ZeroMQ for RaspberryPi

自從在開發機上準備好 toolchain 後，就一直沒有實際找 project 嘗試編譯給 RPi 使用。而最近 Lab 的 Project 也需要使用到 ZeroMQ，因此本次就先以 ZeroMQ 當作練習對象。

在開始之前，請先確定有下列檔案：

1. zeromq-2.2.0.tar.gz（我以 Stable release 2.2 版本為範例）
    下載位置：zeromq
2. util-linux-2.22.2.tar.gz（ZeroMQ 編譯時需要 uuid-dev 相關函式庫）
    下載位置：util-linux
3. toolchain for RPi
（以 Raspberry Pi：Cross-compiler (update) 中所下載的 32 bits 為範例）
    由於 Raspbian 有支援 hardfp，
    因此使用的 toolchain 為官方提供的 toolchain 中的 arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi。

首先，先將 toolchain 與環境參數設定好：

我將 toolchain 安裝在

/home/bkdragon/rpi/rpi_cross_compiler_x86/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi

1. 登入 root 身分

$ sudo -i

2. 設定 PATH

$ export PATH=$PATH:/home/bkdragon/rpi/rpi_cross_compiler_x86/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/bin

以上便設定好 toolchain。

接著編譯 uuid-dev 相關的函示庫，

編譯 ZeroMQ 時需要用到。


1. 切換目錄至 util-linux-2.22.2.tar.gz 所在位置

$ cd /tools

2. 建立暫時安裝目錄

$ mkdir util-linux-tmp

3. 解壓縮 util-linux-2.22.2.tar.gz

$ tar -xzvf util-linux-2.22.2.tar.gz

4. 進入 util-linux-2.22.2

$ cd util-linux-2.22.2/

5. 執行 configure 進行配置

$ ./configure -without-ncurses -host=arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi -disable-login -disable-su -prefix=/tools/util-linux-tmp

6. 開始編譯

$ make

7. 執行安裝

$ make install

8. 切換到 util-linux-tmp

$ cd /tools/util-linux-tmp

9. 將 lib/ 目錄底下的 libuuid.a libuuid.la libuuid.so libuuid.so.1 libuuid.so.1.3.0 複製到 toolchain 的 lib 中

$ cp lib/libuuid* /home/bkdragon/rpi/rpi_cross_compiler_x86/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/lib

10. 將 include/ 目錄底下的 uuid 目錄複製到 toolchain 的 include 中

$ cp -r include/uuid /home/bkdragon/rpi/rpi_cross_compiler_x86/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/include

以上步驟設置完 uuid-dev 當相關函式庫；

接著開始編譯 ZeroMQ 的函示庫！

1. 切換目錄至 zeromq-2.2.0.tar.gz 所在位置

$ cd /tools

2. 建立暫時安裝目錄

$ mkdir zeromq-2.2.0-rpi

3. 解壓縮 zeromq-2.2.0.tar.gz

$ tar -xzvf zeromq-2.2.0.tar.gz

4. 進入 zeromq-2.2.0

$ cd zeromq-2.2.0/

5. 執行 configure 進行配置

$ ./configure -host=arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi -prefix=/tools/zeromq-2.2.0-rpi

6. 開始編譯

$ make

7. 執行安裝

$ make install

8. 所有 ZeroMQ 的相關檔案會被放置在 /tools/zeromq-2.2.0-rpi 底下，將整個目錄把包

$ cd ..
$ tar -czvf zeromq-2.2.0-rpi.tar.gz zeromq-2.2.0-rpi/

9. 將 zeromq-2.2.0-rpi.tar.gz 複製到 RPi 後，解壓縮到 /usr/local 中，並執行 ldconfig

(on RPi) $ cp -r * /usr/local
(on RPi) $ sudo ldconfig

以上即完成在開發機上的 ZeroMQ for RPi 編譯動作。
之後再 RPi 上編譯 ZeroMQ 的程式測試是否正常運作！

Raspberry Pi：安裝OS、簡易設定 (update)

做此步驟前，請先準備以下工具：

1. 4 GB以上的SD卡（點選這裡，查看是否相容RPi）
2. SD card reader

下載並安裝 RPi OS image 進 SD Card

這邊我以 Raspberry Pi 官方推薦初學者使用的 Raspbian “wheezy” 作為範例，並以 Windows 作為安裝 OS 的平台，Linux 和 MAC OS 請參考 官方Wiki。

1. 首先至官方網站的 Download 下載 Raspbian “wheezy” 的 ZIP 檔，解壓縮得 ISO。

2. 將 SD 卡先格式化。

3. 下載 Win32DiskImager 並解壓縮。

4. 執行 Win32DiskImager。

5. Image File 選擇欲安裝進 SD 卡的 ISO（Ex：D:/2012-10-28-wheezy-raspbian.iso）。

6. Device 選擇 SD 卡的位置。

7. 按下 Write，喝杯咖啡，回來就安裝好了！

以上步驟沒有難度，之後只需要插上 Raspberry Pi，插上周邊啟動它。

簡易設定

而將 SD 卡插上 Raspberry Pi 後，第一次啟動會跳出 config 畫面，可依照自己的需求調整。

如果你錯過的這個 config 畫面，可在 command line 執行：

$ sudo raspi-config

• info：顯示該 tool 資訊。
• expand_rootfs：當你的 SD 卡容量有 4GB 以上時，安裝完成 OS 後你會發現到實際上能使用的空間只有 2GB，選擇此項目可讓可使用的空間擴大到整張 SD 卡的容量。
• overscan：調整螢幕輸出解析度。
• configure_keyboard：設定鍵盤配置。
• change_pass：修改密碼。
• change_locale：修改地區。
• change_timezone：修改時區。
• memory_split：修改記憶體分割。
• overclock：超頻選項。
• ssh：如果需要以 ssh 的方式使用 RPi，請選此選項啟動 sshd。
• boot_behaviour：修改 boot 後的動作，可直接自動執行 X window。
• update：更新 raspi-config 工具。

預設帳號密碼

Raspberry "wheezy" 這個 OS 的預設帳號：pi，密碼：raspberry。
不是每一套都是此設定，請參考 OS 發布版本的說明。

啟動 X Window

在 command line 執行：

$ startx

針對DVI螢幕調整（option）

hdmi_group=2
hdmi_mode=82
hdmi_force_hotplug=1

Raspberry Pi：Cross-compiler (update)

有鑒於 Raspberry Pi 的 CPU 和 RAM 的效能限制，在編譯大型檔案時需要耗費相當長的時間。（像我自己就傻傻地直接在 Raspberry Pi 上編譯 ZMQ...）因此通常在開發嵌入式系統的程式時，通常都會在其他電腦上透過 Cross-compiler 的方式編譯給板子執行的程式。

官方的 Wiki 的 Cross-compiler 說明中，已經有提供了官方預先 build 好的 cross-compiler 程式提供開發者使用，省去大量時間去下載、設定、編譯 crosstool-NG、Linaro GCC，之後才得到能用的 cross-compiler。

在此就簡單說明（真的超簡單）如何在 Linux 底下，建立 Cross-compiler 環境，幫我們可愛的 Raspberry Pi 編譯給它執行的程式！

※注意※

經測試後，Pre-build 的 cross-compiler 僅適用於 32-bit Linux，64-bit 需自行手動編譯。

1. 用 Linux 系統下指令抓取 tools

$ git clone git://github.com/raspberrypi/tools.git

2. 下載完後，依需求設定 PATH 環境路徑，方便往後呼叫程式。

$ export PATH=$PATH:/home/yourname/<cross-compiler path>/bin

使用範例

做完上面步驟後，進入 tools/arm-bcm2708/ 目錄會發現有三個子目路，分別為不同參數所產生出來的 cross-compiler，請依照需求，以及 RPi 所使用的 OS 做選擇。

首先我先寫一個簡單的 Hello World，儲存在 /tmp/hello.c，之後編譯程式

$ arm-linux-gnueabihf-gcc /tmp/hello.c -o hello

完成後和一般 gcc 一樣，會產生 hello 的可執行檔，不過這是要給 Raspberry Pi 執行的程式。Raspberry Pi 所使用的 CPU 是 ARMv6，除非你的 cross-compiler 環境和 Raspberry Pi 雷同，不然這隻程式是沒辦法執行的。

之後請複製到 Raspberry Pi 中，個人是以 scp 進行遠端複製，執行！

看到 Hello World，表示程式碼成功透過 cross-compiler 將程式編譯成給 Raspberry Pi 執行的程式。

手動建置 Cross-compiler

如果覺得這個方式真的太過於簡單、想嘗試練習自行建置 Cross-compiler，或是和我一樣，是以 64-bit Linux 做為開發環境的話，請參考以下網頁建置 cross-compiler 編譯環境。

1. 官方 Wiki （RPi Linaro GCC Compilation）

2. How to build a cross compiler for your Raspberry Pi

Ubuntu：apt-file 套件搜尋小技巧

今天在編譯 Raspberry Pi 的過程中，缺少了不少編譯所需要的套件。對 Linux 不熟的我，通常看到這些缺少的元件，都不知道從何下手，而在搜尋過程中發現到一個利用 apt-file 來尋找特定元件包含在哪個套件中，實際應用節省了我不少的時間。

我在 Ubuntu 12.04 寫以下範例。

1. Ubuntu 預設是沒有安裝 apt-file，先把它安裝起來

$ apt-get install apt-file

2. 安裝完成後，更新套件訊息

$ apt-file update

3. 搜尋你想要的檔案，如：curses.h

$ apt-file search curses.h

4. apt-file 會列出套件名稱，以其底下符合條件的檔案名稱，從中找到所需要的。

5. 紅框框起來的部分就是我要的

$ apt-get install libncurses5-dev

問題解決！

Raspberry Pi：Setting up Static IP

如果有和我一樣的需求，要讓 Raspberry Pi 使用靜態 IP，而非透過 DHCP 方式取得 IP，可以仿照 Linux 的方式設定。

$ sudo vi /etc/network/interfaces

在文件中找到下列該行，並插入 # 註解掉。

#iface eth0 inet dhcp

在下方插入以下內容

iface eth0 inet static
address <你要給 RPi 使用的 IP>
netmask <子網路遮罩>
gateway <Gateway IP>

Reboot Raspberry Pi 後完成設定！

修改DNS server

$ sudo vi /etc/resolv.conf

Ganglia on Ubuntu server 12.04 LTS (update)

　　Ganglia Monitoring System 是一套用來監視 grids 或 clusters 的可擴充性分散式系統監視工具軟體，結合了web-frontend網頁介面，使主機管理員可以在遠端，以閱覽網頁、觀察圖形的方式，監視每個 grids 或 clusters 的系統資訊，包括CPU、MEM、網路流量、process數......等等。
　　這是一套 BSD-licensed 的 open source software，由 Berkeley 大學所開發的。許多 Linux 發行版的套件庫皆有提供 ganglia 的套件，Ubuntu 也不例外。

Raspberry Pi Model B

我絕對不會說這是早上離開宿舍時，腳被某個小箱子絆倒；
或是騎車到學校路上，被叼著箱子的狗跟著跑。（以上開箱文老梗）
因為這是...... 從覆盆子枝幹上摘下來的。（被打）

今天早上終於拿到了實驗室新玩具：Raspberry Pi Model B！
不過現在還沒有時間和周邊可以測試，處裡完一些工作後再來測試！
Raspberry Pi真的很小片，跟我的HTC Aria差不多大小而已！

先簡單放上兩張簡單的開箱圖，手機照相解析度差，傷眼抱歉。