ชุดคอมไพเลอร์ GNU
ภาพหน้าจอแสดงการคอมไพล์ซอร์สโค้ดของ GCC 10.2
ผู้เขียนต้นฉบับ	ริชาร์ด สตอลล์แมน
นักพัฒนา	โครงการ GNU
ปล่อย	22 มีนาคม พ.ศ. 2530 [ 1 ] ( 22 มีนาคม 1987 )
เวอร์ชันเสถียร	16.1 [ 2 ]  / 30 เมษายน 2569 ( 30 เมษายน 2569 )
เขียนเป็น	C , C++ [ 3 ]
ระบบปฏิบัติการ	ข้ามแพลตฟอร์ม
แพลตฟอร์ม	GNUและอื่นๆ อีกมากมาย
ขนาด	~15 ล้านLOC [ 4 ]
มีจำหน่ายใน	ภาษาอังกฤษ
พิมพ์	คอมไพเลอร์
ใบอนุญาต	GPLv3+พร้อมข้อยกเว้นไลบรารีรันไทม์ GCC [ 5 ]
เว็บไซต์	gcc .gnu .org
ที่เก็บข้อมูล	gcc.gnu.org/git/gcc.git​​​​​

GNU Compiler Collection ( GCC ; เดิมชื่อGNU C Compiler ) เป็นชุดคอมไพเลอร์จากโครงการ GNUที่รองรับภาษาโปรแกรมสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์และระบบปฏิบัติการ ต่างๆ มูลนิธิซอฟต์แวร์เสรี (FSF) แจกจ่าย GCC เป็นซอฟต์แวร์เสรีภายใต้สัญญาอนุญาตสาธารณะทั่วไปของ GNU (GNU GPL) GCC เป็นส่วนประกอบสำคัญของชุดเครื่องมือ GNUซึ่งใช้สำหรับโครงการส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับGNUและเคอร์เนล Linuxด้วยโค้ดประมาณ 15 ล้านบรรทัดในปี 2019 GCC จึงเป็นหนึ่งในโปรแกรมเสรีที่ใหญ่ที่สุดที่มีอยู่^{[ 4 ]}มันมีบทบาทสำคัญในการเติบโตของซอฟต์แวร์เสรีทั้งในฐานะเครื่องมือและตัวอย่าง

เมื่อ GCC 1.0 เปิดตัวครั้งแรกในปี 1987 โดยRichard Stallman มันถูกตั้งชื่อว่า GNU C Compilerเนื่องจากมันรองรับเฉพาะภาษาโปรแกรม Cเท่านั้น^{[ 1 ]} ต่อมา ได้มีการขยายให้สามารถคอมไพล์C++ ได้ ในเดือนธันวาคมของปีนั้น ต่อมาได้มีการพัฒนา ส่วนหน้าสำหรับObjective-C , Objective-C++ , Fortran , Ada , Go , D , Modula-2 , Rust , COBOLและALGOL 68เป็นต้น^{[ 6 ]} นอกจากนี้ คอมไพ เลอร์ C และ C++ ยังรองรับข้อกำหนดOpenMP และOpenACC อีกด้วย ^{[ 7 ] [ 8 ]}

นอกจากจะเป็นคอมไพเลอร์อย่างเป็นทางการของระบบปฏิบัติการ GNUแล้ว GCC ยังได้รับการยอมรับให้เป็นคอมไพเลอร์มาตรฐานโดยระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์แบบ Unix สมัยใหม่อื่นๆ อีกมากมาย รวมถึงการแจกจ่ายLinux ส่วนใหญ่ ระบบปฏิบัติการตระกูล BSD ส่วนใหญ่ ก็เปลี่ยนมาใช้ GCC ไม่นานหลังจากที่เปิดตัว แม้ว่าหลังจากนั้นFreeBSDและApple macOSจะเปลี่ยนไปใช้ คอม ไพเลอร์Clang ^{[ 9 ]}ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากเหตุผลด้านลิขสิทธิ์^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]} GCC ยังสามารถคอมไพล์โค้ดสำหรับระบบปฏิบัติการที่เข้ากันได้ กับ Windows , Android , iOS , Solaris , HP-UX , AIXและMS-DOS ได้อีกด้วย ^{[ 13 ]}

GCC ได้รับการพอร์ตไปยังแพลตฟอร์มและสถาปัตยกรรมชุดคำสั่งมากกว่าคอมไพเลอร์อื่น ๆ และถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในฐานะเครื่องมือในการพัฒนาซอฟต์แวร์ทั้งแบบโอเพนซอร์สและแบบกรรมสิทธิ์ นอกจากนี้ GCC ยังพร้อมใช้งานสำหรับระบบฝังตัว หลายระบบ รวมถึงชิปที่ใช้ ARMและPower ISA ด้วย

ในช่วงปลายปี 1983 ในความพยายามที่จะเริ่มต้นระบบปฏิบัติการGNU ริชาร์ด สตอลล์แมนได้ขอ อนุญาตจาก แอนดรูว์ เอส. ทาเนนบอมผู้เขียนAmsterdam Compiler Kit (หรือที่รู้จักกันในชื่อFree University Compiler Kit ) เพื่อใช้ซอฟต์แวร์นั้นสำหรับ GNU เมื่อทาเนนบอมแจ้งเขาว่าตัวคอมไพเลอร์เองนั้นไม่ฟรี แต่เป็นเพียงของมหาวิทยาลัยเท่านั้น สตอลล์แมนจึงตัดสินใจที่จะทำงานกับคอมไพเลอร์ตัวอื่น^{[ 14 ]}แผนเริ่มต้นของเขาคือการเขียนคอมไพเลอร์ที่มีอยู่แล้วจากLawrence Livermore National Laboratoryสำหรับ ภาษา Pastel ขึ้นใหม่ โดยเขียนด้วยภาษา Pastel เอง ด้วยความช่วยเหลือจากเลน ทาวเวอร์และคนอื่นๆ^{[ 15 ] [ 16 ]}สตอลล์แมนเขียนส่วนหน้า C ใหม่สำหรับคอมไพเลอร์ของลิเวอร์มอร์ แต่แล้วก็ตระหนักว่ามันต้องการพื้นที่สแต็กหลายเมกะไบต์ ซึ่งเป็นไปไม่ได้ใน ระบบ Unix 68000ที่ไม่อนุญาตให้มีพื้นที่สแต็กมากกว่า 64 KB และสรุปว่าเขาจะต้องเขียนคอมไพเลอร์ใหม่ตั้งแต่ต้น^{[ 15 ]}ไม่มีโค้ดคอมไพเลอร์ Pastel ใดถูกนำไปใช้ใน GCC เลย แม้ว่า Stallman จะใช้ส่วนหน้า C ที่เขาเขียนไว้ใน Pastel ก็ตาม^{[ 15 ] [ 17 ]}

GCC เปิดตัวครั้งแรกเมื่อวันที่ 22 มีนาคม พ.ศ. 2530 โดยสามารถดาวน์โหลดได้ทางFTPจากMIT ^{[ 18 ]} Stallman ถูกระบุว่าเป็นผู้เขียน แต่ได้อ้างถึงผู้อื่นสำหรับการมีส่วนร่วมของพวกเขา รวมถึง Tower สำหรับ "ส่วนต่างๆ ของตัวแยกวิเคราะห์ ตัวสร้าง RTL คำจำกัดความ RTL และคำอธิบายเครื่อง Vax" Jack Davidson และChristopher W. Fraserสำหรับแนวคิดในการใช้RTLเป็นภาษาตัวกลาง และ Paul Rubin สำหรับการเขียนพรีโปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่^{[ 19 ]} Peter H. Salus อธิบายว่า GNU คอม ไพเลอร์ เป็น "ซอฟต์แวร์เสรีที่ประสบความสำเร็จครั้งแรก" ซึ่ง เปิดตัวในช่วงเวลาที่ Sun Microsystemsกำลังแยกเครื่องมือพัฒนาออกจากระบบปฏิบัติการของตนโดยขายแยกต่างหากในราคาที่สูงกว่าชุดก่อนหน้า ซึ่งทำให้ผู้ใช้ของ Sun จำนวนมากซื้อหรือดาวน์โหลด GCC แทนที่จะใช้เครื่องมือของผู้จำหน่าย^{[ 20 ]}แม้ว่า Stallman จะถือว่าGNU Emacsเป็นโครงการหลักของเขา แต่ในปี 1990 GCC รองรับสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ถึงสิบสามแบบ มีประสิทธิภาพเหนือกว่าคอมไพเลอร์ของผู้จำหน่ายหลายราย และถูกนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์โดยหลายบริษัท^{[ 21 ]}

เนื่องจาก GCC ได้รับอนุญาตภายใต้ GPL โปรแกรมเมอร์ที่ต้องการทำงานในทิศทางอื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่เขียนอินเทอร์เฟซสำหรับภาษาอื่นที่ไม่ใช่ C สามารถพัฒนาforkของคอมไพเลอร์ของตนเองได้อย่างอิสระ ตราบใดที่พวกเขาปฏิบัติตามข้อกำหนดของ GPL รวมถึงข้อกำหนดในการแจกจ่ายซอร์สโค้ดอย่างไรก็ตาม การมี fork หลายตัวพิสูจน์แล้วว่าไม่มีประสิทธิภาพและจัดการได้ยาก และความยากลำบากในการทำให้งานได้รับการยอมรับจากโครงการ GCC อย่างเป็นทางการนั้นสร้างความหงุดหงิดอย่างมากสำหรับหลายคน เนื่องจากโครงการให้ความสำคัญกับความเสถียรมากกว่าคุณสมบัติใหม่^{[ 22 ]} FSF ควบคุมอย่างใกล้ชิดในสิ่งที่เพิ่มเข้าไปในเวอร์ชันอย่างเป็นทางการของ GCC 2.x (พัฒนามาตั้งแต่ปี 1992) จน GCC ถูกใช้เป็นตัวอย่างหนึ่งของแบบจำลองการพัฒนาแบบ "วิหาร" ในบทความ เรื่อง The Cathedral and the BazaarของEric S. Raymond

ในปี พ.ศ. 2540 กลุ่มนักพัฒนาได้ก่อตั้งExperimental/Enhanced GNU Compiler System (EGCS)เพื่อรวม fork ทดลองหลายๆ ตัวเข้าเป็นโครงการเดียว^{[ 22 ] [ 17 ]}พื้นฐานของการรวมคือภาพรวมการพัฒนาของ GCC (ถ่ายในช่วงเวอร์ชัน 2.7.2 และติดตามต่อมาจนถึงเวอร์ชัน 2.8.1) การรวมนี้รวมถึง g77 (Fortran), PGCC ( GCC ที่ปรับให้เหมาะสมกับ P5 Pentium ) ^{[ 17 ]}การปรับปรุง C++ จำนวนมาก และสถาปัตยกรรมและระบบปฏิบัติการรูปแบบ ใหม่ๆ อีกมากมาย ^{[ 23 ]}

แม้ว่าทั้งสองโครงการจะติดตามการเปลี่ยนแปลงของกันและกันอย่างใกล้ชิด แต่การพัฒนา EGCS กลับมีความกระตือรือร้นมากกว่ามาก จนกระทั่ง FSF ยุติการพัฒนาคอมไพเลอร์ GCC 2.x อย่างเป็นทางการ รับรอง EGCS ให้เป็นเวอร์ชันอย่างเป็นทางการของ GCC และแต่งตั้งโครงการ EGCS ให้เป็นผู้ดูแล GCC ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2542 เมื่อมีการเปิดตัว GCC 2.95 ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2542 ทั้งสองโครงการก็กลับมารวมกันอีกครั้ง^{[ 24 ] [ 17 ]}ตั้งแต่นั้นมา GCC ก็ได้รับการดูแลโดยกลุ่มโปรแกรมเมอร์ที่หลากหลายจากทั่วโลกภายใต้การกำกับดูแลของคณะกรรมการอำนวยการ^{[ 25 ]}

GCC 3 (2002) ได้ลบส่วนหน้าของCHILL ออก เนื่องจากขาดการบำรุงรักษา^{[ 26 ]}

ก่อนเวอร์ชัน 4.0 ส่วนหน้าของ Fortran คือg77ซึ่งรองรับเฉพาะFORTRAN 77 เท่านั้น แต่ต่อมาถูกยกเลิกและแทนที่ด้วยส่วนหน้าGNU Fortran ใหม่ที่รองรับ Fortran 95และส่วนใหญ่ของFortran 2003และFortran 2008เช่นกัน^{[ 27 ] [ 28 ]}

ตั้งแต่เวอร์ชัน 4.8 เป็นต้นไป GCC จะถูกนำไปใช้ใน C++ ^{[ 29 ]}

การสนับสนุนCilk Plusมีตั้งแต่ GCC 5 ถึง GCC 7 ^{[ 30 ] [ 31 ]}

GCC ได้รับการพอร์ต ไปยัง สถาปัตยกรรมชุดคำสั่งที่หลากหลายและถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายในฐานะเครื่องมือในการพัฒนาซอฟต์แวร์ทั้งแบบฟรีและแบบกรรมสิทธิ์ GCC ยังมีให้ใช้งานสำหรับระบบฝัง ตัวหลายระบบ รวมถึงSymbian (เรียกว่าgcce ) ^{[ 32 ]} ชิปที่ใช้ ARMและชิปที่ใช้Power ISA ^{[ 33 ]}คอมไพเลอร์สามารถกำหนดเป้าหมายแพลตฟอร์มที่หลากหลาย รวมถึงคอนโซลวิดีโอเกมเช่นPlayStation 2 [ ^{34 ]} Cell SPE ของ PlayStation 3 ^{[ 35 ]}และDreamcast ^{[ 36 ]}ได้รับการพอร์ตไปยัง "มากกว่า 60 แพลตฟอร์ม^{" [ 37 ]}

นับตั้งแต่เวอร์ชัน 16.1 GCC ได้รวมส่วนหน้าสำหรับภาษาโปรแกรม C ( gcc), C++ ( g++), Objective-C , Objective-C++ , Fortran ( gfortran), Ada ( GNAT ), Go ( gccgo), D ( gdc, ตั้งแต่ 9.1), ^{[ 38 ] [ 39 ]} Modula-2 ( gm2, ตั้งแต่ 13.1), ^{[ 40 ] [ 41 ]} Rust ( gccrs, ตั้งแต่ 15.1), COBOL ( gcobol, ตั้งแต่ 15.1) และALGOL 68 ( ga68, ตั้งแต่ 16.1) ^{[ 6 ]}โดย รองรับส่วนขยายภาษาขนาน OpenMPและOpenACCตั้งแต่ GCC 5.1 ^{[ 8 ] [ 42 ]}เวอร์ชันก่อน GCC 7 ยังรองรับJava ( gcj) ซึ่งอนุญาตให้คอมไพล์ Java เป็นโค้ดเครื่องเนทีฟ^{[ ​​43 ]}

มีส่วนหน้าของบุคคลที่สามสำหรับหลายภาษา เช่นPascal ( gpc), Mercury , Modula-3 , VHDL ( GHDL) และPL/I [ ^{6 ] มี}สาขาทดลองบางส่วนเพื่อรองรับภาษาเพิ่มเติม เช่น คอมไพเลอร์ GCC UPCสำหรับUnified Parallel C ^{[ 44 ] [ 45 ]}

เป้าหมายเริ่มต้นสำหรับ C++ ตั้งแต่ GCC 15.1 คือgnu++20ซึ่งเป็นซูเปอร์เซ็ตของC++20และเป้าหมายเริ่มต้นสำหรับ C ตั้งแต่ GCC 15 คือgnu23ซึ่งเป็นซูเปอร์เซ็ตของC23 โดยมีการสนับสนุนมาตรฐานที่เข้มงวดด้วย GCC ยังให้การสนับสนุนแบบทดลองสำหรับ C2Y , C++23และC++26อีกด้วย^{[ 46 ]} GCC 16.1 ได้รับการเผยแพร่เมื่อวันที่ 30 เมษายน 2026 ^{[ 47 ] [ 48 ]}

อินเทอร์เฟซภายนอกของ GCC เป็นไปตาม หลักการ ของ Unixผู้ใช้เรียกใช้โปรแกรมไดรเวอร์เฉพาะภาษา ( gccสำหรับ C, g++สำหรับ C++ เป็นต้น) ซึ่งจะตีความอาร์กิวเมนต์คำสั่งเรียกใช้คอมไพเลอร์จริง รันแอสเซมเบลอร์กับผลลัพธ์ และจากนั้นอาจรันลิงเกอร์เพื่อสร้างไบนารี ที่สามารถเรียกใช้งานได้ อย่างสมบูรณ์

คอมไพเลอร์ของแต่ละภาษาเป็นโปรแกรมแยกต่างหากที่อ่านซอร์สโค้ดและส่งออกโค้ดเครื่องจักรโดยทั้งหมดมีโครงสร้างภายในที่เหมือนกัน ส่วนหน้าของแต่ละภาษาจะวิเคราะห์ซอร์สโค้ดในภาษานั้นๆ และสร้างแผนผังไวยากรณ์นามธรรม (เรียกสั้นๆ ว่า "แผนผัง")

หากจำเป็น ข้อมูลเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นรูปแบบอินพุตของส่วนกลางที่เรียกว่า รูปแบบ GENERICจากนั้นส่วนกลางจะค่อยๆ แปลงโปรแกรมไปสู่รูปแบบสุดท้าย มีการใช้เทคนิค การเพิ่มประสิทธิภาพคอมไพเลอร์และการวิเคราะห์โค้ดแบบคงที่ (เช่น FORTIFY_SOURCE ^{[ 49 ]}ซึ่งเป็นคำสั่งคอมไพเลอร์ที่พยายามค้นหาบัฟเฟอร์โอเวอร์โฟลว์ บางอย่าง ) กับโค้ด เทคนิคเหล่านี้ทำงานกับรูปแบบการแสดงผลหลายรูปแบบ ส่วนใหญ่เป็นรูปแบบ GIMPLE ที่ไม่ขึ้นกับสถาปัตยกรรม และ รูปแบบ RTL ที่ขึ้นกับสถาปัตยกรรม สุดท้ายนี้ จะมีการสร้าง โค้ดเครื่อง โดยใช้ การจับคู่รูปแบบเฉพาะสถาปัตยกรรมซึ่งเดิมทีอิงตามอัลกอริทึมของ Jack Davidson และ Chris Fraser

GCC ถูกเขียนขึ้นโดยส่วนใหญ่ด้วยภาษา Cยกเว้นส่วนหน้าของAdaการแจกจ่ายประกอบด้วยไลบรารีมาตรฐานสำหรับ Ada และC++ซึ่งโค้ดส่วนใหญ่เขียนด้วยภาษาเหล่านั้น^{[ 50 ]}ในบางแพลตฟอร์ม การแจกจ่ายยังรวมถึงไลบรารีรันไทม์ระดับต่ำlibgcc ซึ่งเขียนด้วยการผสมผสานระหว่างภาษา C ที่ไม่ขึ้นกับเครื่องและ โค้ดเครื่องเฉพาะโปรเซสเซอร์ออกแบบมาเพื่อจัดการกับการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่โปรเซสเซอร์เป้าหมายไม่สามารถดำเนินการได้โดยตรง^{[ 51 ]}

GCC ใช้เครื่องมือเพิ่มเติมมากมายในการสร้าง ซึ่งหลายเครื่องมือถูกติดตั้งโดยค่าเริ่มต้นในระบบปฏิบัติการ Unix และ Linux หลายระบบ (แต่โดยปกติแล้วจะไม่มีอยู่ในระบบปฏิบัติการ Windows) รวมถึงPerl , Flex , Bison และเครื่องมือทั่วไปอื่นๆ นอกจากนี้ ปัจจุบันยังต้องการไลบรารีเพิ่มเติมอีกสาม ^ตัวเพื่อสร้าง ได้แก่GMP , MPCและMPFR ^{[ 52} ]

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2553 คณะกรรมการอำนวยการของ GCC ได้ตัดสินใจอนุญาตให้ใช้คอม ไพเลอร์ C++เพื่อคอมไพล์ GCC ^{[ 53 ]}คอมไพเลอร์นี้ตั้งใจที่จะเขียนส่วนใหญ่ด้วยภาษา C บวกกับคุณสมบัติย่อยบางส่วนจาก C++ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การตัดสินใจนี้เกิดขึ้นเพื่อให้ผู้พัฒนา GCC สามารถใช้ คุณสมบัติ destructorและgenericsของ C++ ได้^{[ 54 ]}

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2555 คณะกรรมการอำนวยการของ GCC ได้ประกาศว่า GCC ใช้ C++ เป็นภาษาในการใช้งาน^{[ 55 ]}ซึ่งหมายความว่าในการสร้าง GCC จากซอร์สโค้ด จำเป็นต้องมีคอมไพเลอร์ C++ ที่เข้าใจมาตรฐาน ISO/IEC C++03

เมื่อวันที่ 18 พฤษภาคม 2020 GCC ได้เปลี่ยนจากมาตรฐานISO/IEC C++03 ไปเป็นมาตรฐาน ISO/IEC C++11 (เช่น จำเป็นต้องคอมไพล์ บูตสแตรป คอมไพเลอร์เอง แต่โดยค่าเริ่มต้นจะคอมไพล์ C++ เวอร์ชันที่ใหม่กว่า) ^{[ 56 ]}

แต่ละส่วนหน้าใช้ตัวแยกวิเคราะห์เพื่อสร้างโครงสร้างต้นไม้ไวยากรณ์นามธรรมของไฟล์ต้นฉบับ ที่กำหนด เนื่องจากนามธรรมของโครงสร้างต้นไม้ไวยากรณ์ ไฟล์ต้นฉบับของภาษาต่างๆ ที่รองรับสามารถประมวลผลได้โดยส่วนหลัง เดียวกัน GCC เริ่มต้นด้วยการใช้ตัวแยกวิเคราะห์ LALRที่สร้างด้วยBisonแต่ค่อยๆ เปลี่ยนไปใช้ตัวแยกวิเคราะห์แบบเรียกซ้ำที่ เขียนด้วยมือ สำหรับ C++ ในปี 2547 ^{[ 57 ]}และสำหรับ C และ Objective-C ในปี 2549 ^{[ 58 ]}ณ ปี 2564 ส่วนหน้าทั้งหมดใช้ตัวแยกวิเคราะห์แบบเรียกซ้ำที่เขียนด้วยมือ

ก่อน GCC 4.0 การแสดงผลโปรแกรมในรูปแบบต้นไม้ไม่ได้เป็นอิสระจากโปรเซสเซอร์ที่กำหนดเป้าหมายอย่างสมบูรณ์ ความหมายของต้นไม้จะแตกต่างกันเล็กน้อยสำหรับส่วนหน้าของภาษาต่างๆ และส่วนหน้าเหล่านั้นอาจให้รหัสต้นไม้ของตนเองได้ สิ่งนี้ได้รับการแก้ไขให้ง่ายขึ้นด้วยการแนะนำ GENERIC และ GIMPLE ซึ่งเป็นรูปแบบต้นไม้ที่ไม่ขึ้นกับภาษาแบบใหม่สองรูปแบบที่ถูกนำมาใช้พร้อมกับการมาถึงของ GCC 4.0 GENERIC มีความซับซ้อนกว่า โดยอิงจากการแสดงผลระดับกลางของส่วนหน้า Java ใน GCC 3.x GIMPLE เป็น GENERIC ที่เรียบง่ายกว่า โดยที่โครงสร้างต่างๆ จะถูกลดทอนลงเหลือคำสั่ง GIMPLE หลาย คำสั่ง ส่วนหน้าของ C , C++และJavaสร้าง GENERIC โดยตรงในส่วนหน้า ส่วนหน้าอื่นๆ จะมีการแสดงผลระดับกลางที่แตกต่างกันหลังจากแยกวิเคราะห์แล้วแปลงเป็น GENERIC

ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม "gimplifier" จะแปลงรูปแบบที่ซับซ้อนกว่านี้ให้เป็นรูปแบบ GIMPLE ที่เรียบง่ายกว่า ซึ่งใช้ SSAเป็นภาษาทั่วไปสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพระดับโลก (ขอบเขตฟังก์ชัน) จำนวนมากที่ไม่ขึ้นกับภาษาและสถาปัตยกรรม

GENERICเป็น ภาษา ตัวแทนระดับกลางที่ใช้เป็น "ตัวกลาง" ในระหว่างการคอมไพล์ซอร์สโค้ดให้เป็นไฟล์ปฏิบัติการโดยมีส่วนย่อยที่เรียกว่าGIMPLEซึ่งเป็นเป้าหมายของส่วนหน้าทั้งหมดของ GCC

ขั้นตอนกลางของ GCC จะทำการวิเคราะห์และ เพิ่มประสิทธิภาพโค้ดทั้งหมดโดยทำงานอย่างอิสระจากทั้งภาษาที่คอมไพล์และสถาปัตยกรรมเป้าหมาย เริ่มต้นจากการแสดงแบบ GENERIC ^{[ 59 ]}และขยายไปสู่ภาษาถ่ายโอนรีจิสเตอร์ (RTL) การแสดงแบบ GENERIC ประกอบด้วยเฉพาะส่วนย่อยของ โครงสร้าง การเขียนโปรแกรม เชิงคำสั่งที่ได้ รับการปรับให้เหมาะสมโดยส่วนกลาง

ในการแปลงซอร์สโค้ดเป็น GIMPLE ^{[ 60 ]}นิพจน์ที่ซับซ้อนจะถูกแยกออกเป็นโค้ดสามแอดเดรสโดยใช้ตัวแปรชั่วคราวการนำเสนอแบบนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากการนำเสนอ SIMPLE ที่เสนอในคอมไพเลอร์ McCAT ^{[ 61 ]}โดย Laurie J. Hendren ^{[ 62 ]}เพื่อลดความซับซ้อนของการวิเคราะห์และการเพิ่มประสิทธิภาพของโปรแกรมเชิงคำสั่ง

การปรับแต่งประสิทธิภาพสามารถเกิดขึ้นได้ในทุกขั้นตอนของการคอมไพล์ อย่างไรก็ตาม การปรับแต่งประสิทธิภาพส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นหลังจากวิเคราะห์ไวยากรณ์และความหมายของส่วนหน้า (front end) และก่อนการสร้างโค้ดของส่วนหลัง (back end) ดังนั้น ชื่อที่ใช้กันทั่วไป แม้ว่าจะดูขัดแย้งในตัวเองอยู่บ้าง สำหรับส่วนนี้ของคอมไพเลอร์ คือ "ส่วนกลาง" (middle end)

ชุดการเพิ่มประสิทธิภาพ GCC ที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปในแต่ละเวอร์ชันที่พัฒนาขึ้น แต่รวมถึงอัลกอริธึมมาตรฐาน เช่นการเพิ่มประสิทธิภาพลูป การสร้างเธรดการกระโดดการกำจัดนิพจน์ย่อยทั่วไปการจัดกำหนดการคำสั่งและอื่นๆ การเพิ่มประสิทธิภาพ RTLมีความสำคัญน้อยลงเมื่อมีการเพิ่มการเพิ่มประสิทธิภาพแบบ SSA ทั่วโลกบนต้นไม้GIMPLE ^{[ 63 ]}เนื่องจาก การเพิ่มประสิทธิภาพ RTL มีขอบเขตที่จำกัดกว่ามาก และมีข้อมูลระดับสูงน้อยกว่า

การเพิ่มประสิทธิภาพบางส่วนที่ดำเนินการในระดับนี้ ได้แก่การกำจัดโค้ดที่ไม่ได้ ใช้ งานการกำจัดความซ้ำซ้อนบางส่วนการกำหนดหมายเลขค่าทั่วโลกการแพร่กระจายค่าคงที่แบบมีเงื่อนไขแบบเบาบางและ การแทนที่ค่ารวมด้วย สเกลาร์นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มประสิทธิภาพตามการพึ่งพาอาร์เรย์ เช่นการแปลงเป็นเวกเตอร์อัตโนมัติและการประมวลผลแบบขนานอัตโนมัติการเพิ่มประสิทธิภาพตามโปรไฟล์ก็เป็นไปได้เช่นกัน^{[ 64 ]}

โครงการ GCC ประกอบด้วยการใช้งานไลบรารีมาตรฐาน C++ที่เรียกว่า libstdc++ ^{[ 65 ]}ซึ่งได้รับอนุญาตภายใต้ใบอนุญาต GPLv3 โดยมีข้อยกเว้นสำหรับการเชื่อมโยงแอปพลิเคชันที่ไม่เข้ากันกับ GPL เมื่อสร้างซอร์สโค้ดด้วย GCC ^{[ 66 ]}ตั้งแต่ GCC เวอร์ชัน 3 เป็นต้นมา ABI ของ C++ จะอิงตาม ABI ที่ Intel เผยแพร่สำหรับ Itanium C++ ABI ^{[ 67 ]}

คุณสมบัติบางประการของ GCC ได้แก่:

การเพิ่มประสิทธิภาพเวลาเชื่อมโยง

การเพิ่มประสิทธิภาพในระหว่างการเชื่อมโยง (Link-time optimization)จะเพิ่มประสิทธิภาพข้ามขอบเขตของไฟล์ออบเจ็กต์เพื่อปรับปรุงไบนารีที่เชื่อมโยงโดยตรง การเพิ่มประสิทธิภาพในระหว่างการเชื่อมโยงอาศัยไฟล์ตัวกลางที่มีการแปลงเป็นรูปแบบGimple บางอย่าง ที่รวมอยู่ในไฟล์ออบเจ็กต์ ไฟล์นี้จะถูกสร้างขึ้นพร้อมกับไฟล์ออบเจ็กต์ในระหว่างการคอมไพล์ซอร์สโค้ด การคอมไพล์ซอร์สโค้ดแต่ละครั้งจะสร้างไฟล์ออบเจ็กต์และไฟล์ช่วยในระหว่างการเชื่อมโยงแยกต่างหาก เมื่อไฟล์ออบเจ็กต์ถูกเชื่อมโยง คอมไพเลอร์จะทำงานอีกครั้งและใช้ไฟล์ช่วยเหล่านั้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโค้ดในไฟล์ออบเจ็กต์ที่คอมไพล์แยกกัน

ปลั๊กอิน

ปลั๊กอินขยายคอมไพเลอร์ GCC โดยตรง^{[ 68 ]}ปลั๊กอินช่วยให้คอมไพเลอร์มาตรฐานสามารถปรับแต่งให้ตรงกับความต้องการเฉพาะโดยใช้โค้ดภายนอกที่โหลดเป็นปลั๊กอิน ตัวอย่างเช่น ปลั๊กอินสามารถเพิ่ม แทนที่ หรือแม้แต่ลบขั้นตอนการประมวลผลระดับกลางที่ดำเนินการกับตัวแทนGimple ได้ ^{[ 69 ]}มีการเผยแพร่ปลั๊กอิน GCC หลายตัวแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:

• ปลั๊กอิน Python นี้เชื่อมโยงกับไลบรารี libpython และอนุญาตให้เรียกใช้สคริปต์ Python ใดๆ ก็ได้จากภายในคอมไพเลอร์ จุดประสงค์คือเพื่อให้สามารถเขียนปลั๊กอิน GCC ด้วยภาษา Python ได้
• ปลั๊กอิน MELT มี ภาษา Lisp ระดับสูง เพื่อขยาย GCC ^{[ 70 ]}

การสนับสนุนปลั๊กอินเคยเป็นประเด็นถกเถียงกันในปี 2550 ^{[ 71 ]}

หน่วยความจำธุรกรรม C++

ภาษา C++ มีข้อเสนอที่ใช้งานอยู่สำหรับหน่วยความจำธุรกรรม สามารถเปิดใช้งานได้ใน GCC 6 และเวอร์ชันใหม่กว่าเมื่อคอมไพล์-fgnu-tmด้วย^{[ 7 ] [ 72 ]}

ตัวระบุยูนิโค้ด

แม้ว่าภาษา C++ จะต้องการการสนับสนุนอักขระ Unicode ที่ไม่ใช่ ASCII ในตัวระบุแต่ฟีเจอร์นี้ได้รับการสนับสนุนตั้งแต่ GCC 10 เท่านั้น เช่นเดียวกับการจัดการสตริงลิเทอรัลที่มีอยู่ ไฟล์ต้นฉบับจะถือว่าเข้ารหัสเป็นUTF-8ฟีเจอร์นี้เป็นทางเลือกในภาษา C แต่ก็มีให้ใช้งานเช่นกันตั้งแต่การเปลี่ยนแปลงนี้^{[ 73 ] [ 74 ]}

ส่วนขยาย C

GNU C ขยายภาษาการเขียนโปรแกรม C ด้วยคุณสมบัติที่ไม่เป็นมาตรฐานหลายประการ รวมถึงฟังก์ชันซ้อนกัน^{[ 75 ]}

ตระกูลโปรเซสเซอร์หลักที่ได้รับการสนับสนุน (และผ่านการทดสอบอย่างดีที่สุด) ได้แก่ ARM 64 บิตและ 32 บิต, x86 64 บิตและ 32 บิต ^, PowerPC 64 บิตและSPARC 64 บิต ^[ 76 ^]

ตระกูลโปรเซสเซอร์เป้าหมายของ GCC ณ เวอร์ชัน 11.1 ได้แก่: ^{[ 77 ]}

โปรเซสเซอร์เป้าหมายที่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จักซึ่งได้รับการสนับสนุนในเวอร์ชันมาตรฐาน ได้แก่:

โปรเซสเซอร์เพิ่มเติมได้รับการสนับสนุนโดย GCC เวอร์ชันที่ดูแลแยกต่างหากจากเวอร์ชัน FSF:

คอม ไพเลอร์ GCJ Java สามารถกำหนดเป้าหมายได้ทั้งสถาปัตยกรรมภาษาเครื่องดั้งเดิมหรือ ไบต์ โค้ดJavaของเครื่องเสมือน Java ^{[ 80 ]}เมื่อกำหนดเป้าหมาย GCC ใหม่ไปยังแพลตฟอร์มใหม่ มักใช้ การบูตสแตรปโปรเซสเซอร์ Motorola 68000, Zilog Z80 และโปรเซสเซอร์อื่นๆ ก็ถูกกำหนดเป้าหมายในเวอร์ชัน GCC ที่พัฒนาขึ้นสำหรับเครื่องคิดเลขกราฟิกแบบโปรแกรมได้ต่างๆ ของ Texas Instruments, Hewlett Packard, Sharp และ Casio ^{[ 81 ]}

GCC ได้รับอนุญาตภายใต้GNU General Public Licenseเวอร์ชัน 3 ^{[ 82 ]}ข้อยกเว้นรันไทม์ของ GCCอนุญาตให้คอมไพล์โปรแกรมที่เป็นกรรมสิทธิ์ (นอกเหนือจากซอฟต์แวร์ฟรี) ด้วยส่วนหัวและไลบรารีรันไทม์ของ GCC ซึ่งไม่มีผลกระทบต่อเงื่อนไขใบอนุญาตของซอร์สโค้ด GCC ^{[ 83 ]}

อย่างไรก็ตาม ข้อยกเว้นนี้มีข้อจำกัด ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้ซอฟต์แวร์ที่ไม่เข้ากันกับGPL ร่วมกับ GCC ภายใน กระบวนการคอมไพล์ การปฏิบัติตามGPLv3สำหรับรหัสออบเจ็กต์ที่แพร่กระจายทั้งหมดที่ GCC สร้างขึ้นนั้นกลายเป็นสิ่งจำเป็น เนื่องจากรหัสเหล่านั้นได้มาจากไลบรารีที่ได้รับอนุญาตภายใต้GPL ^{[ 84 ]}

• รายชื่อคอมไพเลอร์
• มินจีดับบลิว
• LLVM / Clang

• โดยใช้ชุดคอมไพเลอร์ GNU (GCC)มูลนิธิซอฟต์แวร์เสรี ปี 2008
• เอกสาร "GNU Compiler Collection (GCC) Internals"จาก Free Software Foundation, 2008
• บทนำสู่ GCC , Network Theory Ltd., 2004 (ปรับปรุงแก้ไข สิงหาคม 2005) ISBN 0-9541617-9-3.
• Arthur Griffith, GCC: The Complete Reference . McGraw Hill / Osborne, 2002. ISBN 0-07-222405-3.

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับGCC

เว็บไซต์ Wikibooks มีหนังสือเกี่ยวกับหัวข้อ: กลไกภายในของคอมไพเลอร์ GNU C

• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการ
• กำหนดการวางจำหน่าย GCC
• แผนพัฒนาของกลุ่มประเทศ GCC

• แหล่งรวบรวมเอกสารเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมและกลไกภายในของ GCC 4.0.2ที่ IIT Bombay
• Kerner, Sean Michael (2 มีนาคม 2549). "GCC รุ่นใหม่เน้นการเพิ่มประสิทธิภาพ" . internetnews.com
• Kerner, Sean Michael (22 เมษายน 2548). "Open Source GCC 4.0: Older, Faster" . internetnews.com. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 17 กันยายน 2549. สืบค้นเมื่อ21 ตุลาคม 2549
• จากซอร์สโค้ดสู่ไบนารี: กลไกการทำงานภายในของ GCCโดย Diego Novillo, นิตยสาร Red Hat , ธันวาคม 2004
• บทความปี 2003 เกี่ยวกับ GENERIC และ GIMPLE
• บทความเรื่อง "การตลาดของ Cygnus Support"ครอบคลุมการพัฒนา GCC ในช่วงทศวรรษ 1990 พร้อมรายงานรายเดือน 30 ฉบับในส่วน "Inside Cygnus Engineering" ตอนท้าย
• ประกาศ EGCS 1.0
• รายการคุณสมบัติของ EGCS 1.0
• " ความกลัวการแยกสาขา"บทความโดยริค โมเอน ที่บันทึกการแยกสาขาที่มีชื่อเสียงเจ็ดครั้ง รวมถึงการแยกสาขา GCC/EGCS ด้วย