Raspberry Pi 用 Qt 6.8 クロスコンパイルソフトウェア

はじめに

以前のブログ記事 *Pi OSのインストール*Ubuntu 20 LTS で Raspberry Compute Module 4 用に Qt 5.15 をクロスコンパイルする。*Ubuntu 20 LTS でクロスコンパイルするための Qt Creator の設定

Raspberry Compute ModuleへのRaspbianのインストールと、Ubuntu 20でのQtCreatorのクロスコンパイルの設定について書きました。

このブログ記事は、現時点でのQtの最新バージョン6.8、raspi OS Bookworm 、Ubuntu 22.04 LTS 。

前提条件

以下のハードとソフトを使用した： *Raspberry Pi 4 *raspi OS Bookworm 、推奨ソフトなし *Ubuntu 22.04 LTS *Qt 6.8 *QtCreator 14.02

備考

十分なRAMとCPUコアを備えたラップトップやデスクトップ・コンピューターがあれば、仮想マシンでクロス・コンパイルを行うことができる。しかし私の経験では、ネイティブ・コンピューターの方がはるかに速く、エラーも少ない。

私のコード例のファイルパスとIPアドレスを見て、あなたのニーズに合わせて調整してください。

ラズベリーパイのセットアップ

*https://www.raspberrypi.com/software/operating-systemsから raspiOS をダウンロードしてください。

2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz: Raspberry Pi OS 64bit デスクトップ版 (推奨ソフトウェアではありません)
Balena Etcher を使って SD カードにイメージをフラッシュする。
インストールに従い、リモート接続 (ssh) の設定を忘れずに。
ssh で RPi に接続 -> 私の場合、IP アドレス 192.168.2.167、ユーザー pi -> Ubuntu ホストから。

ssh pi@192.168.2.167

必要なソフトウェアをインストールする：

sudo apt-get install libboost-all-dev libudev-dev libinput-dev libts-dev libmtdev-dev libjpeg-dev libfontconfig1-dev libssl-dev libdbus-1-dev libglib2.0-dev libxkbcommon-dev libegl1-mesa-dev libgbm-dev libgles2-mesa-dev mesa-common-dev libasound2-dev libpulse-dev gstreamer1.0-omx libgstreamer1.0-dev libgstreamer-plugins-base1.0-dev  gstreamer1.0-alsa libvpx-dev libsrtp2-dev libsnappy-dev libnss3-dev "^libxcb.*" flex bison libxslt-dev ruby gperf libbz2-dev libcups2-dev libatkmm-1.6-dev libxi6 libxcomposite1 libfreetype6-dev libicu-dev libsqlite3-dev libxslt1-dev

sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libx11-dev freetds-dev libsqlite3-dev libpq-dev libiodbc2-dev firebird-dev libxext-dev 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 libxi-dev libdrm-dev libxcb-xinerama0 libxcb-xinerama0-dev libatspi2.0-dev libxcursor-dev libxcomposite-dev libxdamage-dev libxss-dev libxtst-dev libpci-dev libcap-dev libxrandr-dev libdirectfb-dev libaudio-dev libxkbcommon-x11-dev gdbserver

Qt 6 インストール用のフォルダを作る：

sudo mkdir /usr/local/qt6

gcc、ld、ldd のバージョンを確認する。同じバージョンのソースコードをダウンロードし、後でクロスコンパイラをビルドする。

pi@raspberrypi:~ $ gcc --version
gcc (Debian 12.2.0-14) 12.2.0
Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

pi@raspberrypi:~ $ ld --version
GNU ld (GNU Binutils for Debian) 2.40
Copyright (C) 2023 Free Software Foundation, Inc.
This program is free software; you may redistribute it under the terms of
the GNU General Public License version 3 or (at your option) a later version.
This program has absolutely no warranty.

pi@raspberrypi:~ $ ldd --version
ldd (Debian GLIBC 2.36-9+rpt2+deb12u8) 2.36
Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
Written by Roland McGrath and Ulrich Drepper.

以下のコードを ~/.bashrc の最後に追加し、変更を更新する：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/qt6/lib/
source ~/.bashrc

セットアップ Ubuntu 22.04 LTS

ソフトウェアパッケージの最新バージョンへのアップデート：

sudo apt update
sudo apt upgrade

以下のパッケージをインストールしてください：

sudo apt-get install make build-essential libclang-dev ninja-build gcc git bison python3 gperf pkg-config libfontconfig1-dev libfreetype6-dev libx11-dev libx11-xcb-dev libxext-dev libxfixes-dev libxi-dev libxrender-dev libxcb1-dev libxcb-glx0-dev libxcb-keysyms1-dev libxcb-image0-dev libxcb-shm0-dev libxcb-icccm4-dev libxcb-sync-dev libxcb-xfixes0-dev libxcb-shape0-dev libxcb-randr0-dev libxcb-render-util0-dev libxcb-util-dev libxcb-xinerama0-dev libxcb-xkb-dev libxkbcommon-dev libxkbcommon-x11-dev libatspi2.0-dev libgl1-mesa-dev libglu1-mesa-dev freeglut3-dev build-essential gawk git texinfo bison file wget libssl-dev gdbserver gdb-multiarch libxcb-cursor-dev

gcc をクロス・コンパイラとしてビルドする

必要なソース・コードをダウンロードする。以下のコマンドは必要に応じて変更してください。このページを作成する時点では、以下の通りです：

gcc 12.2.0
binutils 2.40(ldバージョン)
glibc 2.36(lddバージョン)

cd ~
mkdir gcc_all && cd gcc_all
wget https://ftpmirror.gnu.org/binutils/binutils-2.40.tar.bz2
wget https://ftpmirror.gnu.org/glibc/glibc-2.36.tar.bz2
wget https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-12.2.0/gcc-12.2.0.tar.gz
git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/linux
tar xf binutils-2.40.tar.bz2
tar xf glibc-2.36.tar.bz2
tar xf gcc-12.2.0.tar.gz
rm *.tar.*
cd gcc-12.2.0
contrib/download_prerequisites

コンパイラーをインストールするフォルダを作る。

sudo mkdir -p /opt/cross-pi-gcc
sudo chown $USER /opt/cross-pi-gcc
export PATH=/opt/cross-pi-gcc/bin:$PATH

上記のフォルダにカーネル・ヘッダーをコピーする。

cd ~/gcc_all
cd linux
KERNEL=kernel7
make ARCH=arm64 INSTALL_HDR_PATH=/opt/cross-pi-gcc/aarch64-linux-gnu headers_install

Binutilsをビルドする。

cd ~/gcc_all
mkdir build-binutils && cd build-binutils
../binutils-2.40/configure --prefix=/opt/cross-pi-gcc --target=aarch64-linux-gnu --with-arch=armv8 --disable-multilib
make -j 8
make install

gcc-12.2.0/libsanitizer/asan/asan_linux.cpp を編集する。以下のコードを追加する。

#ifndef PATH_MAX
#define PATH_MAX 4096
#endif

gccの部分ビルドを行う。

cd ~/gcc_all
mkdir build-gcc && cd build-gcc
../gcc-12.2.0/configure --prefix=/opt/cross-pi-gcc --target=aarch64-linux-gnu --enable-languages=c,c++ --disable-multilib
make -j8 all-gcc
make install-gcc

Glibcを部分的にビルドする。

cd ~/gcc_all
mkdir build-glibc && cd build-glibc
../glibc-2.36/configure --prefix=/opt/cross-pi-gcc/aarch64-linux-gnu --build=$MACHTYPE --host=aarch64-linux-gnu --target=aarch64-linux-gnu --with-headers=/opt/cross-pi-gcc/aarch64-linux-gnu/include --disable-multilib libc_cv_forced_unwind=yes
make install-bootstrap-headers=yes install-headers
make -j8 csu/subdir_lib
install csu/crt1.o csu/crti.o csu/crtn.o /opt/cross-pi-gcc/aarch64-linux-gnu/lib
aarch64-linux-gnu-gcc -nostdlib -nostartfiles -shared -x c /dev/null -o /opt/cross-pi-gcc/aarch64-linux-gnu/lib/libc.so
touch /opt/cross-pi-gcc/aarch64-linux-gnu/include/gnu/stubs.h

gccに戻る。

cd ~/gcc_all/build-gcc
make -j8 all-target-libgcc
make install-target-libgcc

glibcのビルドを終える。

cd ~/gcc_all/build-glibc
make -j8
make install

gccのビルドを終了する。

cd ~/gcc_all/build-gcc
make -j8
make install

この時点で、gccによる完全なクロスコンパイラ・ツールチェインが完成した。gcc_allフォルダはもう必要ありません。削除して構わない。

Qt6の構築

Qt6 をビルドするには 2 つの方法があります。qtbase とすべてのサブモジュールを含む"single" (https://download.qt.io/official_releases/qt/6.8/6.8.0/single/qt-everywhere-src-6.8.0.tar.xz) バージョンをダウンロードする。これは非常に重いもので、コンパイルには多くのパワーと時間が必要です。

私のお勧めは、qtbase を基本としてコンパイルし、必要なサブモジュールだけを個別にコンパイルする方法です。

sysrootとqt6用のフォルダを作る。私はこのフォルダをworkspace/qt-rpi-cross-compilationディレクトリに作ります。

cd ~/workspace/qt-rpi-cross-compilation
mkdir rpi-sysroot rpi-sysroot/usr rpi-sysroot/opt
mkdir qt6 qt6/host qt6/pi qt6/host-build qt6/pi-build qt6/src

QtBase のソースコードをダウンロードする

cd ~/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/src
wget https://download.qt.io/official_releases/qt/6.8/6.8.0/submodules/qtbase-everywhere-src-6.8.0.tar.xz
tar xf qtbase-everywhere-src-6.8.0.tar.xz

ホスト用にQt6をビルドする

cd ~/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/host-build/
cmake ../src/qtbase-everywhere-src-6.8.0/ -GNinja -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DQT_BUILD_EXAMPLES=OFF -DQT_BUILD_TESTS=OFF -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/qt6/host
cmake --build . --parallel 8
cmake --install .

バイナリは ~/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/host にあります。

rpi 用に Qt6 をビルドする

SSH経由でrsyncを使ってrpiからいくつかのフォルダをコピー＆ペーストする。

cd ~
rsync -avz --rsync-path="sudo rsync" pi@192.168.2.167:/usr/include workspace/qt-rpi-cross-compilation/rpi-sysroot/usr
rsync -avz --rsync-path="sudo rsync" pi@192.168.2.167:/lib workspace/qt-rpi-cross-compilation/rpi-sysroot
rsync -avz --rsync-path="sudo rsync" pi@192.168.2.167:/usr/lib workspace/qt-rpi-cross-compilation/rpi-sysroot/usr 
rsync -avz --rsync-path="sudo rsync" pi@192.168.2.167:/opt/vc workspace/qt-rpi-cross-compilation/rpi-sysroot/opt

~/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6 に toolchain.cmake というファイルを作成する。 set(TARGET_SYSROOT /home/factory/workspace/qt-rpi-cross-compilation/rpi-sysroot) "の行を自分の環境に合わせて調整する。

cmake_minimum_required(VERSION 3.18)
include_guard(GLOBAL)

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)

# You should change location of sysroot to your needs.
set(TARGET_SYSROOT /home/factory/workspace/qt-rpi-cross-compilation/rpi-sysroot)
set(TARGET_ARCHITECTURE aarch64-linux-gnu)
set(CMAKE_SYSROOT ${TARGET_SYSROOT})

set(ENV{PKG_CONFIG_PATH} $PKG_CONFIG_PATH:${CMAKE_SYSROOT}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/pkgconfig)
set(ENV{PKG_CONFIG_LIBDIR} /usr/lib/pkgconfig:/usr/share/pkgconfig/:${TARGET_SYSROOT}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/pkgconfig:${TARGET_SYSROOT}/usr/lib/pkgconfig)
set(ENV{PKG_CONFIG_SYSROOT_DIR} ${CMAKE_SYSROOT})

set(CMAKE_C_COMPILER /opt/cross-pi-gcc/bin/${TARGET_ARCHITECTURE}-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER /opt/cross-pi-gcc/bin/${TARGET_ARCHITECTURE}-g++)

set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -isystem=/usr/include -isystem=/usr/local/include -isystem=/usr/include/${TARGET_ARCHITECTURE}")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS}")

set(QT_COMPILER_FLAGS "-march=armv8-a")
set(QT_COMPILER_FLAGS_RELEASE "-O2 -pipe")
set(QT_LINKER_FLAGS "-Wl,-O1 -Wl,--hash-style=gnu -Wl,--as-needed -Wl,-rpath-link=${TARGET_SYSROOT}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE} -Wl,-rpath-link=$HOME/qt6/pi/lib")

set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PACKAGE ONLY)
set(CMAKE_INSTALL_RPATH_USE_LINK_PATH TRUE)
set(CMAKE_BUILD_RPATH ${TARGET_SYSROOT})

include(CMakeInitializeConfigs)

function(cmake_initialize_per_config_variable _PREFIX _DOCSTRING)
  if (_PREFIX MATCHES "CMAKE_(C|CXX|ASM)_FLAGS")
    set(CMAKE_${CMAKE_MATCH_1}_FLAGS_INIT "${QT_COMPILER_FLAGS}")
        
    foreach (config DEBUG RELEASE MINSIZEREL RELWITHDEBINFO)
      if (DEFINED QT_COMPILER_FLAGS_${config})
        set(CMAKE_${CMAKE_MATCH_1}_FLAGS_${config}_INIT "${QT_COMPILER_FLAGS_${config}}")
      endif()
    endforeach()
  endif()


  if (_PREFIX MATCHES "CMAKE_(SHARED|MODULE|EXE)_LINKER_FLAGS")
    foreach (config SHARED MODULE EXE)
      set(CMAKE_${config}_LINKER_FLAGS_INIT "${QT_LINKER_FLAGS}")
    endforeach()
  endif()

  _cmake_initialize_per_config_variable(${ARGV})
endfunction()

set(XCB_PATH_VARIABLE ${TARGET_SYSROOT})

set(GL_INC_DIR ${TARGET_SYSROOT}/usr/include)
set(GL_LIB_DIR ${TARGET_SYSROOT}:${TARGET_SYSROOT}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/:${TARGET_SYSROOT}/usr:${TARGET_SYSROOT}/usr/lib)

set(EGL_INCLUDE_DIR ${GL_INC_DIR})
set(EGL_LIBRARY ${XCB_PATH_VARIABLE}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/libEGL.so)

set(OPENGL_INCLUDE_DIR ${GL_INC_DIR})
set(OPENGL_opengl_LIBRARY ${XCB_PATH_VARIABLE}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/libOpenGL.so)

set(GLESv2_INCLUDE_DIR ${GL_INC_DIR})
set(GLIB_LIBRARY ${XCB_PATH_VARIABLE}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/libGLESv2.so)

set(GLESv2_INCLUDE_DIR ${GL_INC_DIR})
set(GLESv2_LIBRARY ${XCB_PATH_VARIABLE}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/libGLESv2.so)

set(gbm_INCLUDE_DIR ${GL_INC_DIR})
set(gbm_LIBRARY ${XCB_PATH_VARIABLE}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/libgbm.so)

set(Libdrm_INCLUDE_DIR ${GL_INC_DIR})
set(Libdrm_LIBRARY ${XCB_PATH_VARIABLE}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/libdrm.so)

set(XCB_XCB_INCLUDE_DIR ${GL_INC_DIR})
set(XCB_XCB_LIBRARY ${XCB_PATH_VARIABLE}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/libxcb.so)

list(APPEND CMAKE_LIBRARY_PATH ${CMAKE_SYSROOT}/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE})
list(APPEND CMAKE_PREFIX_PATH "/usr/lib/${TARGET_ARCHITECTURE}/cmake")

絶対シンボリックリンクの修正

cd ~/workspace/qt-rpi-cross-compilation
wget https://raw.githubusercontent.com/riscv/riscv-poky/master/scripts/sysroot-relativelinks.py
chmod +x sysroot-relativelinks.py 
python3 sysroot-relativelinks.py rpi-sysroot

rpiのソースコードをコンパイルする。

cd $HOME/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/pi-build
cmake ../src/qtbase-everywhere-src-6.8.0/ -GNinja -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DINPUT_opengl=es2 -DQT_BUILD_EXAMPLES=OFF -DQT_BUILD_TESTS=OFF -DQT_HOST_PATH=$HOME/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/host -DCMAKE_STAGING_PREFIX=$HOME/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/pi -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/qt6 -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=$HOME/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/toolchain.cmake -DQT_QMAKE_TARGET_MKSPEC=devices/linux-rasp-pi4-aarch64 -DQT_FEATURE_xcb=ON -DFEATURE_xcb_xlib=ON -DQT_FEATURE_xlib=ON
cmake --build . --parallel 8
cmake --install .

バイナリを rpi に送る。

rsync -avz --rsync-path="sudo rsync" $HOME/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/pi/* pi@192.168.2.167:/usr/local/qt6

QtCreatorの設定

コンパイラのセットアップ
デバッガのセットアップ
デバイスのセットアップ
Test "ボタンで接続をテストする
Qtバージョンの設定
キットの設定
CMake Configuration "の "Change "をクリックし、以下のコマンドを追加する。

-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE:UNINITIALIZED=/home/pmy/qt6/pi/lib/cmake/Qt6/qt.toolchain.cmake

QtCreator プロジェクトの設定

QtCreatorでプロジェクトを作成する場合、"Run" の設定を調整する必要があります。"Environment" ：

-LD_LIBRARY_PATH=:/usr/local/qt6/lib/

Qtサブモジュールの追加

QML モジュールの追加

ソースコードのダウンロード

cd ~/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/src
wget https://download.qt.io/official_releases/qt/6.8/6.8.0/submodules/qtshadertools-everywhere-src-6.8.0.tar.xz
tar xf qtshadertools-everywhere-src-6.8.0.tar.xz
wget https://download.qt.io/official_releases/qt/6.8/6.8.0/submodules/qtdeclarative-everywhere-src-6.8.0.tar.xz
tar xf qtdeclarative-everywhere-src-6.8.0.tar.xz

依存関係は~/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/src/qtdeclarative-everywhere-src-6.8.0/dependencies.yaml と~/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/src/qtshadertools-everywhere-src-6.8.0/dependencies.yaml で確認してください。

必要なモジュールが最初にビルドされ、インストールされていることを確認してください。

ホスト用のモジュールをビルドする。

cd ~/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/host-build
rm -rf *
$HOME/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/host/bin/qt-configure-module ../src/qtshadertools-everywhere-src-6.8.0
cmake --build . --parallel 8
cmake --install .
rm -rf *
$HOME/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/host/bin/qt-configure-module ../src/qtdeclarative-everywhere-src-6.8.0
cmake --build . --parallel 8
cmake --install .

rpi用モジュールをビルドする。

cd ~/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/pi-build
rm -rf *
$HOME/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/pi/bin/qt-configure-module ../src/qtshadertools-everywhere-src-6.8.0
cmake --build . --parallel 8
cmake --install .
rm -rf *
$HOME/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/pi/bin/qt-configure-module ../src/qtdeclarative-everywhere-src-6.8.0
cmake --build . --parallel 8
cmake --install .

バイナリをrpiに送る。

rsync -avz --rsync-path="sudo rsync" $HOME/workspace/qt-rpi-cross-compilation/qt6/pi/* pi@192.168.2.167:/usr/local/qt6

謝辞

この説明書の作成に使用した情報源：

ありがとう。

はじめに

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ラズベリーパイのセットアップ

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gcc をクロス・コンパイラとしてビルドする

Qt6の構築

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rpi 用に Qt6 をビルドする

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Qtサブモジュールの追加

QML モジュールの追加

謝辞

admin

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