g++ 11.2.0 读取编译模块失败：文件数据错误

Question

我为系统头文件一一创建预编译头文件

$ g++ -fmodules-ts -std=c++20 -x c++-system-header concepts
$ g++ -fmodules-ts -std=c++20 -x c++-system-header limits
$ g++ -fmodules-ts -std=c++20 -x c++-system-header iostream

我将所需的系统标头收集到 Reverse 中

$ cat Reverse
import <concepts>;
import <limits>;
import <iostream>;

$  g++ -fmodules-ts -std=c++20 -x c++-header Reverse

$ ls gcm.cache/,
Reverse.gcm

我尝试导入模块头

$ head Reverse.cpp
import <Reverse>;

$ make
g++ -fmodules-ts -std=c++20 -I./  -o Reverseexec Reverse.cpp
In module imported at Reverse.cpp:4:1:
./Reverse: error: failed to read compiled module: Bad file data
./Reverse: note: compiled module file is ‘gcm.cache/,/Reverse.gcm’
./Reverse: fatal error: returning to the gate for a mechanical issue
compilation terminated.
make: *** [Makefile:2: Reverseexec] Error 1

我更改了 Reverse.cpp 中的导入并编译

$ head Reverse.cpp
import <concepts>;
import <limits>;
import <iostream>;

$ make
g++ -fmodules-ts -std=c++20 -o Reverse Reverse.cpp

我发现了一个似乎相关的错误。

[Bug c++/98944] [modules] 无法读取未导出分区的已编译模块。

$ gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/lto-wrapper.exe
Target: x86_64-pc-cygwin
Configured with: /mnt/share/cygpkgs/gcc/gcc.x86_64/src/gcc- 
11.2.0/configure --srcdir=/mnt/share/cygpkgs/gcc/gcc.x86_64/src/gcc-11.2.0 
--prefix=/usr --exec-prefix=/usr --localstatedir=/var --sysconfdir=/etc -- 
docdir=/usr/share/doc/gcc --htmldir=/usr/share/doc/gcc/html -C -- 
build=x86_64-pc-cygwin --host=x86_64-pc-cygwin --target=x86_64-pc-cygwin - 
-without-libiconv-prefix --without-libintl-prefix --libexecdir=/usr/lib -- 
with-gcc-major-version-only --enable-shared --enable-shared-libgcc -- 
enable-static --enable-version-specific-runtime-libs --enable-bootstrap -- 
enable-__cxa_atexit --with-dwarf2 --with-tune=generic --disable-bootstrap 
--enable-languages=c,c++,fortran,lto,objc,obj-c++,jit --enable-graphite -- 
enable-threads=posix --enable-libatomic --enable-libgomp --enable- 
libquadmath --enable-libquadmath-support --disable-libssp --enable-libada 
--disable-symvers --with-gnu-ld --with-gnu-as --with-cloog- 
include=/usr/include/cloog-isl --without-libiconv-prefix --without- 
libintl-prefix --with-system-zlib --enable-linker-build-id --with-default- 
libstdcxx-abi=gcc4-compatible --enable-libstdcxx-filesystem-ts
Thread model: posix
Supported LTO compression algorithms: zlib zstd
gcc version 11.2.0 (GCC)

我做错了什么？为什么我会收到错误消息，

g++ -fmodules-ts -std=c++20 -I./  -o Reverseexec Reverse.cpp
In module imported at Reverse.cpp:4:1:
./Reverse: error: failed to read compiled module: Bad file data
./Reverse: note: compiled module file is ‘gcm.cache/,/Reverse.gcm’
./Reverse: fatal error: returning to the gate for a mechanical issue
compilation terminated.
make: *** [Makefile:2: Reverseexec] Error 1

Answer 1

我想您正在尝试将几个标准标头收集到一个可导入的实体中。 （一开始我没有意识到这一点，还以为你遇到了错误）。

为什么不创建一个合适的模块而不是一个标头单元？

这是我尝试过的。首先，像以前一样编译标题单元：

$ g++ -fmodules-ts -std=c++20 -x c++-system-header concepts
$ g++ -fmodules-ts -std=c++20 -x c++-system-header limits
$ g++ -fmodules-ts -std=c++20 -x c++-system-header iostream

然后，创建一个导出所有标题的模块：

export module Reverse;

export import <concepts>;
export import <limits>;
export import <iostream>;

并编译它：

$ g++ -fmodules-ts -std=c++20 -c Reverse.cpp

并最终在程序中使用它（Program.cpp）：

import Reverse;

int main()
{
  static_assert(std::integral<decltype(std::numeric_limits<int>::max())>);
  std::cout << "Hello world\n";
  return 0;
}

编译：

$  g++ -fmodules-ts -std=c++20 Program.cpp Reverse.o -o foo

它为我编译并正确运行。

我在 linux-gnu x86_64 下使用 GCC 版本 11.2 对此进行了测试。

Answer 2

这适用于捆绑预编译系统头文件的特殊情况。如果你需要做一些实质性的事情怎么办？例如，

$ cat Reverse.cpp
export module Reverse;

export import <concepts>;
export import <limits>;
export import <iostream>;

namespace Reverse {
    constexpr int TEST = { 1 };
}

$ cat main.cpp
import Reverse;

int
main(int, char **)
{
    std::cout << Reverse::TEST << std::endl;
    return 0;
}

$ g++ -fmodules-ts -std=c++20 main.cpp Reverse.o -o main
    main.cpp: In function ‘int main(int, char**)’:
    main.cpp:6:22: error: ‘Reverse’ has not been declared
    6 |         std::cout << Reverse::TEST << std::endl;
      |                      ^~~~~~~

感谢您的帮助。

我担心的另一个问题是，让实验模块工作的神奇方式很大程度上取决于平台。这将降低跨平台兼容性，并且可能需要构建系统付出更多努力。我知道模块是为了简化事情，但在 VS 和 g++ 上使用 import 的不同方法可能不容易实现跨平台兼容性。这对我来说是一种耻辱。

Answer 3

我得到了或多或少的工作。我很惊讶我仍然需要内联声明所有内容，我认为 constexpr 和 consteval 修饰符可以避免内联。

为了让事情更简单，创建了 Makefile，

.PHONY: default
default: main ;

gcmcache:
        g++ -fmodules-ts -std=c++20 -x c++-system-header iostream

hello.o: hello.cpp
        g++ -c -std=c++20 -fmodules-ts hello.cpp

main: main.cpp hello.o
        g++ -fmodules-ts -std=c++20 -o main main.cpp hello.o

clean:
        rm hello.o main.exe rm -rf gcm.cache

带它去跑步，

$ make clean gcmcache main
rm hello.o main.exe rm -rf gcm.cache
g++ -fmodules-ts -std=c++20 -x c++-system-header iostream
g++ -c -std=c++20 -fmodules-ts hello.cpp
g++ -fmodules-ts -std=c++20 -o main main.cpp hello.o

$ cat hello.cpp
module;

export import <iostream>;

export module hello;

namespace hello {

        export inline constexpr const int TEST = { 1 };

        export inline consteval int foo( const int testing = TEST )
        {
                return testing;
        }
}

$ cat main.cpp
import hello;

int main ( int, char** )
{
        std::cout << hello::TEST << std::endl;
        std::cout << hello::foo( hello::TEST ) << std::endl;
        return 0;
}

除了看似多余的内联之外，一切似乎都可以工作。