GNU Compiler Collection

	GNU Compiler Collection
	Kompilator
	; Logo programu
	; Interfejs programu
Producent	The GNU Project
Aktualna wersja stabilna	4.7.0 - 22 marca 2012
Licencja	GPL
	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 .

Spis treści

1 Historia
2 Kompilatory dostępne w GCC
3 Środowisko pracy
4 Budowa i działanie GCC
5 Rozszerzenia języka C
- 5.1 Zmienne etykietowe
- 5.2 Inline Assembler w C/C++
6 Przypisy
7 Linki zewnętrzne

[ 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

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
AVR
Motorola M68000 i wiele innych układów tej firmy
MIPS
PowerPC
SPARC / SPARC64

Poniżej zestawiono systemy operacyjne umożliwiające uruchomienie GCC:

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)
zagnieżdżanie definicji 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  class="mediawiki ltr sitedir-ltr ns-0 ns-subject page-GNU_Compiler_Collection skin-vector action-view",  %0" : "=g" (i));
  printf("i = %d\n",  i);
  asm("addl  class="mediawiki ltr sitedir-ltr ns-0 ns-subject page-GNU_Compiler_Collection skin-vector action-view",  %0" : "+g" (i));
  printf("i = %d\n",  i);
  return 0;
}

Przypisy

↑ strona projektu GDC

[ edytuj ] Linki zewnętrzne

Zobacz wiadomość w serwisie Wikinews na temat premiery GCC 4.0

[0] strona projektu GDC

[1]

GNU Compiler Collection
Kompilator
Logo programu
Interfejs programu
Producent	The GNU Project
Aktualna wersja stabilna	4.7.0 - 22 marca 2012
Licencja	GPL
gcc.gnu.org

Wikipedia - Wolna Encyklopedia