C/C++嵌入式開發環境搭建，Qt交叉編譯，cmake交叉編譯，clion/vscode遠程開發

目錄

  • 交叉編譯簡介
  • cmake 交叉編譯
  • clion 交叉編譯
  • vscode 遠程嵌入式開發
  • Qt交叉編譯
    • 1.安裝交叉編譯工具
    • 2.交叉編譯qt庫
    • 3.將交叉編譯的Qt庫復制到板子上
    • 4.安裝和配置 Qt Creator，支持交叉編譯
    • 5.QT嵌入式開發
    • 6.QT嵌入式開發報錯解決
      • QIconvCodec::convertToUnicode: using Latin-1 for conversion, iconv_open failed
      • cannot execute binary file: Exec format error
      • arm上報錯找不到槽函數
  • 交叉編譯gdb調試
    • 交叉編譯 gdbserver
    • gdb遠程調試
    • gdb調試core文件

交叉編譯簡介

交叉編譯是在一個平臺上編譯生成另一個平臺上的可執行代碼，當我們開發目標是一個嵌入式設備時，便需要在PC機上編譯出能在該嵌入式設備上運行的可執行文件，這里編譯主機與目標運行主機不是同一個設備，該過程就稱為交叉編譯；
編譯是指一個源代碼文件，如C/C++文件要經過預處理（preprocessing)、編譯(compilation)、匯編（assembly)和鏈接(linking）等步驟才能變成可執行文件，整個過程統稱為編譯。

常用的交叉編譯環境是：在X86架構主機上編譯生成可執行文件，放到ARM架構開發板上運行。
為什么需要交叉編譯：目的平臺上不允許或不能夠安裝所需的編譯器；或目的平臺上的資源貧乏，無法運行我們所需要編譯器；或目的平臺還沒有建立，甚至沒有操作系統等。

cmake 交叉編譯

C/C++項目，可以使用cmake交叉編譯。

使用cmake創建嵌入式開發項目，和創建普通的C/C++項目類似，區別在于不使用默認的gcc/g++編譯器，而是使用交叉編譯器。

cmake創建C/C++項目參考：https://blog.csdn.net/weixin_40355471/article/details/133200612?spm=1001.2014.3001.5502

1、創建普通cmake項目，包含CMakeLists.txt文件

mkdir build	#在CMakeLists.txt所在目錄創建build文件夾
cd build	
vim rvgcc.cmake	#在build/目錄創建rvgcc.cmake文件，手動指定交叉編譯器路徑。set(CMAKE_C_COMPILER /opt/gcc-aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER /opt/gcc-aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-g++)
set(CMAKE_ASM_COMPILER /opt/gcc-aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-gcc)set(CMAKE_C_COMPILER_FORCED TRUE)
set(CMAKE_CXX_COMPILER_FORCED TRUE)

2、cmake，使用 -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE 選項指定工具鏈文件的路徑
后面也可以帶上其他自定義選項 -DUBUSYS=ON

cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="rvgcc.cmake" -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=debug -DUBUSYS=ON ..

3、交叉編譯，生成可執行文件，拷貝到arm上運行

make -j

報錯處理
unknown value ‘native’ for ‘-march’
刪掉CMakeLists.txt文件中的-march=native
-march=native #march：指定目標架構名；native：允許編譯器自動探測目標架構

clion 交叉編譯

cmake創建項目后，可以使用傳統的 clion 進行遠程開發和交叉編譯。

clion 可運行在windows系統，編譯環境在 ubuntu20.04，交叉編譯后在 arm 上運行（clion 遠程開發，代碼在windows和ubuntu都有，修改后clion會上傳或下載進行代碼同步）。

使用 clion 遠程 linux 嵌入式開發，可以交叉編譯，但交叉編譯的可執行文件不能在clion運行和調試。

clion 遠程開發配置參考：https://blog.csdn.net/weixin_40355471/article/details/127833119?spm=1001.2014.3001.5502

clion 加載 CMakeLists.txt 文件后，在 CMakeLists.txt 所在目錄生成文件夾 cmake-build-debug ，把上面的 rvgcc.cmake 文件拷貝到該文件夾。

clion 交叉編譯設置：
1、clion–Settings–Toolchains–選擇創建的遠程連接，C Comoiler 手動錄入交叉編譯器目錄：/opt/gcc-aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-gcc
C++ Comoiler 手動錄入交叉編譯器目錄：/opt/gcc-aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-g++
其他設置不變，CMake和Debugger均是自動檢出。

2、clion–Settings–CMake–CMake options: 輸入編譯選項：

-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="rvgcc.cmake" -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=debug -DUBUSYS=ON .

完成設置后，在clion編譯即可生成可執行文件，拷貝到arm上運行。

vscode 遠程嵌入式開發

嵌入式開發使用 clion 只能交叉編譯，不能使用 clion 直接運行和調試交叉編譯的可執行文件，如果想簡單一點可以直接使用 vscode 遠程開發編輯，命令行遠程進行交叉編譯。

Qt交叉編譯

Qt交叉編譯，在arm板上運行（比如RK3399）。
環境搭建
主機：win10
開發環境：虛擬機，ubuntu 20.04.2
Qt交叉編譯庫版本：Qt5.12.9
Qt開發版本：Qt5.14.1
arm板：RK3399

大致思路
1、要讓程序在arm上運行，需要特殊的編譯器，首先在ubuntu上安裝這種編譯器（交叉編譯工具）。
2、ubuntu上，使用交叉編譯工具，把QT源碼編譯成可以在arm上使用的QT依賴庫。
3、編譯好的QT依賴庫拷貝到arm板子上，arm上可以執行QT交叉編譯的程序。
4、ubuntu安裝普通版本QT，配置構建套件，編譯器使用交叉編譯工具，QT版本配置交叉編譯好的qmake路徑。
5、至此可使用ubuntu的QT開發和交叉編譯，編譯的可執行文件拷貝到arm上運行。

硬件環境
RK3399 arm開發板通過USB轉串口與win10主機相連，識別COM口，win10主機通過COM口使用MobaXterm等遠程工具連接板子，給板子配置IP和網關后可以通過IP地址遠程，使用SCP進行文件傳輸。

#一些常用命令
vi  /etc/eth0-setting	#改網卡IPifconfig eth2 down
ifconfig eth2 192.168.72.167 up
ifconfig eth2  192.168.72.165  netmask 255.255.255.0

1.安裝交叉編譯工具

下載地址：https://www.linaro.org/downloads/
下載壓縮包：gcc-arm-10.3-2021.07-x86_64-aarch64-none-linux-gnu.tar.gz。

#拷貝到/opt目錄下
cd /opt
sudo tar -xvf gcc-arm-10.3-2021.07-x86_64-aarch64-none-linux-gnu.tar.gz
sudo mv gcc-arm-10.3-2021.07-x86_64-aarch64-none-linux-gnu gcc-aarch64-linux-gnu
sudo vim /etc/profile
export PATH="/opt/gcc-aarch64-linux-gnu/bin:$PATH"
source  /etc/profile
aarch64-none-linux-gnu-gcc -v

安裝完成后獲得交叉編譯器（/opt/gcc-aarch64-linux-gnu/bin 目錄下），配置環境變量后可以使用交叉編譯命令，和直接使用gcc類似。

#查詢版本，如果查詢到版本信息則說明安裝成功
aarch64-none-linux-gnu-gcc -v

交叉編譯qt庫時需要配置這個編譯器，后續也要配置到Qt Creator的構建套件里。

2.交叉編譯qt庫

下載Qt5.12.9源碼：https://download.qt.io/archive/qt/5.12/5.12.9/single/
下載版本：qt-everywhere-src-5.12.9.tar.xz
解壓縮源碼：

tar -xvf qt-everywhere-src-5.12.9.tar.xz
cd qt-everywhere-src-5.12.9/

2.1修改qmake.conf

vim qtbase/mkspecs/linux-arm-gnueabi-g++/qmake.conf
#
# qmake configuration for building with arm-linux-gnueabi-g++
#MAKEFILE_GENERATOR      = UNIX
CONFIG                 += incremental
QMAKE_INCREMENTAL_STYLE = sublib#添加
QT_QPA_DEFAULT_PLATFORM = linuxfb
QMAKE_CFLAGS_RELEASE += -O2 -march=armv8-a -lts
QMAKE_CXXFLAGS_RELEASE += -O2 -march=armv8-a -ltsinclude(../common/linux.conf)
include(../common/gcc-base-unix.conf)
include(../common/g++-unix.conf)# modifications to g++.conf
# 修改交叉編譯工具可執行文件
QMAKE_CC                = aarch64-none-linux-gnu-gcc
QMAKE_CXX               = aarch64-none-linux-gnu-g++
QMAKE_LINK              = aarch64-none-linux-gnu-g++
QMAKE_LINK_SHLIB        = aarch64-none-linux-gnu-g++# modifications to linux.conf
QMAKE_AR                = aarch64-none-linux-gnu-ar cqs
QMAKE_OBJCOPY           = aarch64-none-linux-gnu-objcopy
QMAKE_NM                = aarch64-none-linux-gnu-nm -P
QMAKE_STRIP             = aarch64-none-linux-gnu-strip
load(qt_config)

2.2創建交叉編譯自動配置腳本，開始編譯
-prefix /opt/qt5.12.9-arm，配置生成的依賴庫保存路徑。

vim auto.sh
#!/bin/sh
./configure \
-prefix /opt/qt5.12.9-arm \
-confirm-license \
-opensource \
-release \
-make libs \
-xplatform linux-arm-gnueabi-g++ \
-pch \
-qt-libjpeg \
-qt-libpng \
-qt-zlib \
-no-opengl \
-no-sse2 \
-no-openssl \
-no-cups \
-no-glib \
-no-dbus \
-no-xcb \
-no-separate-debug-info \sudo chmod u+x auto.sh 
./auto.sh
sudo make		#如果找不到 aarch64-none-linux-gnu-gcc 命令，可以切換到root下，不使用sudo
sudo make install
cd /opt/qt5.12.9-arm	#已安裝到指定目錄，查看（bin  doc  include  lib  mkspecs  plugins  qml  translations）

編譯完成后獲得交叉編譯所依賴的Qt庫（/opt/qt5.12.9-arm 目錄下），編譯好的庫要拷貝到arm板子上，后續也要配置到Qt Creator的構建套件里。

錯誤處理
python: not found

type python python2 python3
#如果沒有python，則安裝
sudo apt install python3
#如果有 python3 ，沒有 python，執行
sudo apt install python-is-python3

3.將交叉編譯的Qt庫復制到板子上

/opt/qt5.12.9-arm，把該目錄拷貝到arm板子上，在arm上配置環境變量。
從ubuntu把QT依賴庫拷貝到arm上。

scp -r qt5.12.9-arm root@192.168.72.165:/opt

在arm上執行，配置環境變量。

vi /etc/profile
export QTEDIR=/opt/qt5.12.9-arm
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/qt5.9.0-arm/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export QT_QPA_PLATFORM_PLUGIN_PATH=$QTEDIR/plugins
export QT_QPA_PLATFORM=linuxfb
export QT_QPA_FONTDIR=/usr/share/fonts/truetype/droid

4.安裝和配置 Qt Creator，支持交叉編譯

ubuntu上安裝普通版本的QT，比如5.14.1，可以只安裝Qt Creator，安裝完成后運行。

構建套件配置
添加C/C++編譯器
菜單欄，Tools，Options，Kits，Compilers，選擇添加，ADD，GCC，C/C++。
Manual，C，GCC，Complier path：/opt/gcc-aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-gcc
Manual，C++，GCC，Complier path：/opt/gcc-aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-g++

添加Qt版本
Qt Versions，Add…，選擇交叉編譯生成的qmake目錄
Manual，Qt5.12.9(qt5.12.9-arm)，/opt/qt5.12.9-arm/bin/qmake

添加構建套件
Kits，Add
Manual，生成自定義套件，包括名稱、設備類型、編譯工具、Qt版本等信息。
Name arm
Device Generic Linux Device
Compiler C: GCC
Compiler C++: GCC
Debugger System GDB at /usr/bin/gdb
Qt Version Qt5.12.9(qt5.12.9-arm)
CMake Tool System CMake at /usr/bin/cmake

5.QT嵌入式開發

新建QT項目，在選擇構建套件時，選剛剛新建的arm，正常開發編譯，把編譯好的二進制可執行文件拷貝到3399板子上。

scp hellowd  root@192.168.72.165:/userdata/qt_pro
./hellowd	#板子上運行

6.QT嵌入式開發報錯解決

QIconvCodec::convertToUnicode: using Latin-1 for conversion, iconv_open failed

在板子上運行時報錯，原因是缺少iconv庫。
下載源碼：http://ftp.gnu.org/gnu/libiconv/libiconv-1.14.tar.gz
下載：libiconv-1.14.tar.gz

tar xvf libiconv-1.14.tar.gz
cd libiconv-1.14/# 創建自動配置腳本
vim autoconfig.sh
./configure \
#替換交叉編譯器路徑
CC=/opt/gcc-arm-linux-gnueabi/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc \
CXX=/opt/gcc-arm-linux-gnueabi/bin/arm-linux-gnueabihf-g++ \
#安裝目錄
--prefix=/opt/libiconv_install/ \
--host=arm-linux \
--enable-shared \
--enable-static \
#當前解壓縮路徑
--with-sysroot=/home/chw/arm/libiconv-1.14chmod +x autoconfig.sh
./autoconfig.sh
make -j	#編譯
make install

‘gets’ undeclared here (not in a function); did you mean ‘fgets’? 報錯解決

vim srclib/stdio.in.h_GL_WARN_ON_USE (gets, “gets is a security hole-use fgets instead”)
# 修改為：
#if defined(GLIBC) && !defined(UCLIBC) && !__GLIBC_PREREQ(2, 16)
_GL_WARN_ON_USE (gets, “gets is a security hole - use fgets instead”);
#endif

安裝完成后，生成的庫文件路徑：/opt/libiconv_install。

# 拷貝到板子上
sudo scp -r libiconv_install/ root@192.168.72.111:/opt	
# 在板子上執行后，運行qt交叉編譯的可執行文件即可
export LD_PRELOAD=/opt/libiconv_install/lib/preloadable_libiconv.so

cannot execute binary file: Exec format error

在板子上運行時報錯。
可能的原因：使用64位交叉編譯器編譯的可執行文件，放在32位arm上運行。
解決方法：更換交叉編譯器。

arm上報錯找不到槽函數

不使用SIGNAL(readyRead())寫法，改為&QSerialPort::readyRead這種寫法。

交叉編譯gdb調試

本章介紹遠程gdb調試方法：交叉編譯調試時，主機ubuntu使用gdb，arm使用gdbserver。

交叉編譯器自帶gdb，一般不需要編譯，例如：arm-linux-gnueabihf-gdb

arm-linux-gnueabihf-gdb --version	#查詢gdb版本

交叉編譯 gdbserver

下載gdb源碼：https://www.sourceware.org/gdb/download/
gdb-8.3.tar.gz，拷貝到ubuntu目錄

tar zxvf gdb-8.3.tar.gz
cd gdb-8.3/gdb/gdbserver/
./configure --host=arm-linux-gnueabihf --target=arm-linux-gnueabihf  --prefix=/opt/gdb/gdbserver-lib
# --host：該軟件將運行的平臺，填你的交叉編譯器
# --target：該軟件所處理的目標平臺，填你的交叉編譯器
# --prefix：目標文件生成路徑
make
sudo make installcd /opt/gdb/gdbserver-lib/bin/	#生成的gdbserver目錄：arm-linux-gnueabihf-gdbserver
#把gdbserver拷貝到arm上
sudo scp arm-linux-gnueabihf-gdbserver root@192.168.72.111:/home/chw

gdb遠程調試

arm上執行

#1234是指定的端口號，qt_at3399是可執行程序，此時程序并未運行
./arm-linux-gnueabihf-gdbserver :1234 qt_at3399		
Process /home/chw/qt_at3399 created; pid = 2652
Listening on port 1234

ubuntu上執行

arm-linux-gnueabihf-gdb qt_at3399
#進入gdb
target remote 192.168.72.111:1234	#arm ：Remote debugging from host ::ffff:192.168.72.55, port 56972
b 50	#在main.cpp的50行打斷點
c		#運行
#Thread 1 "qt_at3399" hit Breakpoint 1，命中第一個斷點
q		#退出gdb

在gdb遠程調試時，arm只負責 gdbserver 啟動遠程端口，指定可執行程序；程序的運行由 ubuntu 的gdb負責啟動、打斷點、調試、關閉等。

error while loading shared libraries: libncursesw.so.5

sudo apt install libncursesw5-dev
ln -s /usr/lib/libncursesw.so.6 /usr/lib/libncursesw.so.5
#不行再運行
sudo apt install apt-file
sudo apt-file update
sudo apt-file find libncursesw.so.5
sudo apt install libncursesw5

gdb調試core文件

ulimit -c unlimited	#arm上執行
#運行程序生成core文件
#把core文件拷貝到ubuntu主機
arm-linux-gnueabihf-gdb qt_at3399 core
bt	#查詢調用棧

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【python】優化docker鏡像體積

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背景 測試腳本的最終所構成的鏡像體積偏大&#xff0c;項目提出整改 實現思路 1.測試基礎鏡像&#xff0c;更換為更小的 參見&#xff1a;python 多階段構建docker鏡像&#xff0c;有效減少鏡像大小 - 知乎 2.去掉實際未使用的依賴庫
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