树莓派Raspberry Pi的嵌入式QT平台

在树莓派上设计桌面应用一般情况会依赖于X11环境，如果是Windows平台，就目前而言，我们也可以选择Windows 10 IoT环境进行开发。UWP目前也支持在树莓派2上进行部署。至于常见的Linux X11或者Wayland环境，相比之下比较冗余，但是QT Emebedded直接利用Framebuffer，显示GUI，会更加轻便。利用树莓派 Open GL支持，更可以开发出3D效果，是工业领域开发设计可视化设备的不错选择，更是物联网设备一个比较好的交互方案。

1. 准备工具

我们要在Windows上对QT 5.5进行交叉编译，所以我们需要准备以下工具：

树莓派 1代或者2代，官方的Rasbian系统（基于Debian），目前最新版本基于Debian 8 Jessie，我们可以从官方站点下载最新版本 https://downloads.raspberrypi.org/raspbian_latest
下载交叉编译工具集 cross-toolchain (http://gnutoolchains.com/raspberry/) 。如果你是基于Jessie的Rasbian，选择 raspberry-gcc-4.9.2-r2.exe。如果是Wheezy，你需要选择 raspberry-gcc4.6.3.exe。安装toolchain.

下载MinGW toolchain (http://gnutoolchains.com/mingw32)并安装，我们需要在Windows中编译QMake

下载安装Python 2.7 for Windows (https://www.python.org/ftp/python/2.7.11/python-2.7.11.msi) 并且确保Python执行路径写入了系统环境变量PATH
下载QT 5.5 源代码，http://download.qt.io/archive/qt/5.5/5.5.0/single/

2. 安装Rasbian

大家可以参考这个链接 https://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-images/windows.md 来安装Rasbian，不过简单来讲，在Windows下安装Rasbian只需要用WinfFlashTool 或者 Win32DiskImager 将系统镜像刷入一张不小于8GB的SD

WinFLASHTool: http://winflashtool.sysprogs.com/
Win32DiskImager: https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/

将SD插入树莓派，接上电源和HDMI，启动系统，默认用户pi，密码raspberry登入系统 (建议打开Raspi-config配置系统默认进入CLI，修改管理员密码，配置GPU内存128MB，然后重启)。

运行命令进行系统更新。

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

建议：先预先安装下面库，交叉编译Qt，xcb依赖这些库，默认Raspbian中可能不带

sudo apt-get install libxcb1 libxcb1-dev libx11-xcb1 libx11-xcb-dev libxcb-keysyms1 libxcb-keysyms1-dev libxcb-image0 libxcb-image0-dev libxcb-shm0 libxcb-shm0-dev libxcb-icccm4 libxcb-icccm4-dev libxcb-sync1 libxcb-sync-dev libxcb-render-util0 libxcb-render-util0-dev libxcb-xfixes0-dev libxrender-dev libxcb-shape0-dev libxcb-randr0-dev libxcb-glx0-dev

你可能会碰到某些库无法下载，你可以手动下载然后通过 dpkg -i 来安装。

3. 同步Linux环境

在Windows中交叉编译Qt，需要先同步树莓派Linux 库、头文件到sysroot下。在<sysgcc>\Raspberry\TOOLS中打开 UpdateSysroot.bat (<sysgcc>为toochain的安装目录，例如C:\SysGCC)

在Targeted Linux machine输入选择你的树莓派，如上图输入你需要同步的目录，建议同步/opt目录(在输入框里按 Ctl+Enter换行，直接按Enter默认为开始同步，请注意)，里面包含了OpenGL的头文件，我们在编译Qt需要引用。注意，千万不要同步/etc目录，因为他会复写本地的/etc/ld.so.conf文件，会破化Windows下编译时的头文件引用。如果不小心同步了，我们需要重新安装 aspberry-gcc4.6.3.exe 来提取恢复此文件。

4. 配置编译qmake

我们需要先解压缩下载下来的qt源码包，比如解压缩在C:\qt-everywhere-opensource-src-5.5.0 (可以用7-zip来解压缩)。或者打开MinGW32下的msys (<sysgcc>\MinGW32\msys\1.0\msys.bat) 进入你的qt代码下载目录(例如 C:\download)

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:\SysGCC\Raspberry\bin和c:\SysGCC\MinGW32\bin

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-，如下图：

好了，现在我们可以开始编译Qt。由于Qmake编译脚本的一个bug，我们无法直接交叉编译Raspberry版本，需要分为两步，先编译Windows Qmake然后再交叉编译Raspberry 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

输入下面的命令开始编译Qmake for Windows

cd /c/download

mkdir qt-build

cd qt-build

../qt-everywhere-opensource-src-5.5.0/configure -platform win32-g++ -xplatform linux-arm-gnueabi-g++ -release -opengl es2 -device linux-rasp-pi2-g++ -sysroot C:/SysGCC/Raspberry/arm-linux-gnueabihf/sysroot -prefix /usr/local/qt5

选择 'o' Open Source和yes同意GPLV2&3许可证

-opengl es2参数：配置Qt直接使用Raspberry framebuffer 而不是X11

全部配置完成后，你可以用命令 qtbase/bin/qmake -v 检查下qmake是否配置成功

5. 交叉编译Qt for Raspberry

现在我们打开 C:\download\qt-everywhere-opensource-src-5.5.0\qtbase\configure 文件，找到3900行左右 "Creating qmake..."，修改为：

if [ '!' -f "$outpath/bin/qmake.exe" ]; then

注意qmake.exe后面的.exe扩展名和最后的then。使用已经编译好的Windows qmake而不用再去生成qmake

好了，到此我们做好了所有的准备工作，就要开始编译Qt for Raspberry Pi了。在这之前，建议大家再次确认下是否有遗漏或者错误，不然一次编译就需要十几个小时，中断后再来很费时间。

回到msys窗口，进入qt-build目录，输入下面的命令开始配置：

../qt-everywhere-opensource-src-5.5.0/configure -platform win32-g++ -xplatform linux-arm-gnueabi-g++ -release -opengl es2 -device linux-rasp-pi2-g++ -sysroot C:/SysGCC/Raspberry/arm-linux-gnueabihf/sysroot -prefix /usr/local/qt5 -device-option CROSS_COMPILE=C:/SysGCC/Raspberry/bin/arm-linux-gnueabihf- -qt-xcb

同样输入 "o" 和 "yes" 使用开源版本和同意许可证内容。

可以忽略出现的警告。但如果出现缺少库依赖的错误，请回到第3步，同步Linux环境，检查是否已经同步了必要的目录。检查是否在Raspbian中遗漏了必须的库。可以按照输出提示，去检查Qt环境的依赖库，并且在Raspbian中手动安装，然后再进行一次同步。

你也可以检查 <sysgcc>\Raspberry\arm-linux-gnueabihf\sysroot\etc\ld.so.conf文件，是否包含了下面配置

/opt/vc/lib

/lib/arm-linux-gnueabihf

/usr/lib/arm-linux-gnueabihf

/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libfakeroot

/usr/local/lib

如果你看到了下面的内容，那么你就可以输入 make && make install 开始编译安装。不出意外，整个过程打开需要15小时左右，具体视机器性能，反正我花了20小时完成所有编译安装。默认会安装到 <sysgcc>\Raspberry\arm-linux-gnueabihf\sysroot\usr\local\qt5 目录。

6. 同步Qt到Raspbian并测试

等待一天后，编译安装完成，我们就可以将安装在本地PC上的Qt复制到Raspberry中。不建议使用SFTP工具进行上传，因为SFTP上传无法将文件属性复制过去。这里建议使用 toolchain 中自带的SmarTYY来完成上传。打开 <sysgcc>\Raspberry\TOOLS\PortableSmartty下的 SmarTTY.exe 工具，配置连接到你的树莓派。

cd/usr/local

sudomkdirqt5

sudo chown pi qt5

创建Qt 5的安装目录，然后打开SmarTYY菜单，选择上传目录。

配置本地目录为 <sysgcc>\Raspberry\arm-linux-gnueabihf\sysroot\usr\local\qt5，远程目录为 /usr/local/qt5，开始上传

完成后，我们就可以在SSH中进行测试，进入 /usr/local/qt5/examples/widgets/richtext/textedit 运行例子 ./textedit。这时如果你的树莓派连接着显示器，你就会看到一个文本编辑器显示出来，接上鼠标键盘，你就可以进行图形化界面操作了。

SSH端：

树莓派连接的显示器：

下一篇：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

大部分内容参考自：http://visualgdb.com/tutorials/raspberry/qt/embedded/

接着上篇 "交叉编译安装Qt Embedded 5.5"，我们已经成功在Windows上交叉编译了Raspberry Pi的嵌入式Qt 5.5。那么我们就可以开始开发基于Qt 5的应用程序。接下来，我们需要在Windows上搭建必要的Qt开发工具，首当其冲就是官方的Qt Creator，不仅提供了原生的C++编辑器，Qt界面设计器，而且还可以集成现有的 Qmake, gcc 甚至于Visual Studio C++编译器来配置编译Qt项目，自带的QML解释器可以快速的将QML内容翻译成代码并集成子啊项目中；而且利用自带的GDB可以进行代码运行时调试。

下面，我们就利用Windows平台上的Qt Creator与我们已经准备好的树莓派中的 Qt 5.5 来集成开发基于Raspberry Pi的Qt Embedded应用程序。过程中，我们需要交叉编译Raspberry Pi版的GDB用于远程调试。

1. 准备工作

Qt Creator for Windows：http://download.qt.io/official_releases/qtcreator/3.6/3.6.0/qt-creator-opensource-windows-x86-3.6.0.exe
或者我们也可以下载安装 Qt 5.5.1 for Windows 32-bit (MinGW 4.9.2)：http://download.qt.io/official_releases/qt/5.5/5.5.1/qt-opensource-windows-x86-mingw492-5.5.1.exe

里面已经带了Qt Creator
当然，我们也可以选择Qt for Windows (VS编译版本)

安装Qt for Windows，我们可以注册一个Qt账号，然后选择安装目录并继续。

2. 配置编译环境

安装完成后，打开Qt Creator。在Creator中的项目，类似于 Xcode，我们需要配置好多种目标环境，不同的项目需要配置指定目标环境，就可以针对目标编译生成。

打开Tools -> Options...

选择Devices，点击Add..增加一个Generic Linux Device，然后Start Wizard，填入设备名字，网络地址以及用户名密码等。

完成后，会自动开始测试设备连接。

然后我们可以开始配置Build & Run，选择Qt Versions，添加一个Qt Version，选择我们之前编译好的Windows下的qmake：

然后添加一个Compiler，选择Compilers选项卡，Add.. 一个MinGW类型的编译器，选择<sysgcc>\Raspberry\bin\arm-linux-gnueabihf-g++.exe

添加一个CMake，<sysgcc>\Raspberry\bin\make.exe

好了，最后我们就需要配置出一个Kit，包含一个目标环境所需要的qmake，设备，CMake，以及配置文件。点击Kits选项卡：

Device type：Generic Linux Device
Device：选择你刚才新建的设备
Sysroot：<sysgcc>\Raspberry\arm-linux-gnueabihf\sysroot
Compiler：选择新建的编译器
Qt version：选择Raspberry Pi的Qt
Qt mkspec：<sysgcc>\Raspberry\arm-linux-gnueabihf\sysroot\usr\local\qt5\mkspecs\devices\linux-rasp-pi2-g++
CMake Tool：选择新建的CMake

保存新的Kit配置。

因为Qt Creator的Debugger GDB需要有Python支持，但是MinGW中提供的GDB均没有支持Python，所以我们目前无法指定Debugger，需要之后交叉编译一个Raspebrry Pi支持的GDB with Python才可以作为Debugger来调试。

3. 新建Qt for Raspberry Pi项目并编译测试

点击 File -> New File or Project，打开新建项目向导，选择Qt Widgets项目模板，填入项目名称，务必在Kit Selection中选择才新建的Kit环境。

完成代码后，我们可以通过左下侧的编译运行按钮直接编译输出到Raspberry Pi

目前我们只能使用Run，还无法使用调试器。我们可以打开Qt Examples中的项目来进行测试。

上篇讲到“在Windows下用Qt Creator开发编译Raspberry Qt 5应用程序”，由于目前Qt Creator所支持的GDB需要有Python支持，但是目前MinGW中的GDB都是无Python支持的，所以我们需要自己下载GDB代码并且编译成针对Raspberry Pi支持Python的版本。

1. 准备工作

下载MinGW最新版本：https://sourceforge.net/projects/mingw/files/Installer/ 从sourceforge下载 mingw-get-setup.exe，这是一个MinGW软件包安装管理器，类似于Debian上的新得利包管理器，有一个GUI版本可以可视化的管理安装MinGW环境的软件包
从 Qt 站点下载 http://download.qt.io/development_releases/qtcreator/3.6/3.6.0-rc1/qt-creator-opensource-src-3.6.0-rc1.zip 下载Qt Creator 代码，里面包含了配置编译GDB的脚本。
从GNU站点下载GDB源码(推荐GDB 7.1.0)：http://ftp.gnu.org/gnu/gdb/gdb-7.10.tar.xz
从 Qt 站点下载GDB所依赖的Python 2.7库：http://download.qt.io/development_releases/prebuilt/gdb/build-prerequisites/python.zip
从其他站点下载其他所依赖的库源码：
- libiconv 1.14： http://ftp.gnu.org/pub/gnu/libiconv/libiconv-1.14.tar.gz
- expat 2.1.0： https://sourceforge.net/projects/expat/files/expat/2.1.0/expat-2.1.0.tar.gz/download

解压缩Qt Creator源码，放入C:\Download目录，并且将其他下载的库及代码放入 C:\Download\qt-creator-opensource-src-3.6.0-rc1\dist\gdb\source (在gdb目录下新建一个source目录)

2. 配置编译环境

有人要说，为什么不用之前toolchain for Windows的MinGW32来编译，因为经过本人多次尝试，发现toolchain中的MinGW版本过低，有一个time.h的结构体声明bug导致我们GDB编译无法进行。所以我们需要更新到最新的MinGW版本来编译GDB

安装MinGW-get到C:\MinGW

完成后打开 C:\MinGW\bin\mingw-get.exe，选择 Basic Setup->勾选右侧列表中 mingw-developer-toolkit， mingw32-base，mingw32-gcc-g++以及msys-base软件包，点击菜单Installation->Apply Changes 完成软件包的安装。

安装软件完成后，打开 C:\MinGW\msys\1.0\msys.bat 进入MinGW shell环境。

3. 配置编译GDB with Python for Win/Linux/ARM

打开 C:\Download\qt-creator-opensource-src-3.6.0-rc1\dist\gdb\Makefile.mingw 文件

在targets那一行添加Raspberry Pi的ABI：arm-linux-gnueabihf，然后保存文件。打开msys shell，进入目录 C:\Download\qt-creator-opensource-src-3.6.0-rc1\dist\gdb，make这个Makefile.mingw开始编译：

注意：过程中可能会下载一些软件包，确保你的网络连接的稳定，有条件的可以FQ连上VPN。如果下载一直出现问题，则可以选择手动下载那些软件包放入source目录中。

当编译打包全部完成后(大概会花一个小时编译)，你可以在 C:\Download\qt-creator-opensource-src-3.6.0-rc1\dist\gdb\qtcreator-gdb-7.10找到编译好的GDB，并且也有一个打包好的 qtcreator-gdb-7.10-mingw32_nt-6.2-i686.tar.gz 在\dist\gdb目录下。

4. 在Qt Creator中配置并联机调试Qt for Raspberry Pi应用

打开Qt Creator，进入Tools->Options...->Build & Run->Debugger，添加一个Debugger，选择刚才编译出来的gdb.exe，如下图，保存后。

打开Kits，选择之前配置好的Rasspberry Pi的开发Kit，在Debugger下选择配置好的Debugger，点击OK保存关闭。

好了，至此，Qt Creator就可以使用按钮进行联机调试，可以设置断点，查看运行时内存，线程状态。GDB会向Raspberry Pi推送一个gdbserver，并且联合本地的GDB进行调试。下面面是我调试一个Qt for Raspberry Pi应用时的截图：