嵌入式界面开发—qt源码库在树莓派中的部署

想要在嵌入式设备中运行qt程序（其他的程序一样），要在嵌入式设备中将程序运行所依赖的库部署。网上部署方式千万种，例如直接将库编译之后写入镜像，然后用这个镜像来安装树莓派的系统；也有在嵌入式设备中直接安装qt。本文介绍最普遍的部署方式，就是在pc端的ubuntu中交叉编译库源码，然后上传编译好的库到树莓派，最后配置qt creator交叉编译的kit来实现在pc端编译自码程序，上传到树莓派运行。

 

一、开发环境

树莓派版本：Raspberry Pi 3 Model B

树莓派系统：Raspbian（stretch）

PC端系统：ubuntu 18.04

Qt库版本：5.12.5

关于你的系统是stretch还是buster，可以查看系统镜像源的方式来确定

cat /etc/apt/sources.list

 

二、资源下载

Qt源代码下载(5.12.5)：

http://download.qt.io/archive/qt/5.12/5.12.5/single/

ubuntu下Qt安装包(.run、5.12.5)：

http://download.qt.io/archive/qt/5.12/5.12.5/

下载交叉编译连

（gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf）：

https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/7.5-2019.12/arm-linux-gnueabihf/

下载cross-compile-tools：

git clone https://github.com/darius-kim/cross-compile-tools.git

使用迅雷下载可破下载速度慢的问题

 

三、配置交叉编译环境并编译

下文中将分别在树莓派端和电脑端进行配置

[PI]代表树莓派端

[PC]代表电脑端

我建议是创建一个文件夹，专门放置这些交叉编译文件以及一切跟qt交叉编译环境以及编译好的库文件和文件夹。我是创建了一个名为raspi文件夹

 

[PI]更新软件源并下载必要软件

更新固件并重启

sudo rpi-update
reboot

先把系统默认的源进行备份

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.pre
sudo cp /etc/apt/sources.list.d/raspi.list /etc/apt/sources.list.d/raspi.list.pre

我们的系统是stretch版本，这一点要注意。接下来把镜像源设置成国内的，这样下载速度快一些。

编辑/etc/apt/sources.list删除原有内容，并添加以下内容

​​​​

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi
#deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi

编辑/etc/apt/sources.list.d/raspi.list删除原有内容，并添加以下内容​​​​​​​

deb http://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ stretch main ui
#deb-src http://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ stretch main ui

更新​​​​​​​

sudo apt update
sudo apt-get upgrade

有教程说需要安装以下两个包，但是我没有成功安装但是最后也可以使用。我列出来有需要的人可以试一试​​​​​​​

sudo apt-get build-dep qt4-x11
sudo apt-get build-dep libqt5gui5

以下软件要成功安装​​​​​​​

sudo apt-get install libudev-dev libinput-dev libts-dev libxcb-xinerama0-dev libxcb-xinerama0
sudo apt-get install libfontconfig1-dev libdbus-1-dev libfreetype6-dev libicu-dev libinput-dev libxkbcommon-dev libsqlite3-dev libssl-dev libpng-dev libjpeg-dev libglib2.0-dev libraspberrypi-dev libpq-dev libmariadbclient-dev bluez libbluetooth-dev build-essential

 

[PI]准备目标文件夹

在树莓派的/usr/local下创建qt5pi文件夹，之后的的库文件会放在这个文件夹之下​​​​​​​

sudo mkdir /usr/local/qt5pi
sudo chown pi:pi /usr/local/qt5pi

 

[PI]配置调试运行环境

首先需要给/opt文件夹权限，因为如果是要配置远程调试的话，编译好的可执行文件会放在这个文件夹下

sudo chmod -R 777 /opt

远程调试需要安装其他软件

sudo apt-get install gdbserver

 

[PC]配置交叉编译环境

解压交叉编译工具到raspi/cross-compile-tools​​​​​​​

cd ~/raspi/cross-compile-tools
tar xvJf gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz

配置交叉编译链的环境变量​​​​​​​

cd ~
gedit .bashrc
PATH=$PATH:~/raspi/cross-compile-tools/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

保存退出后，刷新变量文件

source .bashrc

检查交叉编译环境安装是否正确

arm-linux-gnueabihf-g++ -v

输出以下内容则配置正确

 

[PC]创建sysroot

sysroot是树莓派上的文件在PC上的拷贝，编译过程中需要的头文件、库等会在这里查找，sysroot文件夹创建在raspi文件夹下，并在sysroot下创建usr和opt文件夹​​​​​​​

cd ~/raspi
mkdir sysroot
mkdir sysroot/usr
mkdir sysroot/opt

使用rsync同步树莓派文件夹到pc端，raspberrypi_ip代表树莓派的IP地址​​​​​​​

rsync -avz pi@raspberrypi_ip:/lib sysroot
rsync -avz pi@raspberrypi_ip:/usr/include sysroot/usr
rsync -avz pi@raspberrypi_ip:/usr/lib sysroot/usr
rsync -avz pi@raspberrypi_ip:/opt/vc sysroot/opt

下一步将sysroot的符号调整为相对的

cd ~/raspi
wget https://raw.githubusercontent.com/riscv/riscv-poky/master/scripts/sysroot-relativelinks.py
chmod +x sysroot-relativelinks.py
./sysroot-relativelinks.py sysroot

 

[PC]配置Qt

将之前下载好的Qt源码解压到raspi​​​​​​​

cd ~/raspi
tar xvf qt-everywhere-src-5.12.5.tar

可以给源码文件夹换成一个自己喜欢的名字，我把文件夹命名为raspi-qt-5125

mv qt-everywhere-src-5.12.5 raspi-qt-5125

然后我们使用configure来配置编译Qt所需要的一些模块，configure可选择的参数很多，大家可以参考下面这个文章写的不错：https://blog.csdn.net/xi_gua_gua/article/details/53413930

我们列举出一些参数来配置，首先来编译qtbase​​​​​​​

cd ~/raspi/raspi-qt-5125/qtbase
./configure -release -no-opengl -device linux-rasp-pi3-vc4-g++ -device-option CROSS_COMPILE=/home/lmhubuntu/raspi/cross-compile-tools/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- -sysroot ~/raspi/sysroot -opensource -confirm-license -make libs -prefix /usr/local/qt5pi -extprefix ~/raspi/qt5pi -hostprefix ~/raspi/qt5pi-host -v

接下来对里面的参数做一些解释

-release 
加上此选项编译程序Qt不会做出优化，往往在开发过程使用此选项，是默认选项
-opengl es2 
表示编译带opengl es2的Qt，如果编译出错执行，则执行sudo apt-get install libgles2-mesa-dev
-device linux-rasp-pi3-vc4-g++
选择的目标设备，目标设备的配置文件可在/qtbase/mkspec/device找到
-device-option CROSS_COMPILE=
~/raspi/cross-compile-tool/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf- 
交叉编译器的路径
-sysroot ~/raspi/sysroot 
刚刚构建的树莓派文件系统的路径
-opensource 
以开源版本发布程序
-confirm-license 
自动确认许可证（使用开源或是商业）
-make libs 
在make时添加要构建的组件. (默认为:libs tools examples）
-prefix /usr/local/qt5pi
目标板的Qt程序安装目录，默认路径是/usr/local/Qt-版本号 （make完成后看看PC端对应目录下是否有qt5pi目录）
-extprefix ~/raspi/qt5pi 
指定Qt 交叉编译库存放位置。默认路径是SYSROOT/PREFIX。此目录最后需要同步rsysc到目标板的/usr/local/目录下。
-hostprefix ~/raspi/qt5-host
指定Qt 编译的可执行工具存放的位置，比如qmake，默认路径与-extprefix参数一致。
-no-use-gold-linker 
不要使用GNU gold linker进行链接。对于 5.9.1 或更高版本的 Qt必须添加此选项，不然编译会报错
-v 
显示每个步骤的详细信息
-no-gbm
不要编译 GBM 的后端

 

[PC]编译并安装Qt库

接下来对Qt库进行编译并安装，这个过程应该是几十分钟，具体取决于电脑的速度。这个安装是安装在~/raspi/qt5pi下​​​​​​​

cd ~/raspi/raspi-qt-5125/qtbase
make -j4
make install

编译完成之后，同步到树莓派下的/usr/local/qt5pi下​​​​​​​

cd ~/raspi
rsync -avz qt5pi pi@raspberrypi_ip:/usr/local

 

[PC]编译其他模块

我们之前之所没有一次性全部编译所有模块，首先是因为不是所有模块我们都用得到，其次是因为其中会出很多错，所以就每个模块单独编译。

之前已经创建出qmake，所以直接使用就好。

定位到想要编译的模块的文件夹下，比如我们编译qtdeclarative，这其中包含qml模块​​​​​​​

cd ~/raspi/raspi-qt-5125/qtdeclarative
~/raspi/qt5pi-host/bin/qmake
//或者
sudo ~/raspi/qt5pi-host/bin/qmake
make -j4
make install

最后同步到树莓派​​​​​​​

cd ~/raspi
rsync -avz qt5pi pi@raspberrypi_ip:/usr/local

 

[PC]配置qt creator的交叉编译环境

首先要安装qt creator，执行之前下载的.run文件

./qt-opensource-linux-x64-5.12.5.run

安装完成之后，对以下几个选项进行配置(Tools->Options->Kits)

Qt Version使用~/raspi/qt5pi-host/bin下的qmake

Compilers使用我们之前的交叉编译链下的g++和gcc

Debuggers(GDB)使用交叉编译链下的gdb

然后保存kit

 

四、测试

我们将编译好的代码传到树莓派端，使用sftp​​​​​​​

sftp pi@raspberrypi_ip
put xxxx

在树莓派端执行./xxxx -platform linuxfb，其中-platform linuxfb是指定平台

纯widget界面

 

纯qml界面