gcc - 系统上的 -isystem 包含目录会导致错误

Question

下面的代码是怎么回事？

#include <cmath>

int
main(int argc, char *argv[])
{
}

当在最近安装的 Arch Linux 上使用 GCC 6.1.1 和标志 -isystem/usr/include 进行编译时，它会生成:

$ g++ -isystem /usr/include math.cc 
In file included from math.cc:1:0:
/usr/include/c++/6.1.1/cmath:45:23: fatal error: math.h: No such file or directory
 #include_next <math.h>
                       ^
compilation terminated.

这是一个非常简单的例子；原来的命令行是:

$ g++ ... -isystem `llvm-config -includedir` ...

用于使用 LLVM 的程序的一部分。在 Arch Linux 上，LLVM 包安装时其头目录位于 /usr/include 中，这是 llvm-config 报告的目录。 ...包括 -Wextra 和 -Wconversion，它们会在 LLVM header 中引起警告。与 -I 不同，-isystem 标志通过将 LLVM 目录视为“系统头”来防止出现警告。请参阅GNU C preprocessor documentation了解更多信息。

但是升级到 GCC 6.1.1 后，构建中会出现上述错误。

Answer 1

除了考虑目录包含“系统头文件”之外，-isystem更改 header 搜索列表，将目录参数放在系统 header 目录的顶部。如果该目录已存在于搜索列表中，则会将其从当前位置删除。

(至少)从 GCC 6.1.1 开始，一些 C++ 头文件，例如 cmath使用#include_next为标准 C 头文件提供猴子补丁 C++ 支持。请参阅Why < cstdlib > is more complicated than you might think了解更多信息。例如，cmath有行:

#include_next <math.h>

#include_next ，与正常的 #include 不同语句，在包含目录搜索路径的下一个条目开始搜索文件，而不是在搜索路径的顶部。自 -isystem /usr/include移动/usr/include在包含 cmath 的目录之前的搜索路径中, math.h找不到。

详细来说，命令g++ -I /usr/include的搜索路径是

 /usr/include/c++/6.1.1
 /usr/include/c++/6.1.1/x86_64-pc-linux-gnu
 /usr/include/c++/6.1.1/backward
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/6.1.1/include
 /usr/local/include
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/6.1.1/include-fixed
 /usr/include

( /usr/include 是系统目录； -I 参数不执行任何操作。)

cmath位于路径 /usr/include/c++/6.1.1/cmath ，这是搜索路径的第一个元素。 math.h可以在

中找到

/usr/include/math.h
/usr/include/c++/6.1.1/math.h

使用#include_next <math.h>在cmath确保 math.h 的副本在/usr/include/c++/6.1.1被跳过并且使用的副本是 /usr/include/math.h .

与 g++ -isystem /usr/include ，搜索路径为

 /usr/include
 /usr/include/c++/6.1.1
 /usr/include/c++/6.1.1/x86_64-pc-linux-gnu
 /usr/include/c++/6.1.1/backward
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/6.1.1/include
 /usr/local/include
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/6.1.1/include-fixed

使用#include_next <math.h>现在跳过/usr/include/c++/6.1.1还有/usr/include ，它位于搜索路径的上方。因此，编译器无法找到 math.h 的任何副本。 .

总而言之，请谨慎使用 -isystem因为它有消除错误的副作用；如果包含的目录已经在搜索路径中，则路径的顺序可能会被修改，GCC 可能会报告错误。

类似于下面的Makefile解决方法应该足够了:

llvm.include.dir := $(shell $(LLVM_CONFIG) --includedir)
include.paths := $(shell echo | cc -v -E - 2>&1)
ifeq (,$(findstring $(llvm.include.dir),$(include.paths)))
# LLVM include directory is not in the existing paths;
# put it at the top of the system list
llvm.include := -isystem $(llvm.include.dir)
else
# LLVM include directory is already on the existing paths;
# do nothing
llvm.include :=
endif

这设置了 make变量llvm.include为 -isystem <dir>或者什么都不做，取决于是否确实需要。