其他人建立树莓派社团提供建议,并且总是有时间帮助初学者。Horne 和他的共同组织者 Tim Richardson 一起开发了 CamJam Edu Kit (一系列小巧且价格合理的套件,适合初学者使用 Python 学习物理计算)。

除此之外,他还运营着 Pi Pod,这是一个包含了世界各地树莓派相关内容的博客。它可能是这个列表中更新最频繁的树莓派博客,所以这是一个把握树莓派社区动向的极好方式。

4. Raspberry Pi 官方博客

必须提一下树莓派基金会的官方博客,这个博客涵盖了基金会的硬件、软件、教育、社区、慈善和青年编码俱乐部的一系列内容。博客上的大型主题是家庭数字化、教育授权,以及硬件版本和软件更新的官方新闻。

该博客自 2011 年 运行至今,并提供了自那时以来所有 1800 多个帖子的 存档 。你也可以在 Twitter 上关注@raspberrypi\_otd,这是我用 Python 创建的机器人(教程在这里:Opensource.com)。Twitter 机器人推送来自博客存档的过去几年同一天的树莓派帖子。

5、RasPi.tv

另一位开创性的树莓派社区成员是 Alex Eames,通过他的博客和 YouTube 频道 RasPi.tv,他很早就加入了树莓派社区。他的网站为很多创客项目提供高质量、精心制作的视频教程和书面指南。

Alex 的网站 RasP.iO 制作了一系列树莓派附加板和配件,包括方便的 GPIO 端口引脚、电路板测量尺等等。他的博客也拓展到了 ArduinoWEMO 以及其他小网站。

6、pyimagesearch

虽然不是严格的树莓派博客(名称中的“py”是“Python”,而不是“树莓派”),但该网站的 树莓派栏目 有着大量内容。 Adrian Rosebrock 获得了计算机视觉和机器学习领域的博士学位,他的博客旨在分享他在学习和制作自己的计算机视觉项目时所学到的机器学习技巧。

如果你想使用树莓派的相机模块学习面部或物体识别,来这个网站就对了。Adrian 在图像识别领域的深度学习和人工智能知识和实际应用是首屈一指的,而且他编写了自己的项目,这样任何人都可以进行尝试。

7、Raspberry Pi Roundup

这个博客由英国官方树莓派经销商之一 The Pi Hut 进行维护,会有每周的树莓派新闻。这是另一个很好的资源,可以紧跟树莓派社区的最新资讯,而且之前的文章也值得回顾。

8、Dave Akerman

Dave Akerman 是研究高空热气球的一流专家,他分享使用树莓派以最低的成本进行热气球发射方面的知识和经验。他会在一张由热气球拍摄的平流层照片下面对本次发射进行评论,也会对个人发射树莓派热气球给出自己的建议。

查看 Dave 的博客,了解精彩的临近空间摄影作品。

9、Pimoroni

Pimoroni 是一家世界知名的树莓派经销商,其总部位于英国谢菲尔德。这家经销商制作了著名的 树莓派彩虹保护壳,并推出了许多极好的定制附加板和配件。

Pimoroni 的博客布局与其硬件设计和品牌推广一样精美,博文内容非常适合创客和业余爱好者在家进行创作,并且可以在有趣的 YouTube 频道 Bilge Tank 上找到。

10、Stuff About Code

Martin O'Hanlon 以树莓派社区成员的身份转为了树莓派基金会的员工,他起初出于乐趣在树莓派上开发“我的世界”作弊器,最近作为内容编辑加入了树莓派基金会。幸运的是,马丁的新工作并没有阻止他更新博客并与世界分享有益的趣闻。

除了“我的世界”的很多内容,你还可以在 Python 库、Blue Dotguizero 上找到 Martin O'Hanlon 的贡献,以及一些总结性的树莓派技巧。


via: https://opensource.com/article/18/8/top-10-raspberry-pi-blogs-follow

作者:Ben Nuttall 选题:lujun9972 译者:jlztan 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出