Кросскомпиляция Qt 5.9 и Qt 5.12 для Raspberry Pi 1, Raspberry Pi 3 (B+)

Пока в разгаре новогодние праздники захотелось попробовать в действии Raspberry Pi (Здесь для модели 3 B+, но так же подходит и для 1,2), а именно чего-нибудь для неё написать, хотя бы Hello World с помощью Qt. Ставить весь Qt на саму малинку как-то долго, да и пока на ней компилируется простейшая программа можно упиться в усмерть, поэтому будем настраивать кроссс-компиляцию, что бы всю разработку вести на своём пк (Ubuntu 16.10  x64).

Приступаем.

1. Первым делом необходимо скачать образ ОС для малинки, это будет raspbian (можно и Lite (без X), тогда получится сделать «kiosk mode») и залить её на SD карточку, которая уже должна быть воткнута.

mkdir ~/Projects/RaspberryPI 
cd ~/Projects/RaspberryPI 
wget https://downloads.raspberrypi.org/raspbian_latest # Обычный
#Если нужен облёгчённый, бек иксов: wget https://downloads.raspberrypi.org/raspbian_lite_latest
unzip raspbian_latest  
#unzip raspbian_lite_latest
sudo dd if=2018-11-13-raspbian-stretch.img of=/dev/mmcblk0 bs=4M 
#sudo dd if=2018-11-13-raspbian-stretch-lite.img of=/dev/mmcblk0 bs=4M 
sync

Если так случалось, что нет картридера, то залить прошивку можно и на винде с помощью win32diskimager (запускать от рута)

2. Когда заливка завершиться, вытаскиваем СДшку и загружаем с неё малинку.

Теперь её немножко надо настроить, переходим Menu -> Preferences -> Raspberry Pi configuration. 
Либо в консольке(Menu->Accessories->Terminal) :

sudo raspi-config

Расширяем систему на весь объём флэшки: Advanced options->expand filesystem,
включаем ssh в Interfacing options,
подрубаемся к wifi, 
в Advanced options->GL Driver включаем GL (Full KMS) и перезагружаемся.

Вбиваем в консольке ifconfig, запоминаем айпишник, на этом пока что всё.

Кстати, о настройке WIFI raspbian из консоли (если без графического интерфейса, т.е. lite версия):

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
#Дописываем:
network={
    ssid="The_ESSID_from_earlier"
    psk="Your_wifi_password"
}

#Выходим с сохранением и перезагружаемся:
sudo reboot

3. Приконнектимся к малинке по ssh, раскомментим получение исходников пакетов, установим нужные пакеты и создадим нужные папки

ssh pi@192.168.2.101 (пароль по дефолту "raspberry")
sudo nano /etc/apt/sources.list  #расскомментить строчку с deb-src
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo rpi-update #Обновим ядро и прочее основное
reboot
sudo apt-get install -y libudev-dev libinput-dev libts-dev libxcb-xinerama0-dev libxcb-xinerama0
sudo apt-get install -y libfontconfig1-dev libfreetype6-dev libx11-dev libxext-dev libxfixes-dev libxi-dev libxrender-dev libxcb1-dev libx11-xcb-dev libxcb-glx0-dev
sudo apt-get install -y 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 libxcb-xinerama0-dev
sudo apt-get install -y build-essential libgl1-mesa-dev freeglut3 freeglut3-dev mesa-common-dev libglapi-mesa libosmesa6 mesa-utils
sudo apt-get install -y libwayland-egl1-mesa libraspberrypi-dev  freeglut3-dev freeglut3   libegl1-mesa libegl1-mesa-dev libegl1-mesa-drivers libepoxy-dev libepoxy0 libgbm-dev  libgbm1  libgegl-0.3-0  libgegl-dev libva-egl1 mesa-utils-extra
sudo apt-get install -y libraspberrypi0 libva-egl1 libegl1-mesa libegl1-mesa-drivers gegl 
sudo apt-get install -y libglfw3-dev libgles2-mesa-dev
sudo apt-get build-dep qt4-x11 #ради зависимостей
sudo apt-get build-dep libqt5gui5 #ради зависимостей
#Чувствую, большую половину из этого не надо, но я не знаю какую точно т.к. решал проблемы с OpenGL и прочичи либами
sudo mkdir /usr/local/qt5pi
sudo chmod -R 777 /usr/local/qt5pi

4. Так, возвращаемся к хосту, качаем тулчейн:

mkdir raspi
cd raspi
git clone https://github.com/raspberrypi/tools

5. Создаём sysroot и через rsync синхронизируем его с малиновым, что бы оттуда взять заголовочники, либы и компилятор

IP=192.168.2.101 # айпишник малинки
rsync -avz pi@$IP:/lib sysroot # опять идём пить кофе
rsync -avz pi@$IP:/usr/include sysroot/usr
rsync -avz pi@$IP:/usr/lib sysroot/usr # можно сходить просраться
rsync -avz pi@$IP:/opt/vc sysroot/opt

6. Дальше необходимо поправить символьные ссылки, что бы они были относительно нашей скопированной sysroot, для этого есть готовый скриптик, качаем и запускаем:

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

7. Теперь можно склонировать Qt, сконфигурировать и запустить на компиляцию

git clone git://code.qt.io/qt/qt5.git QtSources
cd QtSources
perl init-repository
git checkout 5.12 # Если нужно 5.9, то проверял с 5.9.1
git submodule update --recursive


BASEPATH=~/Projects/RaspberryPI/raspi # базовый путь, где все наши манипуляции происходят (без слэша на конце)
./configure -skip wayland -skip script -skip webengine -no-pch -no-kms -no-xcb -no-use-gold-linker -nomake tests -nomake examples -reduce-exports -eglfs  -release -opengl es2 -device linux-rasp-pi3-g++ -device-option CROSS_COMPILE=$BASEPATH/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin/arm-linux-gnueabihf- -sysroot $BASEPATH/sysroot -opensource -confirm-license -make libs -prefix $BASEPATH/qt5pi -extprefix $BASEPATH/qt5pi -hostprefix $BASEPATH/qt5 -v
make -j4 # и поспим часик (4 - количество ядер проца, для ускорения)
make install

Чтиво по некоторым фичам: https://doc.qt.io/qt-5/embedded-linux.html, https://doc.qt.io/archives/qt-5.8/configure-options.html, https://doc.qt.io/qt-5/linux-requirements.html, https://doc.qt.io/archives/qt-4.8/configure-options.html

8. Теперь закинем на малинку скомпилированные библиотеки и заголовочники Qt:

cd ../
rsync -avz qt5pi pi@$IP:/usr/local

9. Ну и можно собрать пример и закинуть на малинку:

cd QtSources/qtbase/examples/opengl/qopenglwidget
$BASEPATH/qt5/bin/qmake
make
scp qopenglwidget pi@$IP:/home/pi

10. На девайсе необходимо дать знать линковщику о наших либах, а так же создать qt.conf в папке, откуда будем запускать все Qt приложения:

ssh pi@192.168.2.101 (пароль по дефолту "raspberry")
echo /usr/local/qt5pi/lib | sudo tee /etc/ld.so.conf.d/00-qt5pi.conf
echo QT_PLUGIN_PATH=/usr/local/qt5pi/plugins/ | sudo tee -a /etc/environment
echo QT_QPA_FONTDIR=/usr/share/fonts/truetype/dejavu | sudo tee -a /etc/environment
printf "[Paths]\nPlugins=/usr/local/qt5pi/plugins\nQml2Imports=/usr/local/qt5pi/qml" | sudo tee ~/qt.conf
cd /usr/local/qt5pi/lib
sudo ldconfig

Перезагружаем малинку.

11. Но запускать ещё рано, у rasbian по дефолту грузиться mesa драйвер и opengl пахать не будет по нормальному, поэтому заставим её использовать нужный:

sudo rm /usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libEGL.so.1.0.0 /usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libGLESv2.so.2.0.0
sudo ln -s /opt/vc/lib/libEGL.so /usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libEGL.so.1.0.0
sudo ln -s /opt/vc/lib/libGLESv2.so /usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libGLESv2.so.2.0.0
sudo ln -s /opt/vc/lib/libEGL.so /opt/vc/lib/libEGL.so.1
sudo ln -s /opt/vc/lib/libGLESv2.so /opt/vc/lib/libGLESv2.so.2

Вот теперь наконец-то можно запустить пример! Он на малинке /home/pi/qopenglwidget

export QT_LOGGING_RULES=qt.qpa.*=true
./qopenglwidget

ldd ./qopenglwidget

* failed to add service - already in use?

12. С этим разобрались, теперь настроим QtCreator что бы можно было компилить и запускать на малинке в один клик:

12.1. Параметры->Устройства->Добавить
Обычное Linux-устройство
название на свой вкус и цвет
вводим айпишник, логин и пароль
завершить

12.2. Параметры->Сборка и запуск->Компиляторы->Добавить
GCC -> C++
Название: Raspberry PI3 GCC
Путь: /home/pavelk/Projects/RaspberryPI/raspi/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin/arm-linux-gnueabihf-g++

12.3. Параметры->Сборка и запуск->Отладчики->Добавить
Название: Raspberry PI3 GDB
Путь: /home/pavelk/Projects/RaspberryPI/raspi/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin/arm-linux-gnueabihf-gdb

12.4. Параметры->Сборка и запуск->Профили Qt->Добавить
Название: Qt 5.9.1 Raspberry PI3
Путь: /home/pavelk/Projects/RaspberryPI/qt5/bin/qmake

12.5. Параметры->Сборка и запуск->Комплекты->Добавить
Название: Raspberry PI3
Тип устройства: Обычное Linux-устройство
Устройство: выбираем добавленное из первого шага
Компилятор C++: Raspberry PI3 GCC
Отладчик: Raspberry PI3 GDB
Профиль Qt: Qt 5.9.1 Raspberry PI3

12.6. Нажимаем «Применить».

14. Создаём новый проект, в *.pro файл добавляем:

INSTALLS        = target
target.path     = /home/pi

Компилим и после завершения проект должен запуститься на малинке.

Вот как-то так в общем =)

P.S. Большая часть была взята с https://wiki.qt.io/RaspberryPi2EGLFS с моими небольшими правками — думал всё сложнее будет =)