コグノスケ

GCC を調べる - その 2 - デバッグ環境

GCC をデバッグする入り口まで辿り着くのも案外大変だったので、方法を書き残しておこうと思います。

GCC はコンパイラ？

C 言語（じゃなくても良いですが）をコンパイルする際に、gcc a.c のようにコマンドを起動します。一般的に gcc コマンドをコンパイラと呼びますが、正確にいえば gcc はコンパイラドライバ（コンパイラ、アセンブラ、リンカを順に呼び出すプログラム）です。

GCC の場合、コンパイラは cc1 という名前で、コンパイラドライバ gcc とは別のプログラムとして存在します。コンパイラの役目は高級言語（C なら *.c ファイル）からアセンブリ言語（*.s ファイル）に変換することです。

Debian の GCC 8.0 だと /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/8/cc1 に置かれています。クロスコンパイラの場合は様々ですが、crostool-NG で RISC-V 64bit Linux 向けにビルドした場合（ビルド方法は 2019年 2月 26日の日記参照）は、~/x-tools/riscv64-unknown-linux-gnu/libexec/gcc/riscv64-unknown-linux-gnu/8.2.0/cc1 に置かれます。ローカルビルドしないときは、~/x-tools をクロスコンパイラをインストールしたディレクトリで読み替えてください。

コンパイラだけ起動したい

デバッガでコンパイラを追うとき、コンパイラドライバ → コンパイラだと余計な処理がたくさん挟まって邪魔なので、コンパイラ単体で起動したくなりますよね？私はなりました。特に気にならない人は読み飛ばしてください。

コンパイラ cc1 のオプションは、コンパイラドライバ gcc に渡したオプション以外にも、cc1 用のオプションが渡されます。そのため cc1 をシェルなどから手打ちで起動するのはちょっと難しいです。

しかし無理してコンパイラ cc1 のオプションを調べずとも、コンパイラドライバ gcc が渡すオプションをそのままパクれば良いです。gcc/gcc.c の execute() 関数を下記のように書き換えると、cc1 の起動オプションが表示されます。

diff --git a/gcc/gcc.c b/gcc/gcc.c
index a716f708259..e48e5cca79b 100644
--- a/gcc/gcc.c
+++ b/gcc/gcc.c
@@ -3084,6 +3084,12 @@ execute (void)
       const char *errmsg;
       int err;
       const char *string = commands[i].argv[0];
+      int kkk;
+
+      printf("\n------------------------------\n");
+      for (kkk = 0; commands[i].argv[kkk]; kkk++)
+            printf("%s ", commands[i].argv[kkk]);
+      printf("\n------------------------------\n");
 
       errmsg = pex_run (pex,
 			((i + 1 == n_commands ? PEX_LAST : 0)

出力は下記のようになります。この例では、コンパイラは RISC-V 32bit ベアメタル向けを使っています。

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/home/katsuhiro/share/projects/oss/crosstool-builder-new/buildroot/libexec/gcc/riscv32-unknown-elf/8.3.0/cc1 -quiet a.c -quiet -dumpbase a.c -march=rv32gc -mabi=ilp32d -auxbase a -o /tmp/ccdd2F4Z.s
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この情報があれば、コマンドラインから単独で起動できますし、GDB で追うこともできます。

$ gdb /home/katsuhiro/share/projects/oss/crosstool-builder-new/buildroot/libexec/gcc/riscv32-unknown-elf/8.3.0/cc1

(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x4308a0: main. (2 locations)

(gdb) r a.c -dumpbase a.c -march=rv32gc -mabi=ilp32d -auxbase a -g -O0 -Wall -fdump-tree-all-raw -fdump-rtl-all -o a.s
Starting program: /home/katsuhiro/share/projects/oss/crosstool-builder-new/buildroot/libexec/gcc/riscv32-unknown-elf/8.3.0/cc1 a.c -dumpbase a.c -march=rv32gc -mabi=ilp32d -auxbase a -g -O0 -Wall -fdump-tree-all-raw -fdump-rtl-all -o a.s

Breakpoint 1, main (argc=15, argv=0x7fffffffd3c8)
    at /home/katsuhiro/share/projects/oss/crosstool-builder-new/./gcc/gcc/main.c:36
36        toplev toplev (NULL, /* external_timer */

ブレークポイントなども仕掛けられますし、変数の値を表示することもできます。解析がかなり楽になるはずです……たぶん。