linux 预编译头,使用 GNU CC 的预编译头文件加快编译速度

既使用过 Microsoft® Visual C++® 又使用过 GNU CC 的网友一定会感受到两者编译速度的差异,尤其是对于 wxWidgets 这样头文件内容多的软件。Microsoft® Visual C++® 能够有很高编译效率的原因是其支持“预编译头文件” (Pre-Compiled Header, PCH)。当使用 Microsoft® Visual C++® 建立项目时,常常会建立文件 StdAfx.cpp 和 StdAfx.h。其中 StdAfx.h 包含了项目中所有实质 C/C++ 源文件所要用到的一些系统头文件,而 StdAfx.cpp 只包含了 StdAfx.h。这两个文件便是用来建立预编译头文件“项目名.pch”的。预编译头文件是将一些项目中普遍使用的头文件内容的词法分析、语法分析等结果缓存在一个特定格式的二进制文件中;当然编译实质 C/C++ 源文件时,就不必从头对这些头文件进行词法-语法分析,而只需要利用那些已经完成词法-语法分析的结果就可以了。

事实上,GNU CC 从 3.4.x 版和 4.x 版开始,也支持了这种提高编译效率的机制。只是由于 GNU CC 的手册中的《Using Precompiled Headers》一节对此介绍不多,也没有简单的自动项目管理工具支持这项功能,因而许多网友还不知道 GNU CC 的这项功能。

GNU CC 的手册中建议使用 make 管理预编译头文件,还指出 C 语言的预编译头文件和 C++ 语言的预编译头文件是不一样的。这里首先讲述项目中只有 C 语言源文件或只有 C++ 语言源文件的情形,再讲述项目中两种语言的源文件同时存在的情况。

项目中只有 C 或 C++ 一种语言的源文件时,只需建立一个预编译头文件。

建立一个头文件,例如命名为 inc.h。该文件供项目中所有的 C/C++ 源文件使用。将整个项目所需要的头文件都列在其中: /* $FreeBSD$ */

#ifndef_INC_H_

#define_INC_H_

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#endif /* ! _INC_H_ *

建立 Makefile,以维护预编译头文件。一方面要建立维护 GNU CC 的预编译头文件 inc.h.gch 的规则;另一方面,要在编译每个 C/C++ 源文件时检查 inc.h.gch,即让所有 .o 文件依赖于 inc.h.gch。 # $FreeBSD$

CC=gcc

CFLAGS=-g -Wall

CXX=gcc

CXXFLAGS=-g -Wall

LD=gcc

LDFLAGS=-g -Wall

EXE=testapp

PCH_H=inc.h

PCH=inc.h.gch

SRCS=testapp.c

OBJS=testapp.o

LIBS=# System Libraries

ECHO=echo

CP=cp -v

RM=rm -f

.SUFFIXES:

.SUFFIXES: .o .c .cxx

# The meaning of "$

# BSD Pmake: the implied source

# GNU make: the first prerequisite

.c.o:

$(CC) $(CFLAGS) -c $<

.cxx.o:

$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $<

all:$(EXE)

# $> $^

# BSD Pmake all sources not defined

# GNU make not defined all prerequisites

# Both interpret "$@" as target

$(EXE):$(OBJS) $(LIBBDD)

$(LD) $(LDFLAGS) -o $@ $> $^ $(LIBS)

# Pre-compiled header

$(OBJS): $(PCH)

$(PCH): $(PCH_H)

$(CC) $(CFLAGS) $> $^

clean:

$(RM) $(PCH) $(OBJS)

# For Both UNIX-like OS and Microsoft Windows (MinGW/Cygwin)

$(RM) $(EXE) $(EXE).exe

如果项目既包含 C 语言源文件,也包含 C++ 语言源文件,就需要为两种语言分别维护一个预编译头文件。

再建立一个头文件,例如命名为 inc.hpp。inc.h 供 C 语言源文件使用,而 inc.hpp 供 C++ 语言文件使用。假如 inc.hpp 的内容与 inc.h 的相同,只需要简单的写上: /* $FreeBSD$ */

#ifndef_INC_HPP_

#define_INC_HPP_

#include "inc.h"

#endif /* ! _INC_HPP_ */

在 Makefile 里也要随之增加对 inc.hpp 的维护。一是要增加产生 inc.hpp.gch 的规则,此时执行 GNU CC 时要增加参数“-x c++-header”;二是要在 clean 一节中删除这个预编译头文件。 # $FreeBSD$

CC=gcc

CFLAGS=-g -Wall

CXX=gcc

CXXFLAGS=-g -Wall

LD=gcc

LDFLAGS=-g -Wall

EXE=testapp

PCH_H=inc.h

PCH=inc.h.gch

PCH_X_H=inc.hpp

PCH_X=inc.hpp.gch

SRCS=testapp.c

OBJS=testapp.o

LIBS=# System Libraries

ECHO=echo

CP=cp -v

RM=rm -f

.SUFFIXES:

.SUFFIXES: .o .c .cxx

# The meaning of "$

# BSD Pmake: the implied source

# GNU make: the first prerequisite

.c.o:

$(CC) $(CFLAGS) -c $<

.cxx.o:

$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $<

all:$(EXE)

# $> $^

# BSD Pmake all sources not defined

# GNU make not defined all prerequisites

# Both interpret "$@" as target

$(EXE):$(OBJS) $(LIBBDD)

$(LD) $(LDFLAGS) -o $@ $> $^ $(LIBS)

# Pre-compiled header

$(OBJS): $(PCH)

$(PCH): $(PCH_H)

$(CC) $(CFLAGS) $> $^

$(PCH_X): $(PCH_X_H)

$(CXX) $(CXXFLAGS) -x c++-header $> $^

clean:

$(RM) $(PCH) $(PCH_X) $(OBJS)

# For Both UNIX-like OS and Microsoft Windows (MinGW/Cygwin)

$(RM) $(EXE) $(EXE).exe

这是以上两种 Makefile 的比较:

@@ -12,6 +12,8 @@

EXE=testapp

PCH_H=inc.h

PCH=inc.h.gch

+PCH_X_H=inc.hpp

+PCH_X=inc.hpp.gch

SRCS=testapp.c

OBJS=testapp.o

LIBS=# System Libraries

@@ -48,7 +50,10 @@

$(PCH): $(PCH_H)

$(CC) $(CFLAGS) $> $^

+$(PCH_X): $(PCH_X_H)

+$(CXX) $(CXXFLAGS) -x c++-header $> $^

+

clean:

-$(RM) $(PCH) $(OBJS)

+$(RM) $(PCH) $(PCH_X) $(OBJS)

# For Both UNIX-like OS and Microsoft Windows (MinGW/Cygwin)

$(RM) $(EXE) $(EXE).exe

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