GNU Compiler Collection

Z Wikipedii

GNU Compiler Collection
Rodzaj	Kompilator
Aktualna wersja stabilna	4.3.2 / 27 sierpnia 2008; 135 dni temu
Producent	The GNU Project
Licencja	GPL
http://gcc.gnu.org

GCC (ang. GNU Compiler Collection) - zestaw kompilatorów do różnych języków programowania rozwijany w ramach projektu GNU i udostępniany na licencji GPL oraz LGPL.

GCC jest podstawowym kompilatorem w systemach uniksopodobnych, przy czym szczególnie ważną rolę odgrywa w procesie budowy jądra Linux.

[edytuj] Historia

Początkowo skrótowiec GCC oznaczał GNU C Compiler, ponieważ był to kompilator wyłącznie do języka C.

Pierwsza wersja kompilatora o numerze 1.0 została opublikowana 23 maja 1987 przez Richarda Stallmana.

Znaczącym wydarzeniem w historii rozwoju GCC było wydanie wersji 2.95 w lipcu 1999 - pierwszej po zintegrowaniu z projektem EGCS.

[edytuj] Kompilatory dostępne w GCC

W skład GCC wchodzą kompilatory następujących języków programowania:

• C - gcc
• C++ - g++
• Objective-C - gobjc
• Fortran - g77 oraz nowa implementacja Fortrana 95 o nazwie gfortran
• Java - gcj
• Ada - gnat

a także eksperymentalnie

• Pascal - gpc
• Mercury
• VHDL
• PL/I

Istnieje również frontend języka D dla GCC - gdc^[1].

[edytuj] Środowisko pracy

Kompilatory wchodzące w skład GCC mogą być uruchamiane na wielu różnych platformach sprzętowych i systemowych. Za ich pomocą można generować kod wynikowy przeznaczony dla różnych procesorów i systemów operacyjnych oraz dokonywać tzw. kompilacji skrośnej.

Lista kilku najważniejszych architektur sprzętowych, na których uruchomiono GCC:

• x86
• x86-64
• IA-64
• Alpha
• ARM
• Motorola M68000 i wiele innych układów tej firmy
• MIPS
• PowerPC
• SPARC/SPARC64

Poniżej zestawiono systemy operacyjne umożliwiające uruchomienie GCC:

• AIX
• *BSD
• Linux
• Mac OS X
• SunOS
• Windows
• Haiku
• BeOS/Zeta
• DOS
• OS/2

Kompilatory GCC (w szczególności kompilator C) służą do kompilacji wielu jąder systemów operacyjnych, takich jak Linux, Hurd, FreeBSD oraz wielu systemów eksperymentalnych.

[edytuj] Budowa i działanie GCC

Program gcc (wywoływany podczas kompilacji np. z linii poleceń) odpowiada za przetworzenie argumentów, uruchomienie odpowiedniego kompilatora właściwego dla języka programowania w jakim zakodowano plik z kodem źródłowym, wykonanie programu asemblera dla tak otrzymanego wyniku oraz uruchomienie konsolidatora (linkera) w celu uzyskania pliku wykonywalnego.

Przykładowo dla pliku napisanego w C zostaną wykonane następujące programy: preprocesor cpp, kompilator cc1, asembler as oraz konsolidator collect2 (dostępny zazwyczaj jako program ld). Należy przy tym zwrócić uwagę, iż program as wchodzi w skład pakietu oprogramowania binutils. Również pliki nagłówkowe biblioteki standardowej języka C nie są częścią GCC.

Kompilator GCC składa się z 3 głównych części: front endu, middle endu oraz back endu.

[edytuj] front end

Dla każdego języka programowania obsługiwanego przez GCC istnieje oddzielny front end. Dzięki temu względnie łatwo można dodawać kompilatory do nowych języków. Plik z kodem źródłowym poddawany jest procesowi analizy składniowej za pomocą ręcznie zakodowanego parsera. W efekcie tego działania powstaje reprezentacja programu zwana AST (ang. abstract syntax tree), która jest następnie przetwarzana do postaci w pełni niezależnej od pierwotnie użytego języka programowania GENERIC lub GIMPLE.

[edytuj] middle end

Na tym etapie kompilator dokonuje optymalizacji kodu polegającej na:

• usunięciu "martwego" kodu, który się nigdy nie wykona
• obliczeniu stałych wartości i zastąpieniu nimi wyrażeń zawartych w programie
• wyeliminowaniu kodu nadmiarowego
• wykonaniu innych optymalizacji

Reprezentacja kodu zamieniana jest z postaci GIMPLE do innej zwanej RTL (ang. Register Transfer Language).

[edytuj] back end

Ta część GCC odpowiada za wygenerowanie kodu asemblera przeznaczonego dla konkretnej architektury sprzętowej, a z niego kodu obiektowego. Ponieważ na tym etapie kompilator ma wiele informacji na temat docelowej platformy może dokonać kolejnych optymalizacji kodu np. uwzględniając budowę procesora, zestaw jego rozkazów czy specyficzne rozszerzenia.

[edytuj] Rozszerzenia języka C

GCC zawiera wiele rozszerzeń ponad to, co określają standardy ANSI i ISO.

Są to m.in.:

• zmienne etykietowe
• etykiety lokalne
• traktowanie dowolnych fragmentów kodu (statement) jako wyrażeń (expression)
• zagnieżdżane definicje funkcji
• heksadecymalne deklarowanie zmiennych zmiennoprzecinkowych
• makra o zmiennej liczbie argumentów
• konstrukcja case z przedziałami

[edytuj] Zmienne etykietowe

# include <stdio.h>
 
void foo (int nr)
{
  static void * labels [] = {&&label0, &&label1};
 
  goto *labels [nr];
label0:
  printf("Code 0\n");
  return;
label1:
  printf("Code 1\n");
  return;
}
 
int main()
{
  foo(0);
  foo(1);
  return 0;
}

[edytuj] Inline Assembler w C/C++

GCC umożliwia użycie asemblera w kodzie. Nie są to jednak pojedyncze instrukcje, tylko całe bloki razem ze zdefiniowanymi specjalnym systemem interfejsem między asemblerem a C/C++. Dzięki temu GCC może o wiele lepiej optymalizować kod.

W poniższym przykładzie program drukuje najpierw i=1, później i=2. GCC sam dokonuje alokacji rejestrów oraz przeniesienia między rejestrami a zmienną i na stosie.

# include <stdio.h>
 
int main()
{
  int i=0;
 
  asm("movl $1, %0" : "=g" (i));
  printf("i = %d\n", i);
  asm("addl $1, %0" : "+g" (i));
  printf("i = %d\n", i);
  return 0;
}

Przypisy

[edytuj] Linki zewnętrzne

Zobacz wiadomość w serwisie Wikinews na temat premiery GCC 4.0

• Strona domowa GCC
• Wiki GCC
• Port GCC na system Windows
• From Source to Binary: The Inner Workings of GCC (ang.)

p • d • e Projekt GNU Historia Manifest GNU · Free Software Foundation · Historia Wolnego Oprogramowania Licencje GNU General Public License · GNU Lesser General Public License · Affero General Public License · GNU Free Documentation License Programy GNU (warianty) · GNU/Linux · Hurd · GNOME · Bash · GNU Emacs · GCC · GNU C Library · Coreutils · Autotools (GNU build system) · GNU Debugger · GNU Binutils · GNU Scientific Library · GRUB · Gnash · IceWeasel Postacie Robert J. Chassell · Loïc Dachary · Ricardo Galli · Georg C. F. Greve · Federico Heinz · Benjamin Mako Hill · Bradley M. Kuhn · Eben Moglen · Richard Stallman · John Sullivan · Leonard H. Tower Jr.