ชุดแปลโปรแกรมของกนู

ชุดแปลโปรแกรมของกนู (อังกฤษ: GNU Compiler Collection) หรือเรียกโดยย่อว่า จีซีซี (อังกฤษ: GCC) เป็นชุดโปรแกรมแปลโปรแกรมสำหรับแปลภาษาโปรแกรมต่าง ๆ พัฒนาโดยโครงการกนู (GNU) และแจกจ่ายเป็นซอฟต์แวร์เสรีภายใต้สัญญาอนุญาตแบบ GPL และ LGPL โดยชุด GCC ถือว่าเป็นชุดคอมไพเลอร์มาตรฐานในระบบปฏิบัติการแบบยูนิกซ์ อย่างเช่น ลินุกซ์ หรือ Mac OS X เป็นต้น

GNU Compiler Collection

ผู้พัฒนา	โครงการกนู
รุ่นล่าสุด	8.2 / 26 กรกฎาคม พ.ศ. 2561
ระบบปฏิบัติการ	หลายระบบปฏิบัติการ
ประเภท	คอมไพเลอร์
สัญญาอนุญาต	GPL
เว็บไซต์	gcc.gnu.org

ชื่อเดิมของ GCC คือ GNU C Compiler เนื่องจากในระยะแรกถูกพัฒนาขึ้นเป็นคอมไพเลอร์ของภาษาซีเท่านั้น แต่ในภายหลังเมื่อได้พัฒนาให้สนับสนุนภาษาโปรแกรมอื่นๆ มากขึ้น จึงเปลี่ยนชื่อเพื่อให้สื่อครอบคลุมความหมายมากกว่าเดิม

ภาพรวม

GCC เริ่มพัฒนาใน ค.ศ. 1985 โดยริชาร์ด สตอลแมน ซึ่งเขาเริ่มจากการแปลงคอมไพเลอร์ของภาษา Pastel (ส่วนขยายของภาษาปาสกาล) ให้ใช้กับภาษาซีได้ GCC ถูกเขียนขึ้นมาใหม่อีกครั้งโดยใช้ภาษาซีทั้งหมด เพื่อเป็นคอมไพเลอร์สำหรับภาษาซีและเป็นส่วนสำคัญของโครงการกนูในยุคแรก ซึ่งทิศทางการพัฒนากำหนดโดย Free Software Foundation

ใน ค.ศ. 1997 กลุ่มนักพัฒนา GCC จำนวนหนึ่งไม่พอใจการพัฒนาของ GCC สายหลักที่ล่าช้า จึงแยกตัวออกมาพัฒนา EGCS (Experimental/Enhanced GNU Compiler System) ทำให้การพัฒนาเกิดขึ้นรวดเร็วกว่า GCC เดิมมาก ในปี ค.ศ. 1999 EGCS กลายมาเป็น GCC เวอร์ชันหลักแทน GCC เก่าในท้ายที่สุด

นอกจากจะเป็นคอมไพเลอร์มาตรฐานบนระบบปฏิบัติการแบบยูนิกซ์แล้ว GCC ยังถูกนำมาแปลงให้ใช้ได้บนระบบปฏิบัติการอื่นๆ เช่น NeXTSTEP และ Mac OS X รวมถึงระบบฝังตัวอื่นๆ เช่น Symbian, PlayStation และ Dreamcast เป็นต้น

ภาษาโปรแกรมที่สนับสนุน

ในชุดคอมไพเลอร์มาตรฐานเวอร์ชัน 4.3 สนับสนุนภาษาโปรแกรมดังต่อไปนี้

• C
• C++ (G++)
• จาวา (GCJ)
• Ada (GNAT)
• Objective-C
• Objective-C++
• Fortran (GFortran)

นอกจากนี้ยังสนับสนุนภาษาโปรแกรมอื่นๆ เพิ่มเติม แต่ไม่ได้รวมอยู่ในชุดคอมไพเลอร์มาตรฐาน

• Modula-2
• Modula-3
• Pascal
• PL/I
• D
• Mercury
• VHDL

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ที่สนับสนุน

โพรเซสเซอร์ที่สนับสนุนโดย GCC รุ่น 4.3 ได้แก่

• Alpha
• ARM
• Atmel AVR
• Blackfin
• HC12
• H8/300
• IA-32 (x86)
• x86-64
• IA-64
• Motorola 68000
• MIPS
• PA-RISC
• PDP-11
• PowerPC
• R8C/M16C/M32C
• SPU
• System/390/zSeries
• SuperH
• SPARC
• VAX

โพรเซสเซอร์อื่นที่สนับสนุนได้แก่:

• A29K
• ARC
• ETRAX CRIS
• D30V
• DSP16xx
• FR-30
• FR-V
• Intel i960
• IP2000
• M32R
• 68HC11
• MCORE
• MMIX
• MN10200
• MN10300
• Motorola 88000
• NS32K
• ROMP
• Stormy16
• V850
• Xtensa
• AVR32

โพรเซสเซอร์อื่นที่สนับสนุนโดย GCC แต่การพัฒนาและบำรุงรักษา แยกจากรุ่นของ FSF:

• D10V
• MeP
• MicroBlaze
• MSP430
• Nios II และ Nios
• PDP-10
• TIGCC (Motorola 68000 variation)
• Z8000

โครงสร้างการทำงาน

GCC ทำงานโดยใช้บรรทัดคำสั่ง ผู้ใช้มักเรียกโปรแกรมโดยการเรียกโปรแกรมที่ชื่อ gcc พร้อมทั้งใส่ตัวเลือกต่างๆ ทางพารามิเตอร์ในบรรทัดคำสั่ง โปรแกรมนี้จะวิเคราะห์ภาษาที่ใช้จากนามสกุลของไฟล์ แล้วเรียกพรีโพรเซสเซอร์, คอมไพเลอร์, แอสเซมเบลอร์ และ ลิงเกอร์ มาทำงานตามลำดับ แต่ผู้ใช้สามารถสั่งให้ทำงานเฉพาะบางขั้นตอนข้างบนจากพารามิเตอร์ได้

พรีโพรเซสเซอร์ ที่ใช้เป็นโปรแกรมหนึ่งใน GCC มีชื่อว่า cpp เรียกใช้ก็ต่อเมื่อจะคอมไพล์โปรแกรมที่เขียนในบางภาษา เช่น C หรือ C++ เป็นต้น

ใน GCC แยกคอมไพเลอร์แต่ละภาษาออกเป็นคนละโปรแกรม ตัวอย่างเช่น คอมไพเลอร์ภาษา C จะเป็นโปรแกรมที่ชื่อ cc1 โครงสร้างภายในคอมไพเลอร์แต่ละภาษาแบ่งเป็นสามส่วนเหมือนกัน ได้แก่ ฟรอนต์เอ็นด์ (frontend) มิดเดิลเอ็นด์ (middle-end) และ แบ็คเอ็นด์ (backend)

• ฟรอนต์เอ็นด์ ทำหน้าที่อ่านไฟล์ที่ผ่านการประมวลผล พรีโพรเซสเซอร์ แล้วตีความหมาย ตรวจสอบหาข้อผิดพลาด และสร้างโครงสร้างข้อมูลที่ชื่อ GENERIC ซึ่งมีรูปแบบ abstract syntax tree (AST) ฟรอนต์เอ็นด์นี้เป็นส่วนของคอมไพเลอร์ที่ขึ้นกับภาษา
• มิดเดิลเอ็นด์ ทำหน้าที่แปลง GENERIC เป็นอีกโครงสร้างหนึ่งที่ชื่อ GIMPLE ซึ่งลดรูปโครงสร้างต่างๆ เช่น ลูป for, while ให้เหลือเพียง if และ goto แล้วแปลงเข้ารูปแบบ static single assignment (SSA) สุดท้ายสร้างโครงสร้างข้อมูลที่ชื่อ Register Transfer Language (RTL) ซึ่งในแต่ละขั้นตอนการแปลข้างบน ก็มีการทำ ออพติไมซ์ (optimize) เพื่อให้โปรแกรมที่ได้ทำงานเร็วขึ้น ส่วนนี้ของคอมไพเลอร์ไม่ขึ้นกับภาษาหรือสถาปัตยกรรมที่ใช้
• แบ็คเอ็นด์ แปลง RTL ไปเป็นโปรแกรมภาษาแอสเซมบลี ส่วนนี้ขึ้นกับสถาปัตยกรรมที่จะคอมไพล์

ส่วน แอสเซมเบลอร์ และ ลิงเกอร์ นั้นไม่รวมอยู่ในชุดโปรแกรม GCC ในระบบกนูโปรแกรมทั้งสองจะอยู่ในอีกชุดโปรแกรมหนึ่ง คือ binutils แอสเซมเบลอร์ ทำหน้าที่แปลภาษาแอสเซมบลี เป็นภาษาเครื่อง ในขณะที่ ลิงเกอร์ ทำหน้าที่รวมไฟล์ภาษาเครื่อง ซึ่งอาจมีหลายไฟล์ และไลบรารีเข้าด้วยกัน เป็นโปรแกรมที่สมบูรณ์สามารถทำงานได้

อ้างอิง

1. "GCC Front Ends". สืบค้นเมื่อ 2008-05-11.
2. "GCC Command Options". สืบค้นเมื่อ 2008-05-11.
3. "The Conceptual Structure of GCC". สืบค้นเมื่อ 2008-05-11.
4. "GCC 4.0.2 - The Implementation". สืบค้นเมื่อ 2008-05-11.

แหล่งข้อมูลอื่น

• เว็บไซต์ GCC