Este não é um curso regular de Linux, neste curso queremos ensinar conceitos básicos do Linux como navegar pelo sistema de arquivos, etc... e mostrar alguns exemplos básicos, mas com foco nas matérias de Robótica Computacional e Elementos de Sistemas para auxilia-los com os primeiros passos.
Afim de não ser algo chato e sem graça, vamos ao final desta aula
A infra necessária para este curso já está instalada no SSD disponibilizada para os alunos do terceiro semestre de engenharia de computação do Insper.
O desenvolvimento do Linux é um dos exemplos mais proeminentes de colaboração de software livre e de código aberto. O código fonte pode ser usado, modificado e distribuído, com fins comercias ou não, por toda a comunidade, respeitando as licenças.
Normalmente, o Linux é utilizado como plataforma de desenvolvimento em sistemas embarcados
A distribuição linux ou Sistema Operacional que vamos usar será o Ubuntu. Existem diversas distribuições mas não será o nosso foco.
Informações técnicas são encontradas de forma vasta na internet, abaixo deixo apenas alguns links, não se restrinja apenas a eles: link1 link2 link3
O Terminal do Linux pode causar espanto, mas é apenas uma ferramenta que facilita a manipulação do sistema, interpretando os comandos do usuário, fazendo a ponte com o hardware
A forma mais facil de abrir o terminal é atraves do atalho:
Crtl+Alt+T
Neste momento nos deparamos com a janela do terminal aberta no ambiente do usuário (home ou ~) pronta para receber os primeiros comandos.
Antes começar a falar dos comandos do terminal, vamos configurar o nosso Git, para isso copie os comandos abaixo e cole no terminal:
git config --global user.name "Seu Nome"
git config --global user.email "[email protected]"Se você está tentou usar Crtr+C no texto e Crtr+V no terminal, talvez não tenha dado muito certo. Para copiar e colar no ## terminal ## use: Ctrl+Shift+C (Copiar) e Ctrl+Shift+V (Colar). Sabendo disso, faça atualização do git copiando e colando o comando no terminal.
Para verificar se foi atualizado com sucesso digite:
git config user.name
git config user.emailDe forma bem simplificada, podemos dizer que o sistema Linux possui 2 elementos principais: pastas e arquivos. Os arquivos armazenam dados (txt, py...) e as pastas tambem chamadas de diretórios, armazenam e organizam os arquivos. Sabendo disso é importante saber navegar entre os diretórios para encontrar os nossos arquivos.
O comando cd é um dos comandos mais utilizados no terminal do Linux isso porque ele permite que acessemos um diretório especifico. Vamos acessar a nossa do repositorio de elementos.
cd Z01.1Vamos visualizar toda as estrutaras de arvore desta pasta. Vamos preciar instalar um modulo chamado tree, digite o comando abaixo no terminal:
sudo apt install treeAgora digite o comando:
tree -d -L 4/home/borg/Z01.1
├── Aulas
│ └── 01-Organizacao-De-Computadores
├── Exercicios
└── Projetos
├── A-AmbienteDesenvolvimento
└── B-LogicaCombinacional
├── Quartus
├── src
│ └── rtl
└── tests
└── tst
11 directoriesos paramentros -d -L 2 indica que que queremos listar (-L )até o quarto (4) nível na hierarquia de pastas, apenas as pastas (-d), para listar tudo digite apenas tree.
Na pasta Z01.1 -> Projetos -> B-LogicaCombinacional -> src -> rtl estão os arquivos .hdl da ultima aula, vamos dar uma olhada neles.
cd Projetos
cd B-LogicaCombinacional
cd src
cd rtlou par ir direto para este diretorio digite:
cd Projetos/B-LogicaCombinacional/src/rtlDica:. Se estiver com preguiça de digitar o caminho completo, digite apenas o começo do comando e use a tecla TAB para dar auto-completar.
Para voltar, subir um nivel, e acessar o diretório anterior podemos digitar:
cd ..Podemos verificar o diretório que estamos digitanto:
pwdO comando ls é utilizado par exibir (listar) o conteudo de um diretório.
lsPara acessar a home do nosso usuario podemos fazer isso "voltando" as pastas repetindo o comando acima, ou simplismente digitando o comando:
cd ~Toda vez em que abrimos um novo terminal, ele é inicializado na home do usuário.
Vamos criar um diretório chamado minhapasta dentro do diretório pasta1. Podemos fazer essa tarefa de algumas formas:
- Navegamos até o diretório pasta1 e criamos o minhapasta:
cd Linuxbasico/pasta1
mkdir minhapasta- Criamos a pasta passando o caminho completo:
mkdir ~/Linuxbasico/pasta1/minhapasta Dica:. Se estiver com preguiça de digitar o caminho completo, use a tecla TAB para dar auto-completar.
Para copiar arquivos e diretorios, o famoso CTRL+C + CTRL+V, basta digitar:
> meuarquivo.py
cp -R meuarquivo.py /home/user/Linuxbasico/pasta1/No exemplo acima foi criado uma copia do arquivo "nome1.py" dentro do diretório pasta1.
Para mover arquivos e diretorios, o famoso CTRL+x + CTRL+V, basta digitar:
> meuarquivo.py
mv meuarquivo.py /home/user/Linuxbasico/pasta1/No exemplo acima o arquivo "nome1.py" foi movido para dentro do diretório pasta1 (recortado e colado).
O comando mv tambem serve para renomear arquivos e diretorios:
> nome1.py
mv nome1.py nome2.pyAtenção!! Cuidado para não sobrescrever arquivos e pastas atuais na hora de executar estes comandos.
Para excluir arquivos e diretórios, o famoso Shift+Del, basta digitar:
rm -rf nome1.py
rm -rf minhapastaAtenção!! Cuidado!!!! Arquivos e pastas são apagados permanentemente, não vão para lixeira. No caso de diretórios, apaga o diretório e tudo que está dentro dele.
Por questões de seguraça, o Linux trabalha com permissões de usuários e para determinados arquivos ou comandos apenas o usuario administrador (root) pode executar. A titulo de curiosidade, "sudo" significa Super User DO. Quando executar comandos com sudo, será necessário informar a senha.
Agora que conhecemos alguns comandos temos base suficiente para fazer a uma correção na inicialização do SSD. Os alunos que tem os SSD com numeração 0xB__ ja perceberam que aparece uma msg de erro na inicialização do sistema.
Para corrigir, é necessário realizar a copia de uma pasta de uma pasta especifica para outro diretorio.
Vamos começar montando a partição do sistema.
Quando necessário lembre de uar SUDO
cd /mnt
mkdir disco
mount /dev/sd`X`3 /mnt/discoo
Xé o nome da partição, isso vai mudar de computador para computador (alguns pc tem 2 hds internos), normalmente é abouc. O mount basicamente monta a partição sdb3 na pasta disco, fazemos isso para poder acessar este diretório como uma pasta normal.
Verifique se o conteudo da pasta esta igual o abaixo:
├── backup
├── boot
│ ├── grub
│ └── memtest
├── EFI
│ └── BOOT
└── restoreSe sim, vamos em frente! Caso contrario, execute o comando abaixo e teste a outra partição e verifique se esta correta a estruta de pasta criada:
cd /mnt
umount /mnt/disco O proximo passo é copiar a pasta x86_64-efi que esta em /boot/grub
/boot
├── efi
└── grub
├── fonts
├── locale
└── x86_64-efiPara a /mnt/disco/boot/grub: o resultado deve ser igual o abaixo.
/mnt
└── disco
├── boot
│ ├── grub
│ │ ├── fonts
│ │ ├── i386-pc
│ │ ├── locale
│ │ └── x86_64-efi
│ └── memtest
└── EFI
└── BOOTSe deu tudo certo, parabens!! Desmonte a partição montada:
cd /mnt
umount /mnt/discoE exclua a pasta disco. A pasta mnt deve ficar vazia.
Podemos criar arquivos de algumas formas, os mais clássicos são:
- Usando o comando touch:
touch meuarquivo.py- Usando o comando >:
> meuarquivo.py- Usando editor de texto, vamos falar deles jaja...
nano meuarquivo.py
code meuarquivo.py
gedit meuarquivo.pyno caso 3, usando um editor, um arquivo meuarquivo.py será criado caso não exista um arquivo com este nome, neste diretório.
Existem muitas editores de texto, cada um com seus pros e contras, com o tempo cada desenvolvedor acaba se apegando a um editor especifico, mas podemos dizer que existem 2 tipos de editoes de texto. Modo console, que abre no proprio terminal e o com interface gráfica.
O nano é um editor do modo console, ou seja, abre no proprio terminal. Vamos ver alguns comandos basicos, mas na parte inferior do editor são exibidos comandos que o nano entende.
Digite no terminal nano e o nome do arquivo com a extensão, caso não exista um arquivo com esse nome um novo arquivo será criado.
nano novoarquivo.py
nano novoarquivo.txtPara fazer uma busca no texto pressione Ctrl+W, digite a palavra e tecle Enter.
Para salvar e sair, precione Ctrl+S para salvar e para sair Ctrl+X. Para sair sem salvar alteraçes, Ctrl+X e "n".
Muito parecido com o famoso bloco de notas do Windows.
Digite no terminal gedit e o nome do arquivo com a extensão, caso não exista um arquivo com esse nome um novo arquivo será criado.
gedit novoarquivo.py
gedit novoarquivo.txtPara fazer uma busca no texto pressione Ctrl+F, digite a palavra e tecle Enter.
Para salvar e sair, pressione Ctrl+S ou clique em salvar para salvar e para sair Alt+F4.
O editor vscode é uma ferramenta que possui mais recursos que auxiliam no desenvimento de codigo.
Digite no terminal code e o nome do arquivo com a extensão, caso não exista um arquivo com esse nome um novo arquivo será criado.
code novoarquivo.py
code novoarquivo.txtPara fazer uma busca no texto pressione Ctrl+F, digite a palavra e tecle Enter.
Para salvar e sair, pressione Ctrl+S ou clique em salvar para salvar e para sair Alt+F4.
O comando "ls" sozinho não exibe arquivos ocultos, que são arquivos e pastas que começam com ".". Durante as aulas de robotica teremos que editar um arquivo oculto chamado ".bashrc", no momento precisamos apenas saber que este arquivo se encontra na home do usuario ~ e que após editado precisamos executar o source ~/.bashrc ou feche o terminal e abra um novo para recarregar as atualizações do arquivo. digite:
cd ~
ls -aou para listar informações mais detalhadas:
ls -laou simplismente:
llcd ~
code .bashrc
source .bashrcVamos realizar algumas atividades utilizando o simulador Gazebo com o Robô Turtlebot3:
Para utilizar o Simulador Gazebo precisamos nos certificar de que as configurações para o simulador foram setadas.
Passo 1:
Edite o arquivo .bashrc;
Comente com # as linhas;
export ROS_MASTER_URI="http://"$IPBerry":11311" export ROS_IP=`hostname -I` export TURTLEBOT3_MODEL=burger
Descomente a linha:
export TURTLEBOT3_MODEL=waffle_pi
Passo 2: Execute os comandos abaixo, abra novos terminais se necessário: roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_gazebo_rviz.launch roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch
Se tudo deu certo, você já consegue teleoperar o turtlebot pelo teclado.
Configure o .bashrc e rode o simulador gazebo. Rode o programa python de exemplo le_scan.py
DICA: use o comando 'locate' para descobrir onde este este arquivo. Use o google se necessário.
adicione no arquivo .bashrc o alias de parada do robo.
#Pararobo alias pararobo="rostopic pub -1 /cmd_vel geometry_msgs/Twist -- '[0.0, 0.0, 0.0]' '[0.0, 0.0, 0.0]'"
Toda a vez que for executado o comando pararboro, um comando de parada será publicado no robo.
Execute o comando e verifique atraves do simulador se esta funcionando.
As permissões servem para determinar se um usuario ou grupo terá permissões para ler, gravar, executar. Existem diversas configurações possiveis e a que mais utilizamos dá a permissão de execução a um codigo qualquer, como um python, por exemplo;
chmod a+x meuprograma.pyA concatenação de a+x significa que estamos permitindo para todos (a = all) usuarios e grupos que executem (x = execution) o meuprograma.py
Vamos continuar trabalhando com o simulador Gazebo e o Robo, mas ao inves de executar exemplos, agora vamos criar nossa propria pasta de projetos python para o nosso robo.
Passo 1: Acesse o diretorio catkin_ws -> src
Passo 2: Execute o comando abaixo:
catkin_create_pkg meu_projeto std_msgs sensor_msgs geometry_msgs rospy roscppeste comando cria uma pasta chamada meu_projeto, que ja está configurada para o ambiente de programação do robo (ROS).
o resultado esperado é:
Created file meu_projeto/CMakeLists.txt
Created file meu_projeto/package.xml
Created folder meu_projeto/include/meu_projeto
Created folder meu_projeto/src
Successfully created files in /home/borg/catkin_ws/src/meu_projeto. Please adjust the values in package.xml.Passo 3: Acesse a diretorio criada (meu_projeto).
Passo 4: Crie uma pasta chamada scripts.
nesta pasta scripts estarão todos os programas python que vamos criar para o robo.
Passo 5: Crie um arquivo python chamado roda.py, com o script abaixo:
#! /usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import rospy
from geometry_msgs.msg import Twist, Vector3
v = 10 # Velocidade linear
w = 5 # Velocidade angular
if __name__ == "__main__":
rospy.init_node("roda_exemplo")
pub = rospy.Publisher("cmd_vel", Twist, queue_size=3)
try:
while not rospy.is_shutdown():
vel = Twist(Vector3(v,0,0), Vector3(0,0,w))
pub.publish(vel)
rospy.sleep(2.0)
except rospy.ROSInterruptException:
print("Ocorreu uma exceção com o rospy")Passo 6: Aplique a permissão de execução para todos os usuarios neste arquivo.
Passo 7: Retorne para a pasta catkin_ws e execute o comando:
catkin_makeSe der tudo certo, a compilação irá chegar até 100%.
Passo 8: Vamos testar nosso codigo. Como criamos um projeto ROS, vamos executar de outra maneira agora.
Faça as configurações do bashrc e abra o simulador e então execute o comando abaixo:
rosrun meu_projeto rodateste.py sudo apt-get update sudo apt-get upgrade sudo apt-get install geogebrainstalação do geogebra. Para iniciar, digite geogebra no terminal.
sudo apt-get remove geogebraComandos menos utilizados no dia a dia mas que sempre aparecem.
lsusb
lspcips
dmesg
htop
tree -L 3
cat /etc/lsb-release
uname -aPara destravar uma tela, use "xkill" e clique na tela com o mouse.
xkillDurante as atividades práticas de elementos, podemos ter problemas com a gravação da placa, para resolver basta reconectar a placa ao computador e executar o comando abaixo;
sudo killall -9 jtagd
sudo killall -9 jtagd
jtagconfig