交叉编译-configure/cmake比较

交叉编译中configure（Autotools）和CMake是两种主流的构建配置工具，二者在设计理念、使用方式、跨平台性、对交叉编译的支持等方面差异显著。以下从核心维度对比，并结合实际场景分析选型思路。

1、核心定位与基础原理

特性	configure（Autotools）	CMake
本质	基于 Autoconf 生成的 Shell 脚本（.configure）	跨平台构建配置工具，生成 Makefile/VS 工程 / Ninja 等
设计目标	类 Unix 系统下的可移植性（POSIX 兼容）	全平台统一构建（Windows/Linux/ 嵌入式 / 移动端）
配置文件	configure.ac（Autoconf）+ Makefile.am（Automake）	CMakeLists.txt（声明式语法）
依赖解析	依赖系统pkg-config/ 手动检测，脚本化逻辑	内置find_package/find_library，模块化检测

2、交叉编译核心流程对比

     交叉编译的核心是指定目标架构、编译器、库路径，二者的实现方式差异是选型关键：
     (1)  configure（Autotools）交叉编译
           Autotools 是为类 Unix 原生编译设计，交叉编译需通过环境变量 + 参数手动指定，核心依赖--host参数（目标系统）。
           典型流程：

# 1. 定义交叉编译工具链前缀（如arm-linux-gnueabihf-）
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
# 2. 指定编译器（也可通过--host隐式推导）
export CC=${CROSS_COMPILE}gcc
export CXX=${CROSS_COMPILE}g++
export AR=${CROSS_COMPILE}ar
export LD=${CROSS_COMPILE}ld
# 3. 执行configure，指定目标系统和库路径
./configure \
  --host=arm-linux-gnueabihf  # 关键：声明目标系统（决定编译器前缀）
  --prefix=/path/to/target/install  # 安装路径（目标机路径）
  --with-sysroot=/path/to/sysroot  # 目标根文件系统（头文件/库路径）
  --disable-shared  # 可选：编译静态库

           核心特点：
           依赖--host参数：需严格匹配target-triple（如aarch64-linux-gnu），否则可能推导错误编译器；
           环境变量优先：CC/CXX/AR/LD等变量会覆盖--host的默认推导；
           sysroot 支持：需手动指定--with-sysroot，否则可能链接主机库；
           灵活性差：复杂交叉编译（如多架构、自定义库路径）需手写 Shell 脚本补充。
     (2)  CMake 交叉编译
           CMake 专为跨平台设计，交叉编译通过工具链文件（Toolchain File） 统一管理，逻辑更清晰、可复用。
           典型流程：
           步骤 1：编写工具链文件toolchain_arm.cmake（核心）

# 1. 指定目标系统（必填）
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)

# 2. 指定交叉编译器（绝对路径/前缀）
set(CROSS_COMPILE /opt/toolchain/arm-linux-gnueabihf-)
set(CMAKE_C_COMPILER ${CROSS_COMPILE}gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER ${CROSS_COMPILE}g++)
set(CMAKE_AR ${CROSS_COMPILE}ar)
set(CMAKE_LINKER ${CROSS_COMPILE}ld)

# 3. 指定目标sysroot（根文件系统）
set(CMAKE_SYSROOT /path/to/arm-sysroot)

# 4. 指定库/头文件搜索路径（可选，sysroot已包含时可省略）
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH ${CMAKE_SYSROOT})

# 5. 查找策略：优先搜索目标系统（sysroot），不搜索主机
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)  # 可执行文件（如编译器）不搜sysroot
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)   # 库只搜sysroot
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)   # 头文件只搜sysroot

           步骤 2：执行 CMake 配置

cmake \
  -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=./toolchain_arm.cmake \  # 指定工具链文件
  -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/path/to/target/install \  # 安装路径
  -DBUILD_SHARED_LIBS=OFF \  # 禁用动态库
  /path/to/source  # 源码目录

           核心特点：
           工具链文件复用：一套配置可复用在多个项目，避免重复设置环境变量；
           强类型检测：内置check_function_exists/check_include_file等，自动适配目标系统；
           多生成器支持：可生成 Makefile、Ninja、甚至 Windows 的 VS 工程（跨平台优势）；
           sysroot 自动适配：CMAKE_SYSROOT会自动拼接到头文件 / 库搜索路径，减少手动配置。

3、关键维度对比

对比维度	configure（Autotools）	CMake
学习成本	高（需懂 Shell/Autoconf 语法）	中（声明式 CMake 语法，文档丰富）
跨平台支持	差（仅类 Unix，Windows 需 MinGW/Cygwin）	优（Windows/Linux/macOS/ 嵌入式 / 移动端）
交叉编译配置	零散（环境变量 + 参数），易出错	集中（工具链文件），可维护性强
依赖管理	依赖pkg-config，需手动指定PKG_CONFIG_PATH	内置find_package，支持Config/Module模式
调试难度	Shell 脚本调试复杂（echo/set -x）	内置cmake --debug-output，日志清晰
社区支持	传统项目多（如开源工具链、老牌库）	现代项目主流（如 Qt/OpenCV/ROS）
扩展性	需手写 Shell 脚本扩展	支持自定义函数 / 宏 / 模块，扩展灵活
构建速度	快（纯 Shell 脚本）	略慢（CMake 生成 Makefile 需额外步骤）

4、选型建议

     (1) 优先选 configure 的场景
           a.维护传统开源项目（如 libcurl、zlib 等原生 Autotools 构建的库）；
           b.仅需类 Unix 单一平台交叉编译，且团队熟悉 Shell；
           c.对构建速度要求极高，且配置逻辑简单。
     (2) 优先选 CMake 的场景
           a.跨平台项目（需支持 Windows/Linux/ 嵌入式多平台）；
           b.复杂交叉编译（如多架构、自定义 sysroot、依赖多库）；
           c.团队需统一构建规范（工具链文件复用、配置可维护）；
           d.现代开源项目开发（如 C++11+、ROS2、嵌入式 SDK）。

     (3) 总结
          configure是类 Unix 系统的 “传统方案”，适合简单场景或维护老项目，但交叉编译配置零散、易出错；
          CMake是 “现代跨平台方案”，通过工具链文件统一管理交叉编译配置，可维护性和扩展性远优于 Autotools，是当前嵌入式 / 跨平台 C/C++ 项目的主流选择。
          实际项目中，若遇到 Autotools 构建的库，可通过cmake-convert工具将configure.ac转换为CMakeLists.txt，或直接适配其交叉编译参数；新项目建议优先使用 CMake，降低长期维护成本。