что такое компилятор gnu
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
GNU Compiler Collection
Содержание
Обзор
В настоящее время GCC поддерживается группой программистов со всего мира. GCC является лидер ом 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 Berkeley Software Distribution|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 года стандартный компилятор включал в себя front-end’ы для языков:
Front end для CHILL был добавлен ранее, но из-за недостаточной поддержки был исключён из набора. До выхода 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 Паскаль (язык программирования)|Pascal, D, Modula-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:
Дополнительные типы архитектур и процессоров, которые поддерживаются версиями GCC, но поддержкой которых занимаются сторонние организации (не Фонд свободного программного обеспечения):
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 язык ассемблера|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.
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:
Лицензия
GCC версии 4.2.1 стал последним релизом, выпущенным под GNU General Public License версии 2. Все последующие версии лицензируются по [[GNU General Public License#GPL v3|GPL версии 3].
Критика
Обзор GCC 4.8
С выпуском GCC 4.8.0 разработчики набора компиляторов GNU Compiler Collection завершили переход на C++ в реализации GCC. Работа по переводу кодовой базы на C++ продолжалась c 2008 года, и теперь подошла к концу. Миграция на C++ означает, что теперь для сборки GCC из исходников обязательно требуется компилятор С++ 2003. Ричард Столлман написал первый вариант GCC в 1985 году на непереносимом диалекте языка Паскаль. В 1987 году компилятор был переписан на языке Си, и в таком виде существовал до 2013 года.В новой версии GCC 4.8 улучшена производительность, реализован новый уровень оптимизации –Og для сверхбыстрой компиляции почти без оптимизаций. Добавлены детектор ошибок в памяти Address Sanitizer от компании Google и детектор гонок данных Thread Sanitizer, который обнаруживает совместный доступ к одним и тем же данным из различных нитей многопоточного приложения. Более подробно о нововведениях см. release notes.Детектор Address Sanitizer можно использовать на платформах Linux (IA-32, x86-64, x32, PowerPC, PowerPC64) и Darwin (x86-64), при этом скорость работы программы замедляется примерно в два раза.Детектор Thread Sanitizer замедляет скорость примерно в 10 раз.Кроме того, в GCC 4.8 улучшена поддержка C++11 и появилась поддержка архитектуры AArch64(ARM64), присутствующей в процессорах с набором команд ARMv8, хотя на рынке пока нет устройств с таким набором команд.GCC — официальный компилятор системы GNU, он также является главным компилятором для ряда других операционных систем, в том числе разных вариантов Linux и BSD, Mac OS X, ReactOS, BeOS и проч. Подробнее о причинах миграции на C++ и конкретно о внесённых изменениях см. в GCC Wiki: C++ Conversion. Вкратце, причина в популярности языка C++ и более чистом коде на «плюсах».
К счастью, переход на C++ практически не отразился на производительности компиляторов GCC. [Источник 2]
Установка GCC на Debian Linux
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
GCC (GNU Compiler Collection)
GNU Compiler Collection (обычно используется сокращение GCC) — набор компиляторов для различных языков программирования, разработанный в рамках проекта GNU(является рекурсивным акронимом, расшифровывающимся, как «GNU is Not Unix»). 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 был выпущен в 1987 году и поддерживал только язык Си. Позднее GCC был расширен для компиляции исходных кодов на таких языках программирования, как C++, Objective-C, Java, Fortran, Ada и Go.
С версии 4.2.2 GCC перешёл на лицензию GPLv3.
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.
Содержание
История
В настоящее время GCC поддерживается группой программистов со всего мира. GCC является лидер ом по количеству процессоров и операционных систем, которые он поддерживает.
Лицензия
Языки
C версии 4.6 стандартный компилятор включает в себя front-end’ы для языков:
Fortran front-end был G77 до версии 4.0, которая поддерживает только FORTRAN 77. В новых версиях G77 отбрасывается в пользу нового GNU Fortran front-end (сохранив большую часть расширений языка G77), что поддерживает Fortran 95 и большинство частей Fortran 2003 и Fortran 2008, а также front-end для CHILL был понижен из-за отсутствия технического обслуживания.
Архитектуры
Список поддерживаемых GCC (для версии 4.3) процессоров включает в себя:
Менее известные процессоры, поддерживаемые в стандартном релизе:
Дополнительные типы архитектур и процессоров, которые поддерживаются версиями GCC, но поддержкой которых занимаются сторонние организации (не Фонд свободного программного обеспечения):
Компилятор GCJ Java может выбрать либо родной язык архитектуры машины или Java Virtual Machine Java bytecode.
Разработка
Текущая стабильная версия GCC 6.2 была выпущена 22 августа 2016 г. [5]
Начиная с версии 4.8, GCC реализован в C ++. [6]
GNU Compiler Collection
русский и ещё 16 языков
4.7.2 (20 сентября 2012)
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 лидер ом 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:
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:
Дополнительные типы архитектур и процессоров, которые поддерживаются версиями GCC, но поддержкой которых занимаются сторонние организации (не Фондом свободного программного обеспечения):
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:
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
См. также
Примечания
Литература
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
Использование GCC
Введение
Если имя ‘a.out’ кажется вам не очень выразительным, то вы наверняка захотите указать другое, делается это так:
Языковые стандарты
Язык C
GCC поддерживает три версии стандарта C, хотя последняя версия поддерживается лишь частично.
Язык C++
Предупреждения компилятора
Предупреждения компилятора это текстовые сообщения, которые может выдавать компилятор при обработке ваших исходных кодов. Эти сообщения указывают на некоторые нелогичные или не строгие по отношению к существующим стандартам языков программирования места в программе. Они могут сигнализировать о потенциальных ошибках или, попросту говоря, о сомнительных с точки зрения компилятора конструкциях.
Предупреждения компилятора это очень полезный механизм, позволивший программистам избежать многих незаметных на первый взгляд ошибок, которые могли проявиться только после запуска уже скомпилированной программы (возможно, много лет спустя после первого запуска). Его, безусловно, нужно использовать, и относиться к предупреждениям следует максимально внимательно. Многие авторитетные книги по C++, написанные в жанре сборников советов (Скотта Мейерса, Герба Саттера, Андрея Александреску, Стивена Дьюхерста), содержат совет компилировать программу на максимально строгом уровне предупреждений и добиваться того, чтобы компилятору не к чему было придраться.
Далее в примерах при использовании GCC мы не будем указывать опции, включающие предупреждения, чтобы не загромождать код. Мы даём честное слово, что на практике всегда используем максимальный уровень предупреждений и рекомендуем вам делать то же.
Отладочная информация
Сложно представить себе программу, которая выполняет что-то осмысленное и которая была написана с первого раза без единой ошибки. Хуже того, иногда может оказаться, что давно и успешно работающая программа также содержит изъяны. Установить источник проблем помогает отладочная информация, которую компилятор может добавить в каждый объектный файл. Она включает в себя указание на типы данных, использованные в программе, и соответствие объектного кода строкам текста исходного файла. Отладочная информация, сгенерированная GCC, предполагается для использования в первую очередь отладчиком GDB (GNU debugger, отладчик GNU), но не только им.
Оптимизация
Если с предупреждениями компилятора всё ясно (действует принцип «чем больше, тем лучше»), количество отладочной информации также, в основном, контролируется программистом в соответствии с его целями (доведение программы до работоспособного состояния или изготовление окончательной версии программы для передачи заказчику), то с оптимизацией дело обстоит намного сложней. Оптимизация это процесс улучшения производительности программы, в том числе, увеличение скорости её работы и снижение объёма занимаемой памяти (эти две цели, между прочим, иногда противоречат друг другу). GCC поддерживает большой набор ключей оптимизации и часть из них объединены в группы (как и в случае с предупреждениями), что позволяет активировать их также по групповому принципу.
Возникает закономерный вопрос: если есть ключи, ускоряющие программу, почему бы не включить их все разом и получить самый быстрый код? Проблема состоит в том, что эффективность значительной части средств для увеличения производительности программы сильно зависит от характера оптимизируемого кода и архитектуры аппаратной платформы. Оптимизация, таким образом, превращается в искусство отражения конкретных особенностей реализации и имеющегося аппаратного обеспечения на существующие ключи компилятора. Кроме того, результат этой деятельности, вероятно, окажется плохо или просто непереносимым. Неудачный выбор ключей, с другой стороны, может обеспечить гарантированное и весьма существенное падение производительности.
Мы упомянем только несколько ключей, обозначающих группы опций оптимизации, которые были подобраны разработчиками GCC и позволяют улучшить производительность во многих случаях, оставив рассмотрение отдельных опций и их связь с особенностями аппаратного обеспечения для более специализированных публикаций.
Раздельная трансляция
Вернёмся от увлекательных особенностей C++ к использованию GCC. Оба указанных выше варианта компилируются и линкуются в один исполняемый файл одинаково, при помощи простого перечисления: Стоит отметить удобную возможность использования шаблонов имён (wildcards), чтобы избежать полного перечисления файлов: даст аналогичный приведённому выше результат.
Библиотеки
Раздельная трансляция файлов делает доступным систематическое повторное использование кода: набор объектных файлов, содержащих функции, которые могут быть использованы в разных программах, собирается в библиотеку (программного кода), представляющую собой единый файл, который содержит весь код объектных с некоторой дополнительной информацией (наподобие индекса в настоящих библиотеках). Последнее может ускорять процесс линковки при использовании библиотеки по сравнению с обычной сборкой программы из большого числа объектных файлов. Информация об исходных объектных файлах также сохраняется.
Бесспорное преимущество динамических библиотек состоит в том, что если несколько программ используют одну библиотеку, то она загружается в память только один раз. Иными словами, сразу несколько программ могут (и будут) использовать один загруженный экземпляр библиотеки «одновременно». В то же время использование статической библиотеки заставит добавлять части её кода в каждый исполняемый файл по отдельности. Обновление динамической библиотеки потребует перезапуска, использующих её программ, статической — их перелинковки (что обычно занимает немало времени).
Статические библиотеки
Динамические библиотеки
GNU Compiler Collection, первые шаги
Эта заметка призвана на простых примерах познакомить начинающего nix-разработчика с инструментами GNU, в частности с компилятором GCC.
С его помощью мы и создадим простейшую программу. По большому счету все, как обычно. Заводим специальную папку, в которой будет размещаться проект.
Создаем в ней файл с именем: hello.c
Открываем файл в любом текстовом редакторе и пишем простейший код:
#include
int main(void)
<
printf(«Hello world!»);
return(0);
>
Сохраняем файл и выполняем команду: gcc hello.c
В созданной нами папке появился новый файл — a.out, это название присваивается по умолчанию, если специально не задано другого.
И радуемся в связи с первой написанной программой в линуксе!
Идем далее. При запуске исполняемого файла, если мы укажем только его название, система будет искать его в каталогах /usr/bin и /usr/local/bin, и, естественно, не найдет. Первый из них предназначен для размещения стабильных версий программ, как правило, входящих в дистрибутив Linux. Второй – для программ, устанавливаемых самим пользователем (за стабильность которых никто не ручается). По умолчанию, при сборке программы, устанавливаются в каталог /usr/local/bin.
Флаги используемые при компиляции
Название получаемого файла такое же, но компилятор изменяет расширение .c на .o (но указать можно и вручную).
Флаг -x используем, если создаётся объектный файл из исходника, уже обработанного препроцессором (например такого, какой мы получили выше), мы должны обязательно указать явно, что компилируемый файл является файлом исходного кода, обработанный препроцессором, и имеющий теги препроцессора. В противном случае он будет обрабатываться, как обычный файл C++, без учёта тегов препроцессора, а значит связь с объявленными функциями не будет устанавливаться.
Для чего нужна вся эта возня с промежуточными этапами?
Программы редко состоят из одного файла. Как правило исходных файлов несколько, и они объединены в проект. И в некоторых исключительных случаях программу приходится компоновать из нескольких частей, написанных, возможно, на разных языках. В этом случае приходится запускать компиляторы разных языков, чтобы каждый получил объектный файл из своего исходника, а затем уже эти полученные объектные файлы компоновать в исполняемую программу.