ชุดแปลโปรแกรมของกนู

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

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

แหล่งข้อมูลอื่น 
 เว็บไซต์ GCC

โครงการกนู
ซอฟต์แวร์เสรี
คอมไพเลอร์