GCC

ohjelmointikielten kääntäjien kokoelma
Tämä artikkeli kertoo ohjelmoinnista. GCC on myös Gulf Cooperation Councilin lyhenne

GNU Compiler Collection (yleensä GCC) on GNU-projektin kehittämä kääntäjien kokoelma. Se on Free Software Foundationin vapaata ohjelmistoa, ja julkaistu GNU GPL:n ja osin LGPL:n alaisuudessa. GCC on GNUn kehitysympäristön tärkein osa ja vapaiden Unixin kaltaisten käyttöjärjestelmien vakiokääntäjä ja usein hyödynnetty myös kaupallisten kehitysympäristöjen kanssa.

GCC
Kehittäjä GNU-projekti
Kehityshistoria
Ensijulkaisu 23. toukokuuta 1987[1]
Vakaa versio 14.1 ()[2]
Tiedot
Ohjelmistotyyppi ohjelmointikielen kääntäjä
Alusta alustariippumaton
Lisenssi GNU GPL
Aiheesta muualla
Verkkosivusto
Versiohallinta

GCC:n alkuperäinen nimi oli GNU C Compiler ja se osasi kääntää vain C:tä. Nyttemmin GCC osaa kääntää myös C++:a, Fortrania, Adaa, Objective-C:tä, Go:ta ja D:tä.[3][4] Java-kääntäjä on poistettu GCC:stä versiosta 7 alkaen.[5] Varhainen tuki Rust-kielelle on lisätty joulukuussa 2022, mutta tuki ei ole vielä täysin valmis GCC version 13 julkaisuun mennessä.[6][7] Modula-2-kielen tuki on lisätty kehitysversioon joulukuussa 2022.[8]

Historia

muokkaa

Richard Stallman aloitti GCC:n kehityksen. GCC oli aluksi kirjoitettu Pastel-kielellä, joka oli Pascal-kielen murre.[9] Jotta kääntäjä saatiin kevyemmäksi ja helpommin käännettäväksi Len Tower ja Stallman kirjoittivat sen uudelleen C-kielellä.[9][10] Ensimmäinen beetaversio julkaistiin 22. maaliskuuta 1987 ja 1.0 julkaistiin 23. toukokuuta.[11][1] Ensimmäinen C++:aa kääntänyt versio, 1.15.3, julkaistiin 18. joulukuuta samana vuonna.[1]

Vuonna 1997 ryhmä kehittäjiä, jotka kyllästyivät GCC:n hitaaseen kehitykseen ja suljettuun kehitysryhmään, muodosti projektin nimeltä EGCS (Experimental/Enhanced GNU Compiler System), joka otti mukaan ominaisuuksia eräistä GCC:n epävirallisista muunnoksista, kuten Fortran 77 -kääntäjän, IBM:n kehittämän Haifa-optimoijan ja Pentium-optimoinnin. Myöhemmin Free Software Foundation lopetti oman GCC 2.x:n kehityksensä ja EGCS:sta tuli virallinen GCC huhtikuussa 1999.[12]

GCC:n versio 4.2.1 oli viimeinen, joka julkaistiin GPL-lisenssin versiolla 2. Myöhemmät versiot käyttävät lisenssin versiota 3.[13]

GCC:n toteutusta on muutettu C-kielestä C++:n alijoukolle: tavoitteena on säilyttää yhteensopivuus edeltävään versioon sekä mahdollisuus kääntää GCC muilla kääntäjillä.[14]

Versio 7.1 lisää tuen C++17-standardin kaikille ominaisuuksille.[15] Versio 14.1 sisältää tukea useille C++26-standardin ominaisuuksille. Oletuksena GCC 14 käyttää vielä C++17-standardia.[16][17]

Tekniikka

muokkaa
 
Yleiskuva GCC:n käyttämistä ohjelmista. Käännöksen aikana käytetään varsinaisen kääntäjän lisäksi esikääntäjää, assembleria ja linkkeriohjelmaa.
 
GCC käyttää kolmivaiheista arkkitehtuuria, jolla se tukee useita ohjelmointikieliä ja useita suorittimia.

GCC sisältää useita edustaosia (engl. front end) eri kieliä varten ja taustaosia (engl. back end) kohdesuorittimia varten.[18][19][20] GCC käyttää käännöksen aikana kolmea välikieltä: GENERIC, GIMPLE ja RTL. GENERIC on kielestä riippumaton muoto, jota jokainen edustaosa tuottaa. GCC:n välivaihe (engl. middle end) käsittelee GIMPLE-välikieltä, jossa jokaisessa ilmaisussa voi olla enintään kolme operandia. GIMPLE:stä tehdään SSA-muoto, johon sovelletaan ohjelman optimointia, ja muunnetaan takaisin GIMPLE-muotoon taustaosaa varten.[21][22][23][24][25] SSA-muoto (Static Single Assignment) on tarkoitettu tietovuon ja ohjelman ohjausvuon optimointiin.[26][27] RTL (Register Transfer Language) on lähellä varsinaista käskyä ja viimeinen välikieli käännöksessä.[28]

Kielituki

muokkaa

GCC sisältää tuen C-kielen eri standardiversioille sekä GNU-laajennuksille kieleen: versiossa 12.2.0 oletuksena käytössä on gnu17-versio (C18 GNU-laajennuksilla).[29] C90-versio on tuettu teknisien korjausten kanssa (Technical Corrigenda, 1994 ja 1996) ja vuonna 1995 julkaistu laajennettu versio (Amendment 1). C99-versio on tuettu teknisien korjauksien kanssa (2001, 2004 ja 2007). C11-versio on tuettu ja C17-version korjauksien kanssa.[29] Kääntäjässä on myös useita laajennuksia, jotka eivät ole mukana ISO-standardissa.[30]

C++-kielen versiot C++98, C++11, C++14, C++17 ja C++20 ovat tuettuja.[29]

Objective-C versio 1.0 on tuettu, jonka lisäksi joukko 2.0:n ominaisuuksia on tuettu. Lisäksi Objective-C++ on tuettu.[29]

Go-kielen Go 1 -versio on tuettu GCC:n versiosta 4.7.1 lähtien.[29]

GCC tukee D 2.0 -kieltä.[29]

Alustat

muokkaa

GCC:tä voidaan käyttää ristiinkääntäjänä, jolloin käännösympäristönä voi olla eri alusta kuin varsinainen kohdealusta.[31] Kohde voi olla esimerkiksi pelikonsoli (kuten PlayStation 2).[32][33]

GCC on kehitetty ja tukee pääasiallisesti POSIX-yhteensopivia alustoja (Linux ja muut Unixin kaltaiset käyttöjärjestelmät), mutta se on siirretty myös useille muille alustoille.[34][35] GCC:stä on julkaistu epävirallisia käännöksiä muun muassa AIX, HP-UX, DOS (DJGPP), macOS ja Microsoft Windows (MinGW ja Cygwin) -alustoille.[36] Apple poisti vaiheittain kaikki GNU GPL -lisensoidut ohjelmistot OS X -käyttöjärjestelmästä (nykyisin nimellä macOS) ja on ottanut käyttöönsä LLVM:n.[37][38][39]

Arkkitehtuurit

muokkaa

GCC:n kohdesuorittimet versiosta 4.3 lähtien:

Vähemmän tunnettuja suorittimia joita tuetaan vakiojulkaisussa:

Lisää suorittimia tuetaan versioissa, joita ylläpidetään erillään GNU-projektin versiosta:

Lähteet

muokkaa
  1. a b c http://www.gnu.org/software/gcc/releases.html
  2. GCC 14.1 Released, (viitattu ). Tieto on haettu Wikidatasta.
  3. https://gcc.gnu.org/gcc-8/changes.html#go
  4. https://gcc.gnu.org/gcc-9/changes.html#d
  5. https://gcc.gnu.org/gcc-7/changes.html#java
  6. Michael Larabel: GCC Rust "gccrs" Code Merged Into Mainline GCC 13 phoronix.com. 13.12.2022. Viitattu 13.12.2022. (englanniksi)
  7. GCC 13 and the state of gccrs rust-gcc.github.io. 24.4.2023. Viitattu 25.4.2023. (englanniksi)
  8. Michael Larabel: Modula-2 Language Frontend Merged Into GCC 13 phoronix.com. 14.12.2022. Viitattu 15.12.2022. (englanniksi)
  9. a b Gnu's Bulletin (sivu 10) web.cecs.pdx.edu. helmikuu 1986. Viitattu 15.1.2020. (englanniksi)
  10. Richard Stallman: The GNU Project gnu.org. Viitattu 7.3.2020. (englanniksi)
  11. http://groups.google.com/group/comp.lang.misc/msg/32eda22392c20f98
  12. Reunification gcc.gnu.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  13. https://web.archive.org/web/20120120133433/http://kerneltrap.org/node/13975
  14. GCC's move to C++ lwn.net. 13.3.2013. Viitattu 29.2.2020. (englanniksi) 
  15. GCC 7.1 Released LWN.net. 2.5.2017. Viitattu 8.5.2017.
  16. GCC 14.1 Released lwn.net. Viitattu 17.7.2024. (englanniksi)
  17. Marek Polacek: New C++ features in GCC 14 developers.redhat.com. 15.5.2024. Viitattu 17.7.2024. (englanniksi)
  18. GCC Front Ends gcc.gnu.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  19. Writing a GCC back end kristerw.blogspot.com. 4.8.2017. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  20. Tom Tromey: Writing a GCC Front End linuxjournal.com. 6.4.2005. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  21. 12 GIMPLE gcc.gnu.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  22. Introduction to Gimple IR (PDF) cse.iitb.ac.in. heinäkuu 2009. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  23. 13 Analysis and Optimization of GIMPLE tuples gcc.gnu.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  24. 13 Analysis and Optimization of GIMPLE tuples gcc.gnu.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  25. 11 GENERIC gcc.gnu.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  26. 13.3 Static Single Assignment gcc.gnu.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  27. Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control Dependence Graph cs.utexas.edu. 1991. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  28. 14 RTL Representation gcc.gnu.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  29. a b c d e f 2 Language Standards Supported by GCC gcc.gnu.org. Viitattu 28.11.2022. (englanniksi)
  30. 6 Extensions to the C Language Family gcc.gnu.org. Viitattu 20.1.2024. (englanniksi)
  31. How to Build a GCC Cross-Compiler preshing.com. 19.11.2014. Viitattu 10.2.2020. (englanniksi)
  32. setting up gcc as a cross-compiler ps2stuff.playstation2-linux.com. Arkistoitu . Viitattu 10.2.2020. (englanniksi)
  33. 32-bit life support: Cross-compiling with GCC opensource.com. Viitattu 10.2.2020. (englanniksi)
  34. GCC wiki.osdev.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  35. GCC Definition linfo.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  36. Installing GCC: Binaries gcc.gnu.org. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  37. Apple’s GPLv3 purge meta.ath0.com. 5.2.2012. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  38. LLVM Users Arkistoitu . Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  39. Why Clang lists.freebsd.org. 20.6.2012. Viitattu 16.4.2024. (englanniksi)
  40. GCC 14 Release Series gcc.gnu.org. Viitattu 12.4.2024. (englanniksi)
  41. Hexagon Project Wiki codeaurora.org. Arkistoitu 24.12.2013. Viitattu 10.2.2020.
  42. sx-gcc: port gcc to nec sx vector cpu code.google.com.

Kirjallisuutta

muokkaa

Aiheesta muualla

muokkaa