QT树莓派交叉编译环开发环境搭建（附多个exe工具下载链接）

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前两天入手了一块2.8’的tft液晶显示屏,于是和树莓派连了一发，成功将命令行显示在了这块小的可怜的屏幕上之后，觉得这屏幕就显示个黑白内容太浪费了，于是考虑开发一个”脸”（图形用户界面，GUI）。首先考虑用C语言或者Python来堆图形界面，但是发现不管是C语言的图形库SDL亦或者OpenGL来堆这货都有点麻烦，毕竟我也不是想显示个太过于复杂的图形界面在那块屏幕上，只是显示一个最基本的文字数字就满足了。于是考虑到QT库。之前曾经学过一段时间的QT For Win32，那个环境很好搭建，从http://www.qt.io上面下载一个安装包安装就行了。那时候记得QT好像支持嵌入式的开发，同时在度娘那咨询到有人曾经在树莓派上开发了一发QT，但是那个很不幸的是在Startx桌面上跑的，但是我不想跑那个货，而且他是直接在树莓派上安装Qt、编译、执行的，需要一个绝对足够分辨率的屏幕，然而我那块240×320的屏幕显示个Qt Creator显然太挤了。。。。。。于是发现网上有人在做Qt的交叉编译，至于什么是交叉编译：

交叉编译
简单地说，就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。一个经常会被问到的问题就是，“既然我们已经有了主机编译器，那为什么还要交叉编译呢？”其实答案很简单。有时是因为目的平台上不允许或不能够安装我们所需要的编译器，而我们又需要这个编译器的某些特征；有时是因为目的平台上的资源贫乏，无法运行我们所需要编译器；有时又是因为目的平台还没有建立，连操作系统都没有，根本谈不上运行什么编译器。
另一个经常会被问到的问题就是：“既然可以交叉编译，那还要主机编译干吗？”其实答案也很简单，交叉编译是不得已而为之！与主机编译相比，交叉编译受的限制更多，虽然在理论上我们可以做任何形式的交叉编译，但事实上，由于受到专利、版权、技术的限制，并不总是能够进行交叉编译，尤其是在业余条件下！

交叉编译有点像开发单片机的过程，编写-编译-部署-运行。这下便解决了我树莓派屏幕太小的Bug。于是考虑走交叉编译的这条路子。

1.工具准备

这里考虑在Win32环境下编译针对ARM核的Linux程序开发环境。所以需要两个东西：Cross-ToolChain和MinGW。

• Raspberry Pi Cross-ToolChain

ToolChain是个什么东西呢？ToolChain字面意思就是开发工具链（集），有了这货，我们才能做一些和那边操作系统相关的事情。这个ToolChain的下载地址是https://downloads.raspberrypi.org/raspbian_latest
首先，需要看一下树莓派（2）跑的操作系统是个什么版本的。目前支持的版本有两种，一个是较新的的Raspbian Jessie，一个是较旧的Raspbian Wheezy。针对较新的系统版本，需要下载的ToolChain是raspberry-gcc-4.9.2-r2；对于较旧的操作系统，需要下载的ToolChain是raspberry-gcc4.6.3。这里呢我放出来两个链接，是可以直接针对系统下载的ToolChain地址：

GCC For Rasbian Jessie(raspberry-gcc4.9.2-r2.exe)

大小:432MB

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GCC For Rasbian Wheezy(raspberry-gcc4.6.3.exe)

大小:111MB

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当我们下载完成后，执行安装：

• MinGW For Win32

MinGW如果有开发过开源软件的网友应该是很熟悉的，这就是Win32环境下的编译器。在这里用作去编译一些Win32下的Qt工具（譬如qmake之类的东西）。

MinGW32 GCC

大小:106MB

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下载完成后，和ToolChain相同安装。

• Qt 5.5.0 Source Code

Qt官方并没有提供已经编译好的Qt Embeded For Raspbian的安装包，我们需要自己去编译这些内容，这里下载Qt的源码包。

• Python For Win32

Python呢，是用来编译联机调试器用的。

2.配置Raspbian

这里就不对树莓派操作系统怎么装做解释了，网上都大同小异，自行百度即可。
Qt运行依赖于一些库：

如果上面的操作执行失败，可以执行一下：

在上面安装的库里面有两个叫libxcb-sync1 libxcb-sync-dev的包，并不能直接通过apt-get安装，但是我通过度娘搜了很久也没见到有可用的包，所以我直接放弃安装，目前也没见有什么不正常的地方。

3.同步Linux for ARM

既然最后编译出来的东西是要在树莓派上运行的，所以会依赖于一些树莓派上的库，所以在编译以及后续开发的过程中都会用的到。
在C:\Qt\QtEmbeded5.5.0\Raspberry\TOOLS中打开 UpdateSysroot.bat

根据自己的同步经历,建议先把树莓派上一些无关紧要，可能到树莓派报废都用不到的捆绑软件在同步前卸载一下，这样在同步的时候会让进城耗时短一些。推荐卸载的内容有Wolfram-engine（一款数学建模软件，这货能跑我就觉得很神奇）、Sonic-pi（声音编程，小孩子用来拼个小节奏的软件）、Minecraft-Pi（我的世界树莓派严重阉割版，能玩，不过不用HDMI输出很吃力）、python-game（一些Python游戏，不好玩），然后同步上图中的一些目录。上图中的那个复选框的意思是在传输过程中是否打包，我同步的时候第一次是用的打包（不勾选），但是传了一会之后就出现了卡死的状态，我一断电，系统坏了，还得重新做。我推荐给他勾上，这样虽然传的稍稍慢了那么点，但是很稳定。

4.编译QMake

之前我曾经装过一遍Qt，有一个QMake，但是试了很多遍也没能用那个，最后还是选择重新编译一次Qmake。
首先要将Qt源码包解压到一个合适的地方（我是直接放在了C:\Qt\QtEmbeded5.5.0目录里），然后打开C:\Qt\QtEmbeded5.5.0\MinGW32\msys\1.0\msys.bat，这个时候应该会出来一个特别像是cmd的东西，但是里面的语法用的是linux的语法，用来执行一些linux格式的shell文件。

然后确认代码全部解压缩到当前目录下，确认gcc和arm-linux-gnueabihf-gcc工具的路径：

如果没有找到gcc和arm-linux-gnueabihf-gcc，你可以设置你的Windows系统PATH环境变量，加入 c:\Qt\QtEmbeded5.5.0\Raspberry\bin和c:\Qt\QtEmbeded5.5.0\MinGW32\bin

这个时候重点来了。在Qt的源码包中，针对树莓派的Linux类型arm-linux-gnueabihf的配置文件并不存在，但是可以从一个现有的文件修改得到：打开 qt-everywhere-opensource-src-5.5.0\qtbase\mkspecs\linux-arm-gnueabi-g++下的qmake.conf文件，将所有的arm-linux-gnueabi-替换成arm-linux-gnueabihf。

现在就可以开始准备编译Qt了。Qt的配置文件有个Bug，就是不能直接的交叉编译我们的树莓派上用的Qt，而必须分为两步，先编译针对Win32环境的QMake，然后再编译针对RaspberryPi的Qt。
打开 qt-everywhere-opensource-src-5.5.0\qtbase\mkspecs\win32-g++ 下的qmake.conf文件，在 CXXFLAGS 后面添加 -U__STRICT_ANSI__ 标记。

然后再之前打开的msys中执行：

然后得到这样的提示：

在选择了Opensource和yes同意所有协议条款后，开始编译QMake，编译完成后提示：

5.交叉编译树莓派Qt

在开始为树莓派进行交叉编译前，需要修改一下configure文件。
在qt-everywhere-opensource-src-5.5.0\qtbase\configure文件的3900行有个if true then;，这句导致每次编译的时候都会默认去编译一下qmake，但是编译Qmake后由不能继续编译，所以我们分为了两步来做，我们已经有了已经编译好的qmake，所以这里需要改成：

如下图所示：

Ok，之后就是为Qt编译创建MakeFile配置文件。在刚刚的msys窗口中执行：

执行后和刚刚相同，选择Opensource并同意所有协议条款：

在选中Opensource并同意所有条款后，Configure开始检查并创建MakeFile文件。如果当前编译环境缺少一些必要的库和文件，这时也会提示出来。如果出现了找不到类库和文件，可以去检查下C:\Qt\QtEmbeded5.5.0\Raspberry\arm-linux-gnueabihf\sysroot\etc\ld.so.conf中是否全部包含了以下记录:

当创建完成后，会看到Configure为我们列出了所有的可以编译的模块：

到这里，最痛苦的阶段就要开始了。我们要开始真真正正的qt编译阶段。在确认了所有需要的模块都处于可编译状态，执行make&&make install。
根据国外的一篇文章，大概会需要几个小时，我大概花了7个小时左右完成了编译和安装。

在开始编译之后就不要再动电脑了，让他静静的去跑。根据我第一次编译的结果，如果想看一下编译的进度，可以去看下我们的构建目录Build中的文件数目。我第一次的编译结果中共计12817个文件，通过对Build文件夹中文件数量的统计，大致能判断出来编译进度。

在经历了N个小时的编译，终于，msys回到了命令行，也就意味着编译完成。

到这里，我们的编译工作完成。下面开始配置开发环境。

6.同步Qt5到树莓派并测试

在之前安装的RaspberryPi ToolChain的Tools目录中有个SmarTTY，打开后连接上树莓派的SSH。

在这里不建议使用SFTP上传，因为SFTP不能完整的将文件属性上传到树莓派（根据一位网友），所以使用SmarTTY的上传功能。在上传前先在树莓派的/usr/local/中建立一个名为qt5的目录，并将其所有者改为你用来登录SSH的用户（默认是pi，我没有改，所以这里的所有权给pi）

完成上述操作后，点击SCP菜单中的Upload a Directory

打开上传窗口。配置本地目录为C:\Qt\QtEmbeded5.5.0\Raspberry\arm-linux-gnueabihf\sysroot\usr\local\qt5，远程目录为/usr/local/qt5，这里需要注意一件事情，就是底下这个复选框。如果在之前的同步系统目录过程中使用On-the-fly Tar模式同步出现卡死的现象，这里也必须要将传输模式改为单文件模式，否则还会卡死。。。

当上传完成后我们就可以在SSH命令行中执行一个Demo来判断Qt是否正确的配置了。打开/usr/local/qt5/examples/widgets/richtext/textedit运行./textedit实例，如果正常配置了，那么在HDMI所连接的显示器上将会正常显示出一个文本编辑器。如果手头没有HDMI显示设备，但是树莓派上曾经安装有一块SPI的tftLCD屏幕并已经正确的配置并可以显示控制台，那么也可以在命令前面添加一段对QT_QPA_PLATFORM环境变量配置的代码：

其中fb*是希望输出显示的tft屏幕所对应的framebuffer文件。如果能够正常显示，说明树莓派上的Qt5配置已经成功完成。

7.Qt Creator配置开发环境

当Qt成功的运行在了树莓派上，那么就可以开始准备自己开发Qt软件在树莓派上运行了。
Qt程序的生成规则是：Qt Creator 开发程序生成.pro和.ui文件->QMake将.pro和.ui文件生成CPP文件->QMake将所有需要编译的cpp文件和header文件统一汇总制成Makefile文件->使用Makefile开始编译构建。
所以必须要将QMake，编译器，连接器的信息告知Qt Creator，才能让Qt Creator在构建操作时能够正确的找到必要的工具。同时，树莓派的一些信息也需要告知Qt Creator。

• 准备Qt Creator

Qt Creator可以使用Qt 5.5.0 For Win32 那个包里的QtCreator，也可以使用下面的连接下载Qt Creator

Qt Creator 3.6.0 For Windows

大小:80.4 MB

立即下载

• 添加设备（树莓派）到部署列表

使用Qt Creator直接在树莓派上部署运行Qt 程序必须将树莓派添加到部署列表。这里打开Qt Creator 工具菜单中的选项，选择左侧的设备：

选择添加后弹出选择设备类型的窗口，树莓派属于通用Linux设备，选中通用Linux设备，点击开始向导

随后弹出创建通用Linux设备的向导，这里输入树莓派的SSH地址、用户名、密码：

当填写完成密码等信息后，点击下一步后会要求测试连接，随后弹出连接成功的提示：

这时，便成功向Qt Creator添加了一个设备。

• 添加QMake到Qt Creator

之后所有的Qt 程序编译都需要用到我们刚刚编译的QMake，所以需要将其添加到QtCreator中。打开Qt Creator选项中的构建和运行，右侧点击Qt Versions：

上图中已经有的一个是Qt For Win32 的QMake，我们需要天机QMake For Qt Embeded，点击右侧的添加，选择C:\Qt\QtEmbeded5.5.0\Raspberry\arm-linux-gnueabihf\sysroot\usr\local\qt5\bin\qmake.exe 。选中后再Qt Version选项卡中将会多出来一项：

• 添加编译器

当前系统中的编译器编译结果是在x86机器上运行的程序，并不能在树莓派ARM芯片上运行，所以需要手动添加一个编译器。这里的编译器还是使用之前下载的Raspberry ToolChain中的编译器。打开Qt Creator的编译与构建选项中编译器选项卡：

点击右侧添加一个MinGW编译器，填入下面的信息，点击应用（Apply）：

• 创建编译套件（Kits）

当我们把所有相关的信息都录入后，需要创建一个编译套件，来做到QMake，编译器，连接器能够匹配的使用。进入Qt Creator的选项中的构建套件选项卡：

点击右侧新建，按照下图中的信息填写：

上图中填写的一些信息:

• 设备类型:通用Linux设备
• 设备:刚刚创建的那个设备
• Sysroot:C:\Qt\QtEmbeded5.5.0\Raspberry\arm-linux-gnueabihf\sysroot
• 编译器:刚刚创建的编译器
• 调试器:None(因为没有创建)
• Qt版本:刚刚创建的Qt5
• Qt mkspec: C:\Qt\QtEmbeded5.5.0\Raspberry\arm-linux-gnueabihf\sysroot\usr\local\qt5\mkspecs\devices\linux-rasp-pi-g++

其中的调试器我没有编译，所以也没有添加，而且单步调试感觉没有什么用处，就没有弄，需要的网友可以去参考资料中寻找方法。
至此，我们的Qt Embeded For Raspberry Pi开发环境就已经完成了。

8.常见问题（FAQ）

1. 中文字体
   树莓派中的Qt 默认是没有中文字体的，所以所有在Qt Creator中设置的中文到了树莓派上都是空白。解决方案很简单，就是把你需要显示的字体从电脑的C:\Windows\Fonts文件夹中拷出来，上传到树莓派的/usr/local/qt5/lib/fonts目录中，然后重启Qt 程序即可。常用的字体有SimSum、微软雅黑、宋体这些，全部考进去就行了
2. 编写好Qt程序点击运行后提示Command Not Found
   这是因为对于Qt 来说并不知道应该把程序部署到树莓派上的哪个目录中来运行，所以会提示找不到命令来执行。解决方案就是在工程的.pro文件中添加以下内容：

   1 2	target.path=部署目录，譬如/home/pi/inject INSTALLS+=target

3. 编写好的Qt程序在测试的时候不能显示在FrameBuffer上
   这是因为Qt Creator在部署完成后执行程序时并不会添加上QT_QPA_PLATFORM变量，所以我们需要将这个变量添加至系统变量，在/etc/profile中添加此变量:

   1	export QT_QPA_PLATFORM=linuxfb:fb=/dev/fb*

9.参考文献

1. 《Cross-compiling Qt Embedded 5.5 for Raspberry Pi 2》
2. 《Qt for Embedded Linux》
3. 《适用于树莓派Raspberry Pi的嵌入式QT平台(一) — 交叉编译安装Qt Embedded 5.5》
4. 《适用于树莓派Raspberry Pi的嵌入式QT平台(二) — 在Windows下用Qt Creator开发编译Raspberry Qt 5应用程序》
5. 《适用于树莓派Raspberry Pi的嵌入式QT平台(三) — 交叉编译 Raspberry Pi 版GDB with Python》

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