Um sistema operacional é um programa que permite a interação de um usuário com um computador além de gerenciar os seus recursos para realizar tarefas. Uma componente de um sistema operacional é o seu Kernel, componente de um sistema operacional que reúne funções como gerenciamento de memória e gerenciamento de processos. O primeiro esforço de implantar um sistema operacional para uso na labrador foi feito com o Kernel do Linux uma vez que apresenta o seu código fonte aberto e com diversas implementações de compatibilidade específica para diferentes arquiteturas de processadores e conjuntos de instruções. Dessa forma, é possível adapta-lo para apresentar compatibilidade com o sistema da Labrador.

É possível verificar o código fonte do Kernel do Linux no [https://github.com/torvalds/linux github].

Com isso, é possível utilizar sistemas operacionais baseados em Kernel de Linux, popularmente referido como distribuições. O termo distribuição remete a tempos incipientes da comunidade Linux em que as pessoas compartilhavam modificações feitas com adições de interfaces gráficas ou ferramentas auxiliares que complementavam as funções básicas do Kernel do Linux, assim constituindo a completude de um Sistema Operacional. Por essa natureza de compartilhamento, para a comunidade de usuários Linux, o termo distribuição acabou se tornando intercambiável com o termo Sistema Operacional.

Dessa forma, é possível utilizar distribuições baseadas no Kernel do Linux como Ubuntu, Debian, Mint, etc na labrador com o Kernel compilado oferecido em seu github, assim como é possível que você mesmo o compile.

== Versão Do Kernel ==

Para verificar qual é a versão atual do Kernel, abra o Terminal (ctrl + alt + T) e digite:

$ cat /proc/version

[[Arquivo:cat_proc_version.png|none|658px|Versão do Kernel]]

Pode-se verificar que neste caso a versão do Kernel é a 4.14.13.

== Atualização Do Kernel ==

Por diversas razões pode ser necessário trocar ou atualizar o Kernel, seja para suportar novos hardwares ou mesmo melhorar o desempenho com hardwares já suportados ou ainda prover novas funcionalidades a esses hardwares já suportados. É valido observar que este processo pode causar problemas ao seu sistema.

É possível realizar a troca do Kernel de algumas maneiras, a mais simples é utilizando a versão já compilada para a Labrador, que pode ser encontrada no GitHub da [https://github.com/caninos-loucos/labrador-aarch64-linux-4 Caninos Loucos]. Procure os arquivos na pasta <code>output</code> ou <code>output32</code>.

===Troca De Kernel Compilado===

Para realizar a troca do Kernel em um sistema Debian siga os passos a seguir:

#Baixar os arquivos da pasta <code>output</code> ou <code>output32</code>;
#Baixar o script <code>install.sh</code> ou <code>install32.sh</code> do repositório caso esteja usando um sistema baseado em Debian;
#Executar o script correspondente ao modelo da sua Labrador;

Caso você utilize uma distribuição diferente, execute os passos:

<pre>lsblk</pre>
para descobrir o diretório do cartão SD
[[Arquivo:Lsblk.jpeg|frame|658px|Resultado do comando <code>lsblk</code>. O cartão SD está mapeado em <code>/dev/mmcblk0</code>, mas em alguns casos pode estar em <code>/dev/sdaX</code>, onde X pode ser 1, 2, 3...]]
'''Labrador 64 bits (core 3.0+)'''

<pre>
cd output
sudo cp Image [ponto de montagem do cartão]/linux64/boot
sudo cp v3psci.dtb [ponto de montagem do cartão]/linux64/boot
sudo cp -r lib/modules [ponto de montagem do cartão]/linux64/lib
</pre>

'''Labrador 32 bits (core 2.X)'''

<pre>
cd output32
sudo cp uImage [ponto de montagem do cartão]/BOOT
sudo cp kernel.dtb [ponto de montagem do cartão]/BOOT
sudo cp -r lib/modules [ponto de montagem do cartão]/SYSTEM/lib
</pre>

Após esse processo a Labrador já será inicializada com o Kernel desejado.

==Compilando o Kernel==
Para realizar a compilação em um sistema baseado em Debian, é necessário seguir os seguintes passos:

'''Instalar os pré-requisitos para a compilação'''

<pre>sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential binutils gcc-aarch64-linux-gnu make git
sudo apt-get install bison flex libncurses-dev libssl-dev</pre>

'''Clonar o [https://github.com/caninos-loucos/labrador-aarch64-linux-4 repositório da Caninos Loucos]'''

<pre>git clone https://www.github.com/caninos-loucos/labrador-aarch64-linux-4</pre>

'''Compilar'''

Para os modelos de 64 bits, utilizar
<pre>make</pre>
ou, para o modelo de 32 bits,
<pre>make all32</pre>

===Compilação incremental===
Para não ser necessário recompilar todos os arquivos de uma vez, e em vez disso compilar apenas os arquivos modificados, utilizar
<pre>make kernel</pre>
para sistemas de 64 bits ou
<pre>make kernel32</pre>
para sistemas 32 bits.

Kernel

2023-04-27T15:04:56Z

Anacforcelli: corrigir lsblk.jpeg

Um sistema operacional é um programa que permite a interação de um usuário com um computador além de gerenciar os seus recursos para realizar tarefas. Uma componente de um sistema operacional é o seu Kernel, componente de um sistema operacional que reúne funções como gerenciamento de memória e gerenciamento de processos. O primeiro esforço de implantar um sistema operacional para uso na labrador foi feito com o Kernel do Linux uma vez que apresenta o seu código fonte aberto e com diversas implementações de compatibilidade específica para diferentes arquiteturas de processadores e conjuntos de instruções. Dessa forma, é possível adapta-lo para apresentar compatibilidade com o sistema da Labrador.

É possível verificar o código fonte do Kernel do Linux no [https://github.com/torvalds/linux github].

Com isso, é possível utilizar sistemas operacionais baseados em Kernel de Linux, popularmente referido como distribuições. O termo distribuição remete a tempos incipientes da comunidade Linux em que as pessoas compartilhavam modificações feitas com adições de interfaces gráficas ou ferramentas auxiliares que complementavam as funções básicas do Kernel do Linux, assim constituindo a completude de um Sistema Operacional. Por essa natureza de compartilhamento, para a comunidade de usuários Linux, o termo distribuição acabou se tornando intercambiável com o termo Sistema Operacional.

Dessa forma, é possível utilizar distribuições baseadas no Kernel do Linux como Ubuntu, Debian, Mint, etc na labrador com o Kernel compilado oferecido em seu github, assim como é possível que você mesmo o compile.

== Versão Do Kernel ==

Para verificar qual é a versão atual do Kernel, abra o Terminal (ctrl + alt + T) e digite:

$ cat /proc/version

[[Arquivo:cat_proc_version.png|none|658px|Versão do Kernel]]

Pode-se verificar que neste caso a versão do Kernel é a 4.14.13.

== Atualização Do Kernel ==

Por diversas razões pode ser necessário trocar ou atualizar o Kernel, seja para suportar novos hardwares ou mesmo melhorar o desempenho com hardwares já suportados ou ainda prover novas funcionalidades a esses hardwares já suportados. É valido observar que este processo pode causar problemas ao seu sistema.

É possível realizar a troca do Kernel de algumas maneiras, a mais simples é utilizando a versão já compilada para a Labrador, que pode ser encontrada no GitHub da [https://github.com/caninos-loucos/labrador-aarch64-linux-4 Caninos Loucos]. Procure os arquivos na pasta <code>output</code> ou <code>output32</code>.

===Troca De Kernel Compilado===

Para realizar a troca do Kernel em um sistema Debian siga os passos a seguir:

#Baixar os arquivos da pasta <code>output</code> ou <code>output32</code>;
#Baixar o script <code>install.sh</code> ou <code>install32.sh</code> do repositório caso esteja usando um sistema baseado em Debian;
#Executar o script correspondente ao modelo da sua Labrador;

Caso você utilize uma distribuição diferente, execute os passos:

<pre>lsblk</pre>
para descobrir o diretório do cartão SD
[[Arquivo:Lsblk.jpeg|none|658px|Resultado do comando <code>lsblk</code>. O cartão SD está mapeado em <code>/dev/mmcblk0</code>, mas em alguns casos pode estar em <code>/dev/sdaX</code>, onde X pode ser 1, 2, 3...]]
'''Labrador 64 bits (core 3.0+)'''

<pre>
cd output
sudo cp Image [ponto de montagem do cartão]/linux64/boot
sudo cp v3psci.dtb [ponto de montagem do cartão]/linux64/boot
sudo cp -r lib/modules [ponto de montagem do cartão]/linux64/lib
</pre>

'''Labrador 32 bits (core 2.X)'''

<pre>
cd output32
sudo cp uImage [ponto de montagem do cartão]/BOOT
sudo cp kernel.dtb [ponto de montagem do cartão]/BOOT
sudo cp -r lib/modules [ponto de montagem do cartão]/SYSTEM/lib
</pre>

Após esse processo a Labrador já será inicializada com o Kernel desejado.

==Compilando o Kernel==
Para realizar a compilação em um sistema baseado em Debian, é necessário seguir os seguintes passos:

'''Instalar os pré-requisitos para a compilação'''

<pre>sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential binutils gcc-aarch64-linux-gnu make git
sudo apt-get install bison flex libncurses-dev libssl-dev</pre>

'''Clonar o [https://github.com/caninos-loucos/labrador-aarch64-linux-4 repositório da Caninos Loucos]'''

<pre>git clone https://www.github.com/caninos-loucos/labrador-aarch64-linux-4</pre>

'''Compilar'''

Para os modelos de 64 bits, utilizar
<pre>make</pre>
ou, para o modelo de 32 bits,
<pre>make all32</pre>

===Compilação incremental===
Para não ser necessário recompilar todos os arquivos de uma vez, e em vez disso compilar apenas os arquivos modificados, utilizar
<pre>make kernel</pre>
para sistemas de 64 bits ou
<pre>make kernel32</pre>
para sistemas 32 bits.

2023-04-19T19:01:22Z

Anacforcelli:

Este artigo busca esclarecer o básico para o uso básico das placas Labrador. Caso você já possua familiaridade com o sistema Debian e com a SBC, o login e senha padrão da placa ao sair da fábrica são:

<pre>login: caninos
senha: caninos </pre>

= O que vem na caixa =

Neste capítulo vamos conhecer um pouco mais sobre o hardware e o software contido na caixa da Labrador.

== Hardware e acessórios inclusos ==

Ao abrir a caixa da Labrador, você irá encontrar uma Labrador dentro de um case de acrílico e uma fonte de alimentação. Note que a Labrador é composta de duas placas: a Core e a Base. A Tabela abaixo descreve e ilustra cada um dos componentes inclusos.

{| class="wikitable"
! style="background-color:#c0c0c0;" | Item
! style="background-color:#c0c0c0;" | Descrição
! style="background-color:#c0c0c0; text-align: center" | Foto
|-
| Labrador Coreboard
| Núcleo da Labrador, contém Processador e Memória.
| style="text-align: center" | [[Arquivo:CoreBoard-v2-front.png|300px]]
|-
| Labrador Baseboard
| Placa com periféricos, ex.: USB, HDMI, GPIO, conector de energia.
| style="text-align: center" | [[Arquivo:Base-frente.png|300px]]
|-
| Case de acrílico com espaçadores de nylon e parafusos
| Item para proteção da placa.
| style="text-align: center" | [[Arquivo:Case-labrador.jpeg|300px]]
|-
| Fonte de alimentação 12V @ 1A
| Fornece energia elétrica na tensão e corrente corretas.
| style="text-align: center" | [[Arquivo:Fonte-labrador.jpg|200px]]
|}

= Ligando a Labrador =

A principal maneira de usar a placa Labrador é conectando-a a um monitor HDMI e a um teclado e mouse USB, além da fonte de alimentação, para que possa ser usada como um dispositivo Linux comum. As próximas seções ensinam passo a passo como fazer isso.

== Conectando teclado e mouse - USB ==

Para poder interagir com a Labrador, basta conectar teclado e mouse às interfaces USB disponíveis. Em geral, você poderá usar qualquer teclado e mouse USB.

== Conectando o monitor - HDMI ==

A principal forma de visualizar a saída gráfica da Labrador é através de um monitor HDMI (High Definition Multimedia Interface). Você irá precisar de um cabo HDMI comum e de um monitor HDMI.

Caso seu monitor não possua entrada HDMI, mas possua DVI, a Labrador também funciona com adaptadores HDMI-para-DVI. Também já foram testadas entradas analógicas, como o VGA, que funciona com adaptadores HDMI-VGA que façam internamente a conversão digital-analógica.

== Conectando a fonte de alimentação ==

O último passo relacionado à conexão de componentes físicos, antes de usar a placa, é conectar a fonte de alimentação. A fonte enviada na caixa aceita ambas as tensões 110V e 220V, e tem como saída 12V 1A de corrente contínua. Caso necessário, fontes alternativas com especificação equivalente podem ser usadas.

Agora, com o mouse, teclado e monitor já conectados, coloque a fonte de alimentação na tomada e conecte-a à Labrador. Se tudo ocorreu bem, você deverá ver o logo do Caninos Loucos, seguido da tela de login.

= Usando o Debian =

O sistema operacional incluso na placa Labrador é o Debian, uma distribuição Linux utilizada no mundo todo. Para o leitor leigo no assunto, [http://www.devfuria.com.br/linux/como-iniciar-no-linux/ há vários tutoriais de Linux na internet], ensinando o básico de [https://sempreupdate.com.br/como-funciona-a-linha-de-comando-do-linux/ como mexer na linha de comando], e até mesmo [https://hacker-tools.github.io/lectures/ guias avançados para aproveitar o Linux ao máximo].

== Login ==

Para começar, assumindo que você já ligou a placa e está na tela de login, o próximo passo é digitar "caninos" (sem as aspas), tanto para o usuário quanto para a senha, e clicar em "Login".

== Acesso à Internet ==

Apesar de a Labrador possuir muitas aplicações para uso offline, conectá-la à Internet nos permite acessar websites, instalar bibliotecas e manter o sistema atualizado. Há duas formas principais, usando cabo de rede (Ethernet) ou a conexão sem-fio (Wi-Fi).

=== Ethernet ===

Para acessar a Internet usando cabo de rede, basta conectar o seu cabo de internet à entrada RJ45. Ao fazer isso com a placa ligada, observe também que o ícone de rede, no lado inferior direito da tela, irá carregar, até apontar que a conexão foi realizada com sucesso.

=== Wi-Fi ===

Como a Labrador já tem Wi-Fi embutido, basta acessar o menu de redes, escolher a sua rede, digitar a senha, e habilitar a conexão. Se for necessário especificar o tipo de segurança da rede, provavelmente será a opção "WPA2 Personal". Caso isso não funcione, peça ajuda à pessoa que realizou a configuração do seu roteador para descobrir os parâmetros corretos de configuração.

=== Verifique a conexão ===

Independente da forma como você se conectou à Internet, você agora pode testar a sua conexão. Uma forma simples de fazer isso é abrindo o Firefox e acessando o site http://caninosloucos.org. Já uma forma mais avançada é abrindo o terminal, digitando <code>ip address</code> e verificando se você tem um endereço IP válido. É útil saber o endereço IP, pois permite que nos comuniquemos com a Labrador, seja em uma aplicação IoT, seja durante o desenvolvimento. Por exemplo podemos acessar o terminal da Labrador via SSH (Secure Shell), evitando assim a necessidade de mantê-la sempre conectada a um teclado, mouse e monitor.

== Crie seus próprios programas ==

A Labrador tem suporte para uma variedade de linguagens de programação, desde as mais baixo nível, como o C, até as mais alto nível e expressivas, como Python e NodeJS. Portanto deixe a sua criatividade florescer e crie seus próprios programas usando a Labrador. Ah, e não esqueça de compartilhar os seus projetos com a comunidade, no [https://forum.caninosloucos.org.br/ fórum Caninos Loucos]!

=== Controlando um LED ===

Se ao aprender programar imprimimos "Hello World" na tela, na programação de SBCs vamos além: vamos fazer controlar um LED (Light Emitting Diode). Este exemplo é interessante pois demonstra que nossos programas, além de controlarem caracteres na tela ou bytes na rede, também podem controlar componentes físicos.

Para ligar os LEDs azul e verde da Labrador, abra o terminal e execute o seguinte comando:

Na Labrador 32 bits:
<pre>sudo echo 63 > /sys/class/gpio/export</pre>
<pre>sudo echo 44 > /sys/class/gpio/export</pre>
<pre>sudo echo out > /sys/class/gpio/gpio63/direction</pre>
<pre>sudo echo out > /sys/class/gpio/gpio44/direction</pre>
<pre>sudo echo 1 > /sys/class/gpio/gpio63/value</pre>
<pre>sudo echo 1 > /sys/class/gpio/gpio44/value</pre>

Também é possível fazer os LEDs azul e verde da Labrador piscarem em um ritmo de batimento cardíaco (de acordo com a demanda de processamento da Labrador).

Na Labrador 64 bits:
<pre>sudo chmod 777 /sys/class/leds/led1/trigger</pre>
<pre>sudo chmod 777 /sys/class/leds/led2/trigger</pre>
<pre>sudo echo heartbeat > /sys/class/leds/led1/trigger</pre>
<pre>sudo echo heartbeat > /sys/class/leds/led2/trigger</pre>

=== Programação GPIO ===

Uma interface interessante da Labrador são os pinos GPIO (General Purpose Input/Output), que são basicamente fios nos quais você pode enviar e receber dados. Para aprender como usar esta interface, confira o artigo principal [[Programação GPIO]].

=== UART ===

Através dos pinos de GPIO é possível utilizar a comunicação serial UART na Labrador. Segue um pequeno exemplo de como acessar esse recurso:

1. Conectar um adaptador tty-usb em um computador e a Labrador, através dos pinos 8 e 10 e um GND.

2. Abrir um emulador de terminal no computador e definir o baud rate como 115200bps.

3. No terminal da Labrador entrar com os seguintes comandos:

<pre>sudo stty -F /dev/ttyS0 115200</pre>
<pre>sudo echo "Teste" > /dev/ttyS0</pre>

4. No emulador de terminal do computador aparecerá a palavra “Teste”

=== ADC ===

A Labrador também possui ADC, que significa Analogic-Digital Converter (Conversor Analógico-Digital). A ideia é ler um valor analógico, entre 0v e 3v e converter para digital, representado por um valor de 10 bits (1024 valores possíveis).

Para ler o valor do ADC, entre com o seguinte comando no terminal:
<pre>cat /sys/kernel/auxadc/adc0</pre>
A primeira parte do resultado é o timestamp do sistema, enquanto a segunda parte é o resultado em si.

=== PWM ===

No pino 12 do header de 40 pinos da Labrador é possível encontrar o PWM. Um exemplo de utilização desse recurso pode ser encontrado abaixo. Utilizando o terminal, digite:

<pre>sudo su</pre>
<pre>echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip0/export</pre>

Selecione o período do sinal PWM (em nanosegundos):
<pre>echo 2000000000 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/period</pre>

Selecione o duty cycle (em nanosegundos).
<pre>echo 1000000000 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/duty_cycle</pre>

Ative (1) ou desative (0) o sinal PWM:
<pre>echo 1 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/enable</pre>

Com isso, a tensão no pino 12 variará entre 0v e 3v3 a cada 1 segundo.

=== I2C ===

Também encontramos pinos I2C na Labrador. A conexão é feita através dos pinos 3 (dados) e 5 (clock) do header de 40 pinos. Uma maneira de testar essa conexão e descobrir o endereço do seu dispositivo I2C é mostrada abaixo. No terminal, entrar com os seguintes comandos:

<pre>sudo apt install i2c-tools</pre>
<pre>sudo i2cdetect -y 2</pre>

A saída terá o seguinte formato onde, no exemplo, o endereço do dispositivo i2c é 60 (hexadecimal):

<pre> 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: 60 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --
</pre>

== Programas do Linux ==

O ecossistema de pacotes do Linux, em especial para o Debian, é extremamente rico. Usando o gerenciador de pacotes [https://pt.wikipedia.org/wiki/Advanced_Packaging_Tool apt], bem como seu front-end [https://pt.wikipedia.org/wiki/Synaptic Synaptic], podemos encontrar a grande maioria dos pacotes já compilados para esta distribuição, tanto livres quanto não-livres.

=== Editores de texto ===

O editor de texto de linha de comando [https://pt.wikipedia.org/wiki/Vim Vim] vem instalado por padrão em sistemas Debian. Apesar disso, sua versão reduzida e menos complicada de usar, o [https://en.wikipedia.org/wiki/GNU_nano Nano] é mais confortável de usar para usuários menos experientes com o terminal.

Para aqueles que preferem editores de texto com interface gráfica, o [https://pt.wikipedia.org/wiki/Gedit Gedit] e outros clones de Notepad são uma boa escolha para edições simples. Para edição de texto avançada, o [https://en.wikipedia.org/wiki/Atom_(text_editor) Atom] e o [https://pt.wikipedia.org/wiki/Visual_Studio_Code VSCode] executam, mas o processador sofre um pouco por causa da execução no Electron.

=== Aplicativos de Escritório ===

A Labrador pode ser usada como um pequeno e barato computador de escritório, suportando programas comuns como Firefox, [https://pt.wikipedia.org/wiki/LibreOffice LibreOffice], [https://pt.wikipedia.org/wiki/Mozilla_Thunderbird Thunderbird], bem como outros clientes de calendário e email livres. É possível rodar o Teams usando a opção de download do pacote no formato .deb presente [https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-teams/download-app#desktopAppDownloadregion neste link]. Para instalá-lo basta clicar duas vezes no arquivo após baixar.

=== Jogos e Emuladores ===

Foram executados testes usando o emulador [https://pt.wikipedia.org/wiki/Dolphin_(emulador) Dolphin] para a emulação de jogos de GameCube e Wii. Mario Kart DD atinge 6-7 frames por segundo durante o jogo usando OpenGL e pré-compilação de shaders.

Muitos emuladores costumam ter suporte limitado à arquitetura ARM, logo é recomendado cuidado.

=== Servidor Web ===

Nginx
Node.js

=== Java ===

Há suporte a Java, embora a versão 8 deva ser obtida por fora do APT, já que não está em seus repositórios.

== Problemas Comuns ==
=== sudo apt-get update retorna "This must be accepted explicitly before updates for this repository can be applied. See apt-secure(8) manpage for details" ===

Deve ser executado o comando seguinte para permitir a mudança de informações dos repositórios, como versões e atributos.
<pre>sudo apt-get update --allow-releaseinfo-change</pre>