Gcc что это такое

GNU Compiler Collection

GNU Compiler Collection (обычно используется сокращение GCC) — набор компиляторов для различных языков программирования, разработанный в рамках проекта GNU. GCC является свободным программным обеспечением, распространяется фондом свободного программного обеспечения (FSF) на условиях GNU GPL и GNU LGPL и является ключевым компонентом GNU toolchain. Он используется как стандартный компилятор для свободных UNIX-подобных операционных систем.

Изначально названный GNU C Compiler поддерживал только язык Си. Позднее, GCC был расширен для компиляции исходных кодов на таких языках программирования как C++, Objective-C, Java, Фортран и Ada.

С версии 4.2.2 GCC перешёл на лицензию GPLv3.

Содержание

Обзор

Начало GCC было положено Ричардом Столлманом, который реализовал первый вариант GCC в 1985 на нестандартном и непереносимом диалекте языка Паскаль; позднее компилятор был переписан на языке Си Леонардом Тауэром (англ.  Leonard H. Tower Jr. ) и Ричардом Столлманом [1] и выпущен в 1987 [2] как компилятор для проекта GNU, который сам по себе являлся свободным программным обеспечением. Разработка GCC курируется Free Software Foundation. [3]

В настоящее время GCC поддерживается группой программистов со всего мира. GCC является лидером по количеству процессоров и операционных систем, которые он поддерживает.

Будучи официальным компилятором системы GNU, GCC также является главным компилятором для сборки ряда других операционных систем, среди них: различные варианты Linux и BSD, а также ReactOS, Mac OS X, OpenSolaris, NeXTSTEP, BeOS и Haiku.

GCC часто выбирается для разработки программного обеспечения, которое должно работать на большом числе различных аппаратных платформ. Различия между «родными» для каждой из аппаратных платформ компиляторами приводят к трудностям при разработке кода, который бы корректно компилировался разными компиляторами, а кроме того, при использовании различных компиляторов сильно усложняются сборочные скрипты, которые должны собирать ПО для всех аппаратных платформ. При использовании GCC для компиляции кода под разные платформы будет использован один и тот же синтаксический анализатор. Поэтому если удалось собрать программу для одной из целевых платформ, то велика вероятность, что программа нормально соберётся и для других платформ.

Языки

В версии 4.1.1 (выпущенной 24 мая 2006), стандартный компилятор включал в себя front-end’ы для:

(GCC для Ada, или GNAT) (C++ для GCC, или G++) (GCC для Fortran, или gfortran) (GCC для Java, или GCJ) (GCC для Objective-C, или gobjc)
• Objective-C++ (GCC для Objective-C++, или gobjc++) (GCC для Go, или gccgo) (с версии 4.6 [4] )

Front end для CHILL был добавлен ранее, но из-за недостаточной поддержки был исключён из набора. До релиза версии 4.0 front-end’ом для Fortran был G77, который поддерживал лишь FORTRAN 77. В новых версиях G77 был исключён в пользу нового GFortran frontend который поддерживает Fortran 95.

Также существуют front-end’ы для Pascal, D, Модула-2, Modula-3, Mercury, VHDL и PL/I.

Архитектуры

Список поддерживаемых GCC (для версии 4.3) процессоров включает в себя:

Менее известные процессоры, поддерживаемые в стандартном релизе:

• A29K
• ETRAX CRIS
• D30V
• DSP16xx
• FR-30
• FR-V
• Intel i960
• IP2000
• M32R
• 68HC11
• MCORE
• MN10200
• MN10300
• Motorola 88000
• NS32K
• ROMP
• Stormy16
• V850
• Xtensa

Дополнительные типы архитектур и процессоров, которые поддерживаются версиями GCC, но поддержкой которых занимаются сторонние организации (не Фондом свободного программного обеспечения):

• D10V
• MeP
• TI C6X [5] и Nios
• TIGCC (вариация Motorola 68000)
• PIC24/dsPIC

Структура

Внешний интерфейс GCC является стандартом для компиляторов на платформе UNIX. Пользователь вызывает управляющую программу, которая называется gcc. Она интерпретирует аргументы командной строки, определяет и запускает для каждого входного файла свои компиляторы нужного языка, запускает, если необходимо, ассемблер и компоновщик.

Компилятор каждого языка является отдельной программой, которая получает исходный текст и порождает вывод на языке ассемблера. Все компиляторы имеют общую внутреннюю структуру: front end, который производит синтаксический разбор и порождает абстрактное синтаксическое дерево, и back end, который конвертирует дерево в Register Transfer Language (RTL), выполняет различные оптимизации, затем порождает программу на языке ассемблера, используя архитектурно-зависимое сопоставление с образцом.

До версии 4.7.2 GCC был почти полностью написан на Си, хотя значительная часть front-end для Ады написана на Ада. С версии 2012-08-14 разработка переведена на язык C++.

Отладка программ, скомпилированных с помощью GCC

Главным инструментом для отладки программ, скомпилированных с помощью GCC, является GNU Debugger (gdb). Существуют также узкоспециализированные средства для отладки:

для поиска утечек памяти
• GNU Profiler (gprof (англ.)) используется для того, чтобы определить, сколько времени уходит на выполнение той или иной части программы, как часто вызываются те или иные процедуры; для использования gprof необходимо компилировать программу со специальными опциями для включения «профилирования». для анализа покрытия

Лицензия

GCC версии 4.2.1 стал последним релизом, выпущенным под GNU General Public License версии 2. Все последующие версии лицензируются по GPL версии 3. [6]

Критика

Некоторые разработчики OpenBSD, например, Тео де Раадт и Отто Мурбек (Otto Moerbeek), критикуют GCC, называя его «громоздким, глючным, медленным и генерирующим плохой код». [7] По причине такого критического отношения, а также из-за довольно ограничивающей (по сравнению с BSD) лицензии GPL, под которой выпущена коллекция компиляторов, была предпринята попытка заменить в NetBSD и OpenBSD GCC другими компиляторами, например, PCC [8] . Аналогичная работа по замене GCC на Clang ведется в FreeBSD [9] .

См. также

Примечания

1. ↑ Stallman, Richard M. (February 1986). «GNU Status». GNU’s Bulletin (Free Software Foundation) 1 (1). Проверено 2006-09-26.
2. ↑ Tower, Leonard (1987) «GNU C compiler beta test release,» comp.lang.misc USENET newsgroup; see also http://gcc.gnu.org/releases.html#timeline
3. ↑ Stallman, Richard M. (2001) «Contributors to GCC,» in Using and Porting the GNU Compiler Collection (GCC) for gcc version 2.95 (Cambridge, Mass.: Free Software Foundation)
4. ↑GCC 4.6 Release Series — Changes, New Features, and Fixes — GNU Project — Free Software Foundation (FSF)
5. ↑http://gcc.gnu.org/ «TI C6X processor support [2011-07-15] A port for the TI C6X family of processors «
6. ↑Tools: GCC 4.2.1 Released — KernelTrap   (англ.) . kerneltrap.org (21 июля 2007). Архивировано из первоисточника 17 февраля 2012.Проверено 25 декабря 2009.
7. ↑More on OpenBSD’s new compiler — Mambo
8. ↑Towards a BSD-licensed Compiler
9. ↑FreeBSD Status Reports January — March, 2009

Литература

• Артур Гриффитс GCC. Настольная книга пользователей, программистов и системных администраторов. — Диасофт, 2004. — С. 624. — ISBN 966-7992-34-9

Ссылки

Александре Олива • Бенджамин Хилл • Брэдли Кун • Эбен Моглен • Федерико Хейнц • Джордж Грив • Георг Греве • Джошуа Гэй • Лоис Дечэри • Мэтт Ли • Рикардо Галли • Ричард Столлман • Роберт Часселл • Вильям Джон Салливан

Сообщество • Форк • Microsoft Open Specification Promise • Сравнение open source и закрытых исходников • Проприетарное ПО • Собор и Базар • Ради удовольствия • Revolution OS

• Программное обеспечение по алфавиту
• Компиляторы
• Компиляторы C
• Компиляторы C++
• Компиляторы Фортрана
• GNU
• Кроссплатформенное программное обеспечение
• Программное обеспечение для Linux
• Программное обеспечение для Windows
• Программное обеспечение для Mac OS X
• Программное обеспечение для OpenSolaris
• Программное обеспечение для Solaris
• Программное обеспечение для Haiku
• Свободные компиляторы и интерпретаторы
• Программное обеспечение с лицензией GNU GPL

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «GNU Compiler Collection» в других словарях:

GNU Compiler Collection — Entwickler GCC Team Aktuelle Version 4.6.2 (26. Oktober 2011) Betriebssyste … Deutsch Wikipedia

GNU compiler collection — Pour les articles homonymes, voir GCC. GNU Compiler Collection … Wikipédia en Français

GNU Compiler Collection — GCC invocado desde la línea de comandos en Debian … Wikipedia Español

GNU Compiler Collection — Cc1 redirects here. For other uses of CC1 or CC 1, see CC1 (disambiguation). GNU Compiler Collection Developer(s) GNU Project Initial release May 23, 1987 ( … Wikipedia

GNU Compiler Collection — Pour les articles homonymes, voir GCC. GNU Compiler Collection … Wikipédia en Français

GNU Compiler for the Java Programming Language — GNU Compiler for Java Entwickler: The GNU Project Aktuelle Version: 4.3.1 (6. Juni 2008) Betriebssystem … Deutsch Wikipedia

GNU Compiler for Java — Developer(s) The GNU Project Stable release 4.6.1 / June 27, 2011; 4 months ago (2011 06 27 … Wikipedia

GNU Compiler for Java — Тип Компилятор Разработчик Проект GNU Операционная … Википедия

GNU Compiler for Fortran — GNU Fortran (Gfortran) ist ein freier Compiler für Fortran nach dem Sprachstandard Fortran 95 und ein Teil der GNU Compiler Collection. GNU Fortran unterstützt den vollen Sprachstandard von Fortran 95 und Teilen von Fortran 2003 sowie einige… … Deutsch Wikipedia

GNU Compiler for Java — Entwickler The GNU Project Aktuelle Version 4.4.2 (15. Oktober 2009) Betriebssystem … Deutsch Wikipedia

Что такое gcc ?

GNU Compiler Collection (обычно используется сокращение GCC) — набор компиляторов для различных языков программирования, разработанный в рамках проекта GNU. GCC является свободным программным обеспечением, распространяется фондом свободного программного обеспечения (FSF) на условиях GNU GPL и GNU LGPL и является ключевым компонентом GNU toolchain. Он используется как стандартный компилятор для свободных UNIX-подобных операционных систем.

Изначально названный GNU C Compiler, он поддерживал только язык Си. Позднее, GCC был расширен для компиляции исходных кодов на таких языках программирования как C++, Objective-C, Java, Фортран и Ada.

Unix как IDE: Компиляция

Под Unix существует множество компиляторов и интерпретаторов, но здесь мы будем обсуждать лишь gcc как средство компиляции C-кода, и коротко коснемся использования perl в качестве примера интерпретатора.

GCC — это набор компиляторов, обладающий очень почтенным возрастом и распространяемый под лицензией GPL. Он известен как инструмент работы с программами на C и C++. Свободная лицензия и повсеместная распространенность на Unix-подобных системах стали залогом его неизменной популярности, хотя есть и более современные альтернативы, использующие инфраструктуру LLVM, такие как Clang.

Основной исполняемый файл gcc лучше представлять не как компилятор в привычном понимании, а слой абстракции над множеством отдельных инструментов программирования, выполняющих парсинг кода, компиляцию, линковку и другие действия. Это значит, что с его помощью можно не просто получить работающий бинарник из кода на C, но детально исследовать все шаги этого сложного процесса, и при необходимости подстроить его под свои нужды.

Здесь я не буду обсуждать использование make-файлов, хотя они наверняка понадобятся для любого проекта сложнее, чем в один файл. Make-файлов я коснусь в следующей статье о средствах автоматизации сборки.

Компиляция и сборка объектного кода

Объектный код компилируется вот такой командой:

Если код верен, будет создан нелинкованный двоичный объектный файл под именем example.o в текущей папке, или выведены сообщения о проблемах. Заглянуть внутрь полученного файла и увидеть его содержимое на языке ассемблера можно так:

Как вариант, можно попросить gcc сразу показать итоговый ассемблерный код при помощи параметра -S:

Вывод ассемблерного кода может быть полезно совместить с выводом самого исходника, чего можно добиться, набрав:

Препроцессор

Препроцессор C (cpp) обычно используется для подключения заголовочных файлов и определения макросов. Это стандартная часть процесса компиляции gcc, но можно просмотреть генерируемый им код, вызвав cpp напрямую:

Исходный код будет выведен в конечном виде, готовым к компиляции, с замененными макросами и подстановкой включаемых внешних файлов.

Связывание объектов

Один или несколько объектных файлов могут быть связаны в соответствующий исполняемый файл:

В этом примере gcc просто вызывает ld, линковщик GNU. Команда создаст исполняемый файл по имени example .

Компиляция, сборка и связывание

Все вышеперечисленное может быть выполнено в один шаг при помощи команды:

Этот способ проще, но компиляция объектов по отдельности дает некоторый выигрыш в производительности: не нужно компилировать не изменявшийся код, но об этом мы поговорим в следующей статье.

Включение внешних файлов и связывание

Файлы C и заголовочные файлы могу быть явно включены в компиляцию при помощи параметра -l:

Аналогично, если код нужно динамически связать с уже скомпилированной системной библиотекой, доступной в одной из системных папок ( /lib или /usr/lib ), например, ncurses, этого можно добиться использованием ключа -l:

Если в процессе компиляции внешних связей много, имеет смысл внести их в переменные окружения:

Кстати, Makefile затем и создан, чтобы избавить нас от беспокойства о таких мелочах.

План компиляции

Чтобы посмотреть подробности внутренней кухни gcc, можно добавить ключ -v, и план компиляции будет выведен в стандартный поток вывода ошибок:

Если нет нужды генерировать объектные или исполняемые файлы, то для аккуратности можно использовать -###:

Очень полезно посмотреть, какие действия gcc предпринимает без нашего ведома, кроме того, так мы можем выявить нежелательные шаги при компиляции.

Расширенный вывод сообщений об ошибках

Существует возможность добавить ключи -Wall и/или -pedantic, чтобы gcc предупреждал нас о случаях, которые не обязательно являются ошибками, но могут ими быть:

Удобно включать такие опции в Makefile или в определении makeprg для Vim, так как они отлично сочетаются с окном quickfix, и помогают писать читабельный, совместимый и безошибочный код.

Профилирование процесса компиляции

Вы можете включить опцию -time, чтобы gcc отображал в тексте вывода время выполения каждого из шагов:

Оптимизация

Gcc имеет ключи оптимизации, указав которые можно попросить его создавать более эффективный объектный код и связанные бинарники за счет увеличения времени компиляции. Я считаю -O2 золотой серединой для выпускаемого кода:

Подобно любой команде Bash, все это можно вызывать прямо из Vim:

Интерпретаторы

Подход к интерпретируемому коду в Unix-системах иной. В своих примерах я буду использовать Perl, но те же принципы применимы для кода, например, на Python или Ruby.

Inline-код

Можно строку Perl-кода прямо на исполнение интерпретатору любым из перечисленных ниже способов Первый, наверное, самый простой и общеупотребительный способ работы с Perl; второй использует синтаксис heredoc, а третий — это классический конвейер Unix.

Конечно, в будничной жизни мы храним код в файле, который можно вызвать прямо вот так:

Можно проверить синтаксис кода без его выполнения с помощью ключа -c:

Порой хочется использовать скрипт подобно любому исполняемому бинарнику, не беспокоясь о том, что он из себя представляет. Для этого в скрипт добавляют первой строкой так называемый «shebang«, указывающий путь к интерпретатору, которому следует передать на исполнение данный файл.

Скрипту после этого можно ставить атрибут исполняемого файла вызовом chmod. Также хорошим тоном считается переименовать файл, убрав расширения, поскольку он теперь считается почти настоящим исполняемым файлом:

Затем файл можно вызывать напрямую, без указания интерпретатора:

Вся эта кухня так здорово работает, что многие стандартные утилиты Linux-систем, такие как adduser, в действительности являются скриптами на Perl или Python.

В следующей публикации я расскажу о методах работы с make для сборки проектов, сравнимых с привычными IDE.