アプリケーションのビルド時間を短縮する方法について – お客様サポート

適用先: ARM Developer Suite (ADS)、RealView Development Suite (RVDS)、Tool Licensing (License Management)

最新のアプリケーションは多くの場合、数千個に及ぶソースファイルで構成されており、コンパイルとリンクにかなりの時間を要することがあります。また、コードサイズの縮小とパフォーマンスの向上を目的として、ARM のコンパイルツールで各種の最適化技法が採用された結果、ビルド時間が増加しています。本記事では、コードのビルド時間を短縮するためのさまざまな方法について検討します。

コンパイラの呼び出し時に実行される処理について
コンパイラを呼び出すと、次の 3 つのステップが実行されます。

1. コンパイラがロードされ、実行が開始されます。

通常、この処理に要する時間は一定です。

2. コンパイラがライセンスの取得を試みます。

ライセンスが使用可能であると想定すると、この処理に要する時間は各要求の処理に要する時間に相当すると考えられます。ただし、フローティングライセンスを使用している場合は、ネットワークトラフィックの状況や、サーバ上でライセンスに空きがあるかどうかによって左右されます。使用できるライセンスが存在しない場合、ADS 1.2 のビルドは失敗するのに対して、RVDS のコンパイルツールはほとんどの状況でライセンスが使用可能になるのを待機するという点に注意してください。
フローティングライセンスを取得するプロセスは、ノードロックライセンスを取得するプロセスよりも複雑です。ノードロックライセンスを使用する場合は、コンパイラ側では、ファイルを解析して有効なライセンスが存在していることを確認するだけで済みます。
フローティングライセンスを使用する場合は、コンパイラ側では、ライセンスが存在している場所を確認し、ネットワーク上のサーバに TCP/IP スタックを介してメッセージを送信した上で、応答を待機する必要があります。さらに、応答を受信してから、ライセンスが付与されているかどうかを確認する必要があります。また、コンパイルの完了後には、ライセンスをサーバに返却する必要があります。
フローティングライセンスによって利便性は向上しますが、処理速度は犠牲になります。処理速度が優先される場合は、ビルドマシン用のノードロックライセンスを取得する方法か、必要に応じてマシン間で移動できるよう、複数のノードロックライセンスを USB ネットワークカードにロックする方法を検討してください。
環境変数 TCP_NODELAY を 1 に設定すると、クライアントおよびサーバマシンで、ライセンス要求の処理時に、FLEXlm/FLEXnet ライセンスサーバのシステムパフォーマンスが向上します。ただし、ネットワークトラフィックが増加する可能性があるので、この設定は注意して使用してください。
フローティングライセンスの詳細については、Flexlmフローティングライセンスサーバからのライセンス取得に関する最適化についてを参照してください。

3. コンパイラがコードをコンパイルします。

このステップに要する時間は、コンパイル対象のファイルの複雑さやサイズに応じて異なります。少量かつ大サイズのファイルをコンパイルする処理の方が、大量かつ小サイズのファイルをコンパイルする処理よりも短時間です。これは、ファイル単位のコンパイラの処理に長い時間を要したとしても、コンパイラのロード / アンロードやライセンスの取得に費やされる時間が短くなり、相殺されるからです。
この処理をさらに応用すると、1 回の armcc の呼び出し（および 1 回のライセンスチェックアウト）で多数のファイルをコンパイルすることが可能になります。具体的には、次のようにビルドスクリプトを記述している場合
armcc file1.c ....
armcc file2.c ....
armcc file3.c ....
:
:
次のように変更します。
armcc file1.c file2.c file3.c .....
.c ファイルをすべて単一の "via" ファイルにリスト化して、次のように呼び出す方法もあります。
armcc -via sources.txt
この方法では、ライセンスのチェックアウトとコンパイラのロード / アンロードの回数が著しく削減され、パフォーマンスの大幅な向上を実現できます。ただし、いくつかの制約があります。

・　全ファイルが同じオプションでコンパイルされる

・　既存のビルドシステムを変換することは困難な場合がある

・　ユーザビリティはソースファイルの構造と依存関係によって左右される

・　IDE では、どのファイルでコンパイルエラーが発生したのか通知できない場合がある

注 1: エラーの検出後、RVCT コンパイラでは以降のファイルのコンパイルは実行されません。これに対して、古い ADS コンパイラでは、以降の全ファイルのコンパイルが試行されます。

注 2: 最適化レベル -O3 でコンパイルを実行すると、マルチファイルコンパイルが有効になり、ビルド時間が増加する可能性があります。マルチファイルコンパイルの使用を無効にする場合は、--no_multifile オプションを使用します。

インクルードパスの効果
インクルードパスもビルド時間が増加する原因になることがあります。インクルードパスの数は最小限にとどめてください。多数のインクルードパスを使用する場合、インクルードする必要があるファイルは、インクルード検索パスの開始位置付近のディレクトリに配置してください。
ヘッダを複数回インクルードすることも、コンパイル時間が増加する原因になる場合があるので避けるようにしてください。実際に、ヘッダを複数回インクルードしないよう保護する方法があります。たとえば、ヘッダファイル 'foo.h' を使用する場合、次の内容を追加します。


#ifndef foo_h

#define foo_h

:

// rest of header file as before

:

#endif /* foo_h */

コンパイラオプション -W+g を使用すると、保護されていないヘッダファイルを警告できます。

パラレルメイクの使用
makefileベースのビルド環境を使用している場合、パラレルメイク（gnu make などのメイクツールによって提供される機能）の使用を検討してください。具体的には、一般に "make -j N" を使用します。N は、並列実行するコンパイルプロセスの数です。シングルプロセッサ構成のマシンを単独で使用している場合でも、上記の方法では、別のコンパイルプロセスで CPU をフルに活用することによって、ネットワークの遅延や一般的な I/O アクセス（ディスクへのファイルのロード / 保存など）に伴う時間をカバーできるので、パフォーマンスの向上を実現できます。
マルチプロセッサ構成のマシンを使用している場合は、"make -j N*M"（M はプロセッサの数）を使用することで、さらに並列処理を活用できます。
この主題については、次のディスカッションが参考になります。http://developers.sun.com/solaris/articles/parallel_make.html

オペレーティングシステムの選択
一般に、Linux および Solaris 環境は Windows 環境よりもビルド時間が短くなります。
ADS および RVDS をサポートしているプラットフォームの詳細については、こちらを参照してください。 Windows を使用している場合、（一般的なレベルで）OS のパフォーマンスをチューニングする方法が用意されており、ビルドに使用される CPU 時間の割合を増やすことができます。簡単なレベルでは、ウィルスチェックソフトウェアをオフにするだけでも効果があります。これ以外にも、「Windows のパフォーマンスチューニング」というフレーズでインターネットを検索すれば、さまざまな情報が得られます。