GCC (GNU Compiler Collection)

GCC je klíčová součást projektu GNU. Původně vznikl v roce 1987 pod taktovkou Richarda Stallmana jako „GNU C Compiler“, protože v té době dokázal překládat pouze jazyk C. Dnes je to modulární systém, který podporuje desítky jazyků a procesorových architektur.

1. Podporované jazyky a platformy

Ačkoliv se nejčastěji používá pro C a C++, GCC obsahuje front-endy pro mnoho dalších jazyků:

C++, Objective-C, Objective-C++
Fortran (pro vědecké výpočty)
Ada
Go
D

Z hlediska hardwaru je GCC „králem přenositelnosti“. Podporuje vše od starých mainframů po moderní mobilní procesory ARM a mikrokontroléry.

2. Jak probíhá kompilace (Fáze překladu)

Přeměna lidsky čitelného kódu na binární soubor není jeden skok, ale proces o čtyřech krocích:

1. **Preprocessing (Preprocesor):** Zpracuje direktivy začínající mřížkou (např. ''#include'' nebo ''#define''). Výsledkem je jeden velký textový soubor.
2. **Compilation (Kompilace):** Přeloží kód v C/C++ do jazyka symbolických adres ([[Assembly Language]]).
3. **Assembly (Sestavení):** Assembler převede kód do strojového (binárního) kódu – vznikají tzv. **objektové soubory** (.o).
4. **Linking (Sestavení/Linkování):** Linker spojí objektové soubory a systémové knihovny (jako [[glibc]]) do jednoho spustitelného souboru.

3. Klíčové parametry a přepínače

Práce s GCC v Bashi obvykle probíhá přes příkazovou řádku. Zde jsou ty nejdůležitější parametry:

Přepínač	Význam
-o <jmeno>	Určuje název výsledného spustitelného souboru.
-Wall	Zapne „všechna“ varování (velmi doporučeno pro čistý kód).
-O2 / -O3	Úrovně optimalizace. Vyšší číslo znamená rychlejší program, ale delší kompilaci.
-g	Přidá do souboru ladicí informace (potřebné pro program gdb).
-std=	Určuje verzi standardu (např. `-std=c++20`).

Příklad příkazu:

gcc -O2 -Wall muj_program.c -o spustitelny_soubor

4. Architektura GCC

GCC je rozděleno na tři části, což umožňuje snadné přidávání nových jazyků nebo procesorů:

Frontend: Rozumí konkrétnímu jazyku (C, Fortran) a převede ho do univerzálního mezikódu zvaného GIMPLE.
Middle-end: Provádí optimalizace nezávislé na procesoru.
Backend: Generuje kód pro konkrétní procesor (x86, ARM, RISC-V).

5. GCC vs. LLVM/Clang

V posledních letech získalo GCC silnou konkurenci v podobě projektu LLVM (Clang).

Vlastnost	GCC	LLVM / Clang
—	—	—
Licence	GPL (přísně svobodná)	Apache/BSD (volnější)
Rychlost kompilace	Často pomalejší	Obvykle rychlejší
Chybové hlášky	Historicky stručné	Velmi srozumitelné a barevné
Optimalizace	Špičková, často nejlepší výsledný kód	Skvělá, ale v některých případech mírně za GCC

—

Zajímavost: GCC je „self-hosting“. To znamená, že moderní verze GCC jsou napsány v C++ a k jejich přeložení potřebujete dřívější verzi GCC. Je to klasický problém „slepice nebo vejce“, který se řeší tzv. bootstrappingem.

Související: C++, glibc, Linux, Assembly Language, Bash