ccache(compiler cache)によるビルド高速化

前書き

大規模なプログラムをビルドする場合、数十分〜数時間かかる事があります。ビルド時間が長いと、それだけ開発者の待ち時間が増えるわけですから、短いに越したことはありません。そんなビルド時間を短縮するツールとして、ccacheがあります。

ccacheはgcc向けのビルド高速化ツールで、対応言語は C/C++/Objective-C/Objective-C++です。ビルド時のキャッシュを残し、二回目のビルド以降にキャッシュを再利用できる場合は、キャッシュを用いる事によりビルド速度を改善します。

押さえておきたいポイントは、以下の4点です。

ccacheのPOINT

• gcc専用のビルド高速化ツール(キャッシュ利用)
• C/C++/Objective-C/Objective-C++向け
• 一度環境を構築すれば、簡単に利用可能
• キャッシュ作成のため、初回ビルドに時間がかかるデメリットあり

以降では、導入を記載します。環境はDebian系を想定しています。

ccacheのinstallおよび環境変数設定

まず、パッケージマネージャ(apt)を用いてccacheをinstallします。その後、ログイン時にccacheの設定が自動で反映されるように、~/.bashrcファイルを編集します。

$ sudo apt-get install ccache

$ echo "export USE_CCACHE=1" >> ~/.bash_profile         # ccacheの使用宣言
$ echo "export CCACHE_DIR=~/.ccache" >> ~/.bashrc # キャッシュの格納先(任意)
$ echo "export set CC='ccache gcc'" >> ~/.bashrc  # gccコマンド時にccacheを使用。
$ echo "export set CXX='ccache g++'" >> ~/.bashrc # g++コマンド時にccacheを使用。

$ source ~/.bashrc  # ログインし直す代わりに、手動で変更した設定の反映(初回時のみ)

makeコマンドでビルドする際の対応

Linuxでc言語開発をする場合、Makefileを使用します。ccacheを利用する場合は、以下のいずれかを行う必要があります。

• Makefile内のCC、CXX変数を変更(例：CC=“ccache gcc”)
• makeコマンド実行時にオプションを付ける事(例：make CC=“ccache gcc”)
• コンパイラ指定変数(例：CC)の前に、“ccache"を付与

ccacheを有効にする場合は、gccコマンドの前に"ccache “文字列を付与しなければいけない制約があります。そのため、上記のように、Makefileを直接編集するか、makeのオプションでccacheの使用を明示します。簡単なMakefileの修正例を以下に示します。

CC     := gcc                                                                                  
CFLAGS := -g -Wall                                                                             
CCACHE := $(shell which ccache)                                                                
                                                                                                 
hello:test.c                                                                                   
    $(CCACHE) $(CC) -o hello test.c    

ccacheの設定変更

Usage:
    ccache [options]

参考：ccache利用時のビルド時間

最後に、参考として、Linuxカーネルのビルド時間(ccache有り、無し)を比較します。使用したカーネルはVersion4.8.9(stable)、コンフィグはx86_64_defconfigです。計測時に使用したコマンドは、通常ビルド時がtime make -j8、ccache使用時がtime make CXX="ccache g++" CC="ccache gcc" -j8です。

各実行時間を以下の表に示します。
ccacheを利用した場合、二回目以降のビルドが劇的に早くなります。ちなみに、ccache公式のパフォーマンス測定では、約37倍の実行速度が示されています。