基于ZYNQ7000的交叉编译工具链Qt+OpenCV+ffmpeg等库支持总结

pengpengpang

最近刚刚接触XILINX的ZYNQ板，刚接触没有十天。XILINX定位它为SOC，我也很认同，起码比TI定位MPU为SOC强很多。据说今年TI的最新产品也加入了ZYNQ板。
之前的MIPS处理器设计与实现的项目就算做告一段落，搞了将近7个月，成果显著，收获颇多，最近打算搞搞ZYNQ。
之前MIPS也有一套交叉编译工具，不过是老师提供的，自己也尝试搞了搞，太辛苦了，而且也没什么成果，因为我们需要LITE版的MIPS指令集。
这次不一样，ZYNQ集成了两个ARM cortex-A9处理器，可以支持thumb指令集以及arm指令集，所以这方面的交叉编译我本以为会很容易，谁知道依旧搞了很久。
主机平台：Ubuntu12.04LTS x86-32bit（我装的是双系统，没有在虚拟机下运行，真心不推荐在虚拟机下运行，太慢了）
目标平台：linaro（Ubuntu11.04貌似） ARM（Xilinx Zedboard）
由于OpenCV默认下只支持AVI标准格式的打开与写入，因此需要添加很多解码与编码库的交叉编译库等文件，包括jpeg、png等等。因此，大体流程是先对需要支持的库进行交叉编译，再对OpenCV进行交叉编译并添加相应的库支持。依赖关系如下：
OpenCV
|--------zlib
|--------jpeg
|--------libpng
|--------zlib
|--------tiff
|--------zlib
|--------ffmpeg
|--------x264
|--------xvidcore
其实，看起来并不难， 但最难的就是这些源码包之间的相互支持等错综复杂的关系，基本上就是错一个动全身，笔者经过了几番的尝试，终于找到了一个在当前环境下可以成功的源码包，其版本如下：
xilinx-arm交叉编译工具：xilinx-2011.09-50-arm-xilinx-linux-gnueabi.bin
ffmpeg源码包：ffmpeg-0.10.3.tar.bz2
jpeg源码包：jpegsrc.v8d.tar.gz
png源码包：libpng-1.5.14.tar.gz
tiff源码包：tiff-4.0.3.tar.gz
x264源码包：x264-snapshot-20120528-2245-stable.tar.bz2
xvid源码包：xvidcore-1.3.2.tar.gz
zlib源码包：zlib127.zip
OpenCV源码包：OpenCV-2.4.3.tar.bz2（笔者选用的2.4.3，但是里面有个bug在Windows下用mingw32-make编译可能会报错，对于这个bug官方给的建议是升级2.4.4，选用2.4.4应该也可以，可以尝试一下，这个没bug）
Qt第三方库：qt-everywhere-opensource-src-4.8.5.tar.gz（笔者没有选用最新的5.1版本，据说这个版本增加了很多功能比如传感器等等，有兴趣可尝试）
由于其是这些库中有些很难找，笔者直接传到百度网盘，供下载 http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3831914682&uk=1092766566
需要注意的是版本一定要正确并且一定要按照以下的顺序安装，否则会出现各种错误。
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1.安装xilinx-arm交叉编译工具
xilinx-arm交叉编译工具即SourceryCodeBench，该工具是专门为32位机器设计的，所以64位机器需要下载32-bit库
sudo -s进入root权限(一定要小心，不要乱删除文件，退出exit即可)
apt-get install ia32-libs ia32-libs-gtk


然后需要将dash更改为bash，输入
dpkg-reconfigure dash
出现如图所示对话框，选择No，将dash修改为bash。


下载xilinx-2011.09-50-arm-xilinx-linux-gnueabi.bin文件，默认保存在Downloads文件夹下，保存位置任意。
输入如下命令打开文件
cd Downloads // 打开Downloads文件夹，根据保存文件不同，此类指令任意改变，以下略去
./xilinx-2011.09-50-arm-xilinx-linux-gnueabi.bin // 打开bin文件，由于此时为root权限，所以可以打开任意文件否则需要使用
// chmod命令为文件分配权限
然后弹出如下安装界面，一路accept和next，选择Typical安装以及Do not modify，安装在默认路径（/root/CodeSourcery下）



安装完成后，需要导入环境变量，也可以修改bash文件（不需要每次都导入环境变量），指令如下：
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi-
export PATH=/root/CodeSourcery/Sourcery_CodeBench_Lite_for_Xilinx_GNU_Linux/bin/PATH
注意：$PATH 千万不要输入错误，否则会运行不了很多命令，也可以输入
gedit /etc/bash.bashrc
如图所示，添加以下内容


保存并关闭gedit，然后输入
source /etc/bash.bashrc使当前设置立即生效，
可以通过输入echo $PATH命令检查环境变量是否设置正确，如下图：


可以，编译C文件进行测试，
使用gedit在任意目录下编辑hello.c文件如图所示，保存后进入终端。


以root身份进入到当前目录下，输入arm-xilinx-linux-gnueabi-gcc -o hello hello.c命令（该命令root身份有效）
生成hello可执行文件，输入file hello命令，hello文件信息如下，显示arm可执行文件。


此时证明arm-xilinx交叉编译工具安装正确无误，进入下一步。
在此之前建议，添加环境变量用于简单表示交叉编译库存放路径，每次启动终端都需要输入此命令
export ZYNQ_CV_BUILD=/opt/opencv/opencv-lib
使用echo $ZYNQ_CV_BUILD命令检验是否添加环境变量，再开始对依赖库的编译。
2.依赖库的交叉编译
对于依赖库的编译，都需要进行配置，当发生配置错误时可使用./configure --help命令查看帮助，以及阅读相应log文件查看编译出错原因。切记需要按照顺序编译，并且一定注意版本一致。
（1）zlib-1.2.7
由于zlib中没有--host选项，所以需要预先声明cc变量
unzip zlib127.zip
cd zlib-1.2.7
export CC=arm-xilinx-linux-gnueabi-gcc
./configure --prefix=$ZYNQ_CV_BUILD --shared
make
make install


然后，可进入$ZYNQ_CV_BUILD/lib目录下检查是否已编译ARM环境的zlib库
cd $ZYNQ_CV_BUILD/lib
ls
file libz.so.1.2.7
如下图所示，则表明成功编译arm所需库文件，以下依赖库均可采用此种检查方式，故略去。


（2）jpeg-8d
tar -xzvf jpegsrc.v8d.tar.gz
cd jpeg-8d
./configure --prefix=$ZYNQ_CV_BUILD --host=arm-xilinx-linux-gnueabi --enable-shared
make
make install



（3）libpng-1.5.14
libpng编译时需要zlib库的内容，所以需要LDFLAGS以及CFLAGS变量声明。
tar -xzvf libpng-1.5.14.tar.gz
cd libpng-1.5.14
./configure --prefix=$ZYNQ_CV_BUILD --host=arm-xilinx-linux-gnueabi
--with-pkgconfigdir=$ZYNQ_CV_BUILD/lib/pkgconfig LDFLAGS=-L$ZYNQ_CV_BUILD/lib
CFLAGS=-I$ZYNQ_CV_INSTALL/include
make
make install


（4）x264-snapshot-20120528-2245-stable
tar -xjvf x264-snapshot-20120528-2245-stable.tar.bz2
cd x264-snapshot-20120528-2245-stable
./configure --host=arm-linux --cross-prefix=arm-xilinx-linux-gnueabi- --enable-shared --prefix=$ZYNQ_CV_BUILD
make
make install


（5）xvidcore-1.3.2
注意此处一定要禁止汇编。
tar -xzvf xvidcore-1.3.2.tar.gz
cd xvidcore/build/generic // 注意该依赖库configure在build/generic/目录下
./configure --prefix=$ZYNQ_CV_BUILD --host=arm-xilinx-linux-gnueabi --disable-assembly
make
make install


（6）tiff-4.0.3
同理，需要添加zlib支持，因此需要声明LDFLAGS和CFLAGS变量。
tar -xzvf tiff-4.0.3.tar.gz
cd tiff-4.0.3
./configure --prefix=$ZYNQ_CV_BUILD --host=arm-xilinx-linux-gnueabi --enable-shared
LDFLAGS=-L$ZYNQ_CV_BUILD/lib CFLAGS=-I$ZYNQ_CV_BUILD/include
make
make install


（7）ffmpeg-0.10.3
ffmpeg的配置选项较多，需要添加cflas和ldflags声明。
tar -xjvf ffmpeg-0.10.3.tar.bz2
cd fmpeg-0.10.3
./configure --prefix=$ZYNQ_CV_BUILD --enable-shared --disable-static --enable-gpl --enable-cross-compile --arch=arm
--disable-stripping --target-os=linux --enable-libx264 --enable-libxvid --cc=arm-xilinx-linux-gnueabi-gcc --enable-swscale
--extra-cflags=-I$ZYNQ_CV_BUILD/include --extra-ldflags=-L$ZYNQ_CV_BUILD/lib --disable-asm
make
make install


3. OpenCV2.4.3交叉编译过程
OpenCV的安装相对容易，编译前需要安装cmake以及cmake-gui配置工具。其实该配置过程与windows下很相似，只是需要修改一些路径以及选项，并制定编译器。
sudo apt-get install cmake cmake-gui
解压OpenCV源代码
tar -xzvf opencv-2.4.3.tar.bz2
进入源代码，建立build文件夹（此步骤一定需要建立一个文件夹）
cd OpenCV-2.4.3
mkdir buid
cd build
gedit toolchain.cmake
利用新建toolchain.cmake文件，并添加如下内容：
set( CMAKE_SYSTEM_NAME Linux )
set( CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm )
set( CMAKE_C_COMPILER arm-xilinx-linux-gnueabi-gcc )
set( CMAKE_CXX_COMPILER arm-xilinx-linux-gnueabi-g++ )
set( CMAKE_FIND_ROOT_PATH "/opt/opencv/opencv-lib" ) ##注意此路径与$ZYNQ_CV_BUILD路径一致且为绝对路径##
set( CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER )
set( CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY )
set( CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY )
后四行作为交叉编译时的依赖库的查找路径。
然后进行cmake配置。
cmake -D TOOLCHAIN_FILE=tookchain.cmake ../
启动cmake-gui图形化管理工具（也可以用ccmake）
cmake-gui
设置好源路径($ZYNQ_CV_BUILD,/opt/opencv/opencv-lib)以及编译路径(OpenCV-2.4.3\build)，将不支持的东西全部去掉，只在with tiff,withjpeg,with ffmpeg,with png。单击config，出现一系列配置信息。
单击generate生成makefile文件。


make
make install
OpenCV-2.4.3的交叉编译全部结束，明天继续镜像制作以及Qt的交叉编译。
Qt的移植与安装
很喜欢Qt这个库以及Qt creater这个IDE，其实个人觉得还蛮好用，因为现在基本都是在用瞪眼儿法找错误。
尤其喜欢Qt里面槽和信号的机制，感觉这个机制特别魔幻，特别方便，上个学年一整年的课程设计都是用Qt做的。
言归正传，先说一下，如何在Linux下安装Qt。
（一）Linux下Qt以及Qt creater的安装与使用
解压qt-everywhere-opensource-src-4.8.5.tar.gz到任意文件夹内
tar -xzvf qt-everywhere-opensource-src-4.8.5.tar.gz
cd qt-everywhere-opensource-src-4.8.5.tar
配置并指定编译安装目录/opt/qt-4.8.4
./configure -prefix /opt/qt-4.8.4
配置过程中出现如下提示，选择o回车，继续出现提示，


输入yes回车，接下来生成Makefile文件。


然后，执行make以及make install。编译过程我个人花了将近四个小时，
此时间很长。完成后添加环境变量。
gedit /etc/bash.bashrc
添加如下内容
export PATH=/opt/qt-4.8.4/binPATH
export QTDIR=/opt/qt-4.8.4
export MANPATH=$QTDIR/manMANPATH
export LD_LIBRARY_PATH=$QTDIR/libLD_LIBRARY_PATH
保存好后，输入source /etc/bash.bashrc使添加的环境变量生效。
接下来安装Qt-creater。进入文件夹，输入如下命令：
chmod 777 qt-creator-linux-x86-opensource-2.7.0.bin
sudo ./qt-creator-linux-x86-opensource-2.6.1.bin
接下来进入安装界面，设置安装目录以及Qt库位置，安装完成后即可使用。


（二）交叉编译Qt库及镜像制作
此部分内容可参考官方wikihttp://www.wiki.xilinx.com/Zynq+ ... -Build+Instructions
先建立几个环境变量，输入如下命令：
export ZYNQ_QT_BUILD=/opt/qt-arm/build
export ZYNQ_QT_INSTALL=/opt/qt-arm/install
export PATH=$ZYNQ_QT_INSTALL/binPATH
在opt内建立相应目录
cd /opt
mkdir qt-arm
cd qt-arm
mkdir build install
进入qt-everywhere-opensource-src-4.8.5.tar.gz文件夹内，解压文件到ZYNQ_QT_BUILD目录内
tar -xzvf qt-everywhere-opensource-src-4.8.5.tar.gz -C $ZYNQ_QT_BUILD
解压qt_build_src.tar文件，里面有我们需要的配置文件qmake.conf，该文件由Xilinx官方提供，命令如下：
tar xvf qt_build_src.tar
cp ./qmake.conf $ZYNQ_QT_BUILD/qt-everywhere-opensource-src-4.8.5/mkspecs/qws/linux-arm-gnueabi-g++/
因为该配置文件基于Qt4.7，为编译Qt4.8，需要修改文件内容。
gedit $ZYNQ_QT_BUILD/qt-everywhere-opensource-src-4.8.5/mkspecs/qws/linux-arm-gnueabi-g++/qmake.conf
源文件内容如图所示：


将前三行替换为
include(../../common/gcc-base-unix.conf)
include(../../common/g++-unix.conf)
include(../../common/linux.conf)
include(../../common/qws.conf)
修改后文件内容如图所示：


然后对Qt进行配置
./configure -embedded arm -xplatform qws/linux-arm-gnueabi-g++ -little-endian -opensource -host-little-endian
-confirm-license -nomake demos -nomake examples -prefix $ZYNQ_QT_INSTALL
配置完成后make以及make install。
之后将Xilinx交叉编译库中的内容复制到Qt库中，输入命令：
cp -P /root/CodeSourcery/Sourcery_CodeBench_Lite_for_Xilinx_GNU_Linux/arm-xilinx-linux-gnueabi/libc/usr/lib/libstdc++.so* $ZYNQ_QT_INSTALL/lib
安装好Qt库后，需要为Zedboard制作镜像。
cd $ZYNQ_QT_BUILD
dd if=/dev/zero of=qt_lib.img bs=1M count=90 // qt-4.8.5需要90M大小作为镜像大小，根据需要可以改变count
mkfs.ext2 -F qt_lib.img
chmod go+w qt_lib.img
mount qt_lib.img -o loop /mnt
cp -rf $ZYNQ_QT_INSTALL/* /mnt
chmod go-w qt_lib.img
umount /mnt
这个qt_lib.img就是我们所需的运行库了。
来源：RoBombe的专栏