GNU Compiler Collection

Z Wikipedii

Masz nowe wiadomości (różnica z poprzednią wersją).

GNU Compiler Collection

Rodzaj	Kompilator
Aktualna wersja	4.1.2 13 Luty 2007
Producent	The GNU Project
Licencja	GPL
http://gcc.gnu.org

GCC (ang. GNU Compiler Collection) to 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 Linuksa. 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 roku przez Richarda Stallmana. Znaczącym wydarzeniem w historii rozwoju GCC było wydanie wersji 2.95 w lipcu 1999 roku - pierwszej po zintegrowaniu z projektem EGCS.

Spis treści

1 Kompilatory dostępne w GCC
2 Środowisko pracy
3 Budowa i działanie GCC
4 Rozszerzenia języka C
- 4.1 Zmienne etykietowe
- 4.2 Inline Assembler w C/C++
5 Linki zewnętrzne

[edytuj] Kompilatory dostępne w GCC

W skład GCC wchodzą kompilatory następujących języków programowania:

a także eksperymentalnie

Pascal
Mercury
VHDL
PL/I

[edytuj] Środowisko pracy

Kompilatory wchodzące w skład GCC mogą być uruchamiane na wielu różnych platformach sprzętowych jak i systemowych. Za ich pomocą można generować kod wynikowy przeznaczony dla różnych procesorów i systemów operacyjnych oraz dokonywać tzw. kompilacji skrośnej. Poniżej znajduje się lista kilku najważniejszych architekur sprzętowych, na których uruchomiono GCC.

procesory firmy Intel i kompatybilne
IA-64
Alpha
ARM
Motorola M68000 i wiele innych układów tej firmy
MIPS
PowerPC
SPARC/SPARC64

Poniżej zestawiono systemy operacyjne umożliwiające uruchomienie GCC

[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 assemblera 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, assembler 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 assemblera 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;
}