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| GCC |
| 辞書：電算用語の基礎知識 ローカルアプリ一般編 (PNAPLLI) |
| 読み：ジースィースィー |
| 外語：GCC: GNU Compiler Collection |
| 品詞：固有名詞 |
GNUのコンパイラーコレクション。実行ファイル名は小文字でgccである。
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| 情報 |
| 概要 |
Cだけでなく早い時期からC++にも対応していたが、次のようなプログラミング言語に対応している。
もともとGCCは「GNU C Compiler」の略であったが、1999(平成11)年4月、GCCから分岐したプロジェクトEGCSを運営するGCC Steering CommitteeがFSFより正式にGCCのメンテナンスを引き継いだ際、既にC以外の言語のコンパイルが可能ということから、GNU Compiler Collectionの略称に改めた。
| 特徴 |
| 性能 |
多機能、高性能なソフトウェアで、多くのUNIXで使用されている。
様々なアーキテクチャーにも対応している。
Sun MicrosystemsのSolarisなどのように標準でCコンパイラーなどの開発環境が付いてこないオペレーティングシステムでは、コンパイラーを含めた開発環境をGNUシリーズで揃えてしまう人も珍しくない。
最適化の性能も、clang/LLVMが登場するまではフリーソフトウェアの中では優秀な方だった。
| 構造 |
一般的なコンパイラーと同様、「フロントエンド」と「バックエンド」で構成され、更にバックエンドは「コードジェネレーター(コード生成部)」と「オプティマイザー(最適化部)」に分かれている。
フロントエンドで、プログラミング言語の字句解析や構文解析を行なう。これが、対応言語ごとに用意されることになる。
バックエンドは全言語共通で、環境(CPUやOSなど)に応じたバイナリを作ることになる。
そして、フロントエンドとバックエンドとのやりとりに、RTL(Register Transfer Language)と呼ばれる中間言語を使用する。
| 独自機能 |
GCCは、CやC++に限ってみても、言語の標準仕様に対して独自の新機能を多数搭載している。この機能が、後に標準仕様に取り込まれることもある。
以下は、代表的な独自機能の例(順不同)。
| ビルトイン関数 |
GCCには様々なビルトイン関数が用意されており、殆どは __builtin_ から始まる関数名となっている。
これらは、GCCの利便性の向上やC/C++の要求仕様を実装するためのもの、あるいはGCCへの依存性を高めGCCへの囲い込みを強めることを意図したものと考えることができる。なお、これら関数は当然、次世代コンパイラーclang/LLVMでも実装されたため、clang/LLVMへの移行には支障がない。
関数の一覧は、「Other Built-in Functions Provided by GCC
」に記載がある(以下、順不同)。
三項演算子と同等の機能をもつ関数
ISO C11のマクロ、CMPLXF、CMPLX、CMPLXLの実装用
プリプロセッサーの __LINE__ マクロに相当
プリプロセッサーの __FUNCTION__ マクロに相当
プリプロセッサーの __FILE__ マクロに相当
ISO Cマクロ HUGE_VAL 実装用
C99 fpclassify機能実装用
C99 nan機能実装用
xを2進数にしたとき最初に1となるビット位置を返す。つまり、__builtin_ffs(x) = 1 + __builtin_ctz(x) が成り立つ
xを2進数にしたときの頭の0の数を返す
xを2進数にしたときの末尾の0の数を返す
xを2進数にしたときの頭の最上位ビットと同じビットの数を返す
xを2進数にしたとき、ビットが1となるビットの数を返す
xのパリティを返す。つまり、__builtin_parity(x) = __builtin_popcount(x) % 2 が成り立つ
累乗を得る。pow関数とは異なり、精度と丸めについての保証がない
| 補足 |
| 功績 |
フリーのPC UNIXが現存するのも、GCCあってこそである。FreeBSDなどのBSDや、Linuxなどは、古くからGCCに依存して成長してきた。
また、様々な環境用のバイナリが出力できるため、クロス開発で使われることも多い。
| 沿革 |
Richard StallmanがGCC開発に着手したのは1985(昭和60)年である。当初はPastelと呼ばれるPascalの拡張言語で書かれ、これが後にCで書き直された。GNUのコンパイラーとして始めて公開されたのは1987(昭和62)年である。
GCC 2.xからバザール形式での開発が始まり改良と拡張が続き、1994(平成6)年にリリースされた4.4BSDでも標準のコンパイラーとして採用された(4.3BSDまではPortable C Compiler)。
1999(平成11)年4月に、正式にGCC Steering CommitteeにGCCのメンテナンスが引き継がれた。これ以降、この委員会が開発していた拡張版GCCのEGCSがGCCと呼ばれるようになっている。
現在GCCは、GCC Steering Committeeの指導の下で、様々なプログラマーグループによって維持されている。
そんなGCCも、大規模化しCで記述されたもののメンテナンスも大変になったらしく、遂にC++で書き換えるcxx-conversionブランチができ、2012(平成24)年に無事にC++への書き換えに成功したという。いずれ正式バージョンもC++化されたものとなるのだろう。
| GCC離れ |
GCCはGPLでライセンスされているが、これが唯一にして最大の問題点である。商用開発で触れるには危険なライセンスだからである。
GCC 4.2.2以降は、GPLv3にライセンスが変更されたため、更に問題は悪化した。
GPLv3以降、特に企業を中心に、GPL系フリーソフトウェアへの協力者が大幅に減ることになる。
BSDではGPL排除に熱心な活動が続けられており、GPL汚染を避けるための防疫処置も行なわれている。
特にGPL排除に熱心なOpenBSDでは、4.3BSD時代にも使われたBSDライセンスのPortable C Compiler(PCC)の改良版に関心を寄せている。
FreeBSDはGPLv2でライセンスされた最終版GCC 4.2.1を長く使用している。アプライアンス用途への採用も多いFreeBSDはGPLv3ツールの同梱に難色を示しており、デフォルトコンパイラーをGCCからBSDライセンスとほぼ同じclang/LLVMへ置き換える作業を進めた。
LLVMでは、GCC4から作られたフロントエンドllvm-gccも使うことができたが、あまり人気はなく、今ではサポートされていない。
長くGCCの敵はなかった。GCCは必要十分かつ強力なコンパイラーだったためである。
そんなGCC開発者はC/C++に飽きたらしく、Javaがオワコンというのは世界の共通認識と一致するものの、次の力の入れ先がなぜか「Go」だった。
さて、AppleはObjective-Cを愛用しているが、GCCはこれに力を余り注がず、その上あろう事かGPLv3にライセンスを変更したためAppleは激怒、遂に本気を出して新しいC/C++コンパイラーを作り出してしまった。
本気のAppleが実用化させた、GCCにとっての最強の敵はclang/LLVMだった。しかもこれはGPLではなく、BSDライセンス相当のソフトウェアである。
本気になったAppleからの資金や技術者の投入は生半可ではなく、登場から10年以上の歴史を持つGCCを僅か数年で凌駕し、あっという間に性能で追い抜いてしまった。Appleは「GCCはオワコン」と述べており、Appleの統合開発環境(IDE)であるXcodeも、4以降はllvmがデフォルトになり、gccはllvm-gccのシンボリックリンクに置き換わり、後のバージョンではgccは綺麗に削除された。
GCCは、ある日突然出てきたコンパイラーに、あっけなく負けたのである。
GCCは、毎年3月から5月頃に新バージョンを公開している。
2014(平成26)年4月22日にGCC 4.9が公開され、C++14のドラフト(n3797)に対応した。
しかしAppleによるclangはGCCに先んじ、2013(平成25)年12月に公開(clang/LLVMとしては2014(平成26)年1月に公開)されたclang 3.4でC++14のドラフト(n3797)完全対応を達成している。clang/LLVMの開発力はGCCを上回っており、GCCを過去の遺物だとするAppleの言い分は決して驕りや荒唐無稽な主張でないことが分かる。
このようにしてclangも完成度が高まったことから、FreeBSDは、FreeBSD 10.0からはGCCを削除してclang/LLVMに移行、脱GPLを達成した。FreeBSD派生のDragonFly BSDもDragonFly BSD 3.8からclang/LLVMに移行した。また、OpenBSDも近い将来にclang/LLVMに移行する計画である。
NetBSDはまだ定かではないが、clang/LLVMでのビルドは可能なようになっている。
| 版の特徴 |
ここ近年は、ほぼ1年おき、3月から5月頃に新しいバージョンを公開している。
| GCC 5 |
メジャーバージョンアップ。5系最初の版は5.1である。この頃にはclang/LLVMとの性能差は歴然となっている。
このバージョンから、デフォルトのCバージョンが-std=gnu89(C89ベース)から-std=gnu11(C11ベース)に変更された。
| GCC 4.9 |
2014(平成26)年4月22日にリリースされたバージョン。
clang/LLVMより遅れたが、C++14に対応した。
| GCC 4.8 |
2013(平成25)年3月22日にリリースされたバージョン。
ISO C++11対応強化、ISO C++14の幾つかの機能に対応開始、Go 1.1.2完全対応 (GCC 4.8.2)などを特徴とする。
| GCC 4.7 |
2012(平成24)年3月22日にリリースされたバージョン。
このバージョンから、ナショナルセミコンダクターのCR16や、TIのC6Xなどのプロセッサーへの対応が開始された。
| GCC 4.6 |
2011(平成23)年3月25日にリリースされたバージョン。
GCC 4.6.0では、次に挙げるようなObjective-C 2.0の新機能に対応した。
このほか、Go言語への対応や、__float128データ型への対応なども行なわれている。
| GCC 4.5 |
生成コードのパフォーマンス改善に焦点を当てて開発されたとしているバージョン。
このリリースからビルドに、従来のGNU GMPライブラリ、GNU MPFRライブラリに加えて、GNU MPCライブラリが必要となった。
| GCC 4.4 |
graphiteブランチで開発されてきた最適化機構が正式に取り込まれた。for文やwhile文の繰り返し箇所で、ループ順を入れ替えるなどで高速化する。
GCC 4.2対応したOpenMPは、GCC 4.4でOpenMP 3.0対応となった。
| GCC 4.3 |
Intel Core 2やAMD Geodeプロセッサーへの対応を強化したバージョン。
このバージョンからSSE4(SSE4.1、SSE4.2)に対応した。
| GCC 4.2 |
OpenMP(gomp)への対応を最大の特徴とするバージョン。マルチコア化が進む昨今のプロセッサーへの対応として、pthreadと共に普及する機能とみられる。
GCC 4.2.1まではGPLv2だが、GCC 4.2.2以降はGPLv3となり、企業での採用が嫌忌された結果、FreeBSDほかでも不採用となった。
| GCC 4.1 |
Fortran 95の対応強化を最大の特徴とするバージョンであるらしい。
| GCC 4.0 |
メジャーバージョンアップとなり、バージョン4となった。
このバージョンから、最適化フレームワークTREE-SSAが導入された。
| GCC 3 |
バージョンのみ記載
| GCC 2 |
バージョンのみ記載
現在GNUのファイルサーバーから入手できる最古のGCCが2.95である。
| リンク |
GNU Compiler Collection
GNU
コンパイラー
glibc
g++
Low Level Virtual Machine
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