C/C++ の使い方(GCC: GNU Compiler Collection)

GCC バージョン: C 言語標準、C++言語標準への対応状況

GCC の各バージョンと、デフォルト状態での準拠言語仕様は以下のとおりです。 (オプションを付けることにより準拠する標準は変えることができます。詳細は各バージョンのマニュアルをご参照ください。)

バージョン	C 言語標準	C++言語標準	初回リリース年	URL
gcc 4.8	std=gnu90	std=gnu++98	2013	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.0/gcc/Standards.html
gcc 4.9	std=gnu90	std=gnu++98	2014	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.9.0/gcc/Standards.html
gcc 5	std=gnu11	std=gnu++98	2015	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-5.1.0/gcc/Standards.html
gcc 6	std=gnu11	std=gnu++14	2016	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-6.1.0/gcc/Standards.html
gcc7	std=gnu11	std=gnu++14	2017	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-7.1.0/gcc/Standards.html
gcc 8	std=gnu11	std=gnu++14	2018	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-8.1.0/gcc/Standards.html
gcc 9	std=gnu11	std=gnu++14	2019	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-9.1.0/gcc/Standards.html
gcc 10	std=gnu11	std=gnu++14	2020	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-10.1.0/gcc/Standards.html
gcc 11	std=gnu17	std=gnu++17	2021	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-11.1.0/gcc/Standards.html
gcc 12	std=gnu17	std=gnu++17	2022	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-12.1.0/gcc/Standards.html
gcc 13	std=gnu17	std=gnu++17	2023	https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-13.1.0/gcc/Standards.html

参考資料

GCC Releases | gcc.gnu.org

GCC のバージョンについて (CentOS 7 の場合)

遺伝研スパコンの CentOS 7 のシステムでは

CentOS 7 付属の rpm パッケージは GCC ver.4.8 系です。ver.4.8 は、古いバージョンですので、新しいバージョンをインストールすることを推奨いたします。新しいバージョンとして、ver.9 に切り替えることができますので、ver.9 をインストールして使ってください。
Bright Cluster Manager (BCM) 付属のEnvironmentl modules を使って GCC ver.8, ver.9 が提供されています。
- BCM は計算機クラスタを構成する個々の計算機に OS 等をデプロイするためのシステムです。BCM 公式ページ。
- Environmental modules 自体の説明については、「利用案内 => ソフトウェア => Environmental Modules」をご参照ください。
それ以外をご希望の場合には、spack パッケージマネージャを使って GCC のインストールおよび GCC のバージョン変更ができます。この場合は GCC をソースコードからコンパイルするので少し時間がかかります。
- spack 自体の説明については「利用案内 => ソフトウェア => spack」のページをご参照ください。

GCC のバージョンを切り替える方法 (Ubuntu Linux の場合)

Ubuntu Linux 22.04 付属の deb パッケージは GCC 12 系です。特にバージョンを指定する必要が無い場合は、GCC 12 系をお使いください。
バージョンを指定して使いになりたい場合は、spack パッケージマネージャを使って GCC のインストールおよび GCC のバージョン変更ができます。この場合は GCC をソースコードからコンパイルするので少し時間がかかります。
- spack 自体の説明については「利用案内 => ソフトウェア => spack」のページをご参照ください。

Environmental Modules による GCC のロード

1, 現在自分の環境で利用可能になっている GCC のバージョンを確認します。

$ which gcc
/usr/bin/gcc

$ gcc --version
gcc (GCC) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44)
Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

2, module availコマンドにより、Environmental modules で利用可能な GCC を探します。

$ module avail

-------------------------------------------------------------------------- /cm/local/modulefiles --------------------------------------------------------------------------
apptainer/1.1.0    gcc/9.2.0        java/11.0.3             module-info                   r/3.5.2            singularity/3.2.0  singularity/3.8.7
cluster-tools/8.2  git/2.26.2       java/14.0.1             null                          ruby/1.9.3         singularity/3.3.0  singularity/3.10.2(default)
cmd                ipmitool/1.8.18  java/hotspot-8u252-b09  openldap                      ruby/2.6.0         singularity/3.4.1
dot                java/1.6.0_45    java/openj9-8u252-b09   openmpi/mlnx/gcc/64/4.0.3rc4  ruby/2.6.5         singularity/3.5.2
freeipmi/1.6.2     java/1.8.0_45    lua/5.3.5               python/3.7.2                  shared             singularity/3.7.1
gcc/8.2.0          java/1.8.0_202   module-git              python2                       singularity/2.6.1  singularity/3.8.3

-

遺伝研スパコンではgcc/9.2.0とgcc/8.2.0が見つかります。

3, module loadコマンドで、gccをロードし使えるようにします。

$ module load gcc/9.2.0

$ which gcc
/opt/pkg/gcc/9.2.0/bin/gcc

$ gcc --version
gcc (GCC) 9.2.0
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

4, 元に戻すにはmodule unloadします。

$ module unload gcc/9.2.0

$ which gcc
/usr/bin/gcc

$ gcc --version
gcc (GCC) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44)
Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

Spack による GCC のインストール

1, 現在自分の環境で利用可能になっている GCC のバージョンを確認します。

$ which gcc
/usr/bin/gcc

$ gcc --version
gcc (GCC) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44)
Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

2, spack infoコマンドで、利用可能な GCC のバージョンおよびコンパイルオプションを確認します。

$ spack info gcc
AutotoolsPackage:   gcc

Description:
    The GNU Compiler Collection includes front ends for C, C++, Objective-C,
    Fortran, Ada, and Go, as well as libraries for these languages.

Homepage: https://gcc.gnu.org

Preferred version:
    13.1.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-13.1.0/gcc-13.1.0.tar.xz

Safe versions:
    master    [git] git://gcc.gnu.org/git/gcc.git on branch master
    13.1.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-13.1.0/gcc-13.1.0.tar.xz
    12.3.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-12.3.0/gcc-12.3.0.tar.xz
    12.2.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-12.2.0/gcc-12.2.0.tar.xz
    12.1.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-12.1.0/gcc-12.1.0.tar.xz
    11.3.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-11.3.0/gcc-11.3.0.tar.xz
    11.2.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-11.2.0/gcc-11.2.0.tar.xz
    11.1.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-11.1.0/gcc-11.1.0.tar.xz
    10.4.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-10.4.0/gcc-10.4.0.tar.xz
    10.3.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-10.3.0/gcc-10.3.0.tar.xz
    10.2.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-10.2.0/gcc-10.2.0.tar.xz
    10.1.0    https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-10.1.0/gcc-10.1.0.tar.xz
    9.5.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-9.5.0/gcc-9.5.0.tar.xz
    9.4.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-9.4.0/gcc-9.4.0.tar.xz
    9.3.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-9.3.0/gcc-9.3.0.tar.xz
    9.2.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-9.2.0/gcc-9.2.0.tar.xz
    9.1.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-9.1.0/gcc-9.1.0.tar.xz
    8.5.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-8.5.0/gcc-8.5.0.tar.xz
    8.5.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-8.5.0/gcc-8.5.0.tar.xz
    8.4.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-8.4.0/gcc-8.4.0.tar.xz
    8.3.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-8.3.0/gcc-8.3.0.tar.xz
    8.2.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-8.2.0/gcc-8.2.0.tar.xz
    8.1.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-8.1.0/gcc-8.1.0.tar.xz
    7.5.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-7.5.0/gcc-7.5.0.tar.xz
    7.4.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-7.4.0/gcc-7.4.0.tar.xz
    7.3.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-7.3.0/gcc-7.3.0.tar.xz
    7.2.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-7.2.0/gcc-7.2.0.tar.xz
    7.1.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-7.1.0/gcc-7.1.0.tar.bz2
    6.5.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-6.5.0/gcc-6.5.0.tar.bz2
    6.4.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-6.4.0/gcc-6.4.0.tar.bz2
    6.3.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-6.3.0/gcc-6.3.0.tar.bz2
    6.2.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-6.2.0/gcc-6.2.0.tar.bz2
    6.1.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-6.1.0/gcc-6.1.0.tar.bz2
    5.5.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-5.5.0/gcc-5.5.0.tar.bz2
    5.4.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-5.4.0/gcc-5.4.0.tar.bz2
    5.3.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-5.3.0/gcc-5.3.0.tar.bz2
    5.2.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-5.2.0/gcc-5.2.0.tar.bz2
    5.1.0     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-5.1.0/gcc-5.1.0.tar.bz2
    4.9.4     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-4.9.4/gcc-4.9.4.tar.bz2
    4.9.3     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-4.9.3/gcc-4.9.3.tar.bz2
    4.9.2     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-4.9.2/gcc-4.9.2.tar.bz2
    4.9.1     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-4.9.1/gcc-4.9.1.tar.bz2
    4.8.5     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-4.8.5/gcc-4.8.5.tar.bz2
    4.8.4     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-4.8.4/gcc-4.8.4.tar.bz2
    4.7.4     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-4.7.4/gcc-4.7.4.tar.bz2
    4.6.4     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-4.6.4/gcc-4.6.4.tar.bz2
    4.5.4     https://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-4.5.4/gcc-4.5.4.tar.bz2

Deprecated versions:
    None

Variants:
    Name [Default]                 When                Allowed values          Description
    ===========================    ================    ====================    ===========================================================================================

    binutils [off]                 --                  on, off                 Build via binutils
    bootstrap [on]                 --                  on, off                 Enable 3-stage bootstrap
    build_system [autotools]       --                  autotools               Build systems supported by the package
    build_type [RelWithDebInfo]    --                  Debug, Release,         CMake-like build type. Debug: -O0 -g; Release: -O3; RelWithDebInfo: -O2 -g; MinSizeRel: -Os
                                                       RelWithDebInfo,
                                                       MinSizeRel
    graphite [off]                 --                  on, off                 Enable Graphite loop optimizations (requires ISL)
    languages [c,c++,fortran]      --                  ada, brig, c, c++,      Compilers and runtime libraries to build
                                                       d, fortran, go,
                                                       java, jit, lto,
                                                       objc, obj-c++
    nvptx [off]                    --                  on, off                 Target nvptx offloading to NVIDIA GPUs
    piclibs [off]                  --                  on, off                 Build PIC versions of libgfortran.a and libstdc++.a
    profiled [off]                 [%gcc+bootstrap]    on, off                 Use Profile Guided Optimization
    strip [off]                    --                  on, off                 Strip executables to reduce installation size

Build Dependencies:
    autoconf  automake  binutils  cuda  diffutils  flex  gawk  gmake  gmp  gnat  gnuconfig  iconv  isl  libtool  m4  mpc  mpfr  perl  texinfo  zip  zlib  zstd

Link Dependencies:
    binutils  cuda  gmp  gnat  iconv  isl  mpc  mpfr  zlib  zstd

Run Dependencies:
    binutils

3, spack installコマンドで gcc 自体をコンパイルし、インストールします。

Preferred version に合わせる場合、バージョンは省略できます。

spack install -j 8 gcc@13.1.0 binutils=True bootstrap=True

この例では 1,で現在自分の環境で利用になっている gcc (ver.4.8.5)を使って spack の gcc(ver.13.1.0)をコンパイルした後、コンパイルされてできた spack の gcc ver.13.0.1 を使って spack の gcc ver.13.0.1 をコンパイルしています。(bootstrap=True)

他のバージョンをインストールする場合はバージョンを明記します。

spack install -j 8 gcc@12.3.0 binutils=True bootstrap=True

4, spack loadコマンドで、インストールした gcc をロードし、使えるようにします。

spack install済みの利用可能なバージョンはspack findで見つけることができます。

$ spack find gcc
-- linux-centos7-x86_64_v3 / gcc@4.8.5 --------------------------
gcc@13.1.0
==> 1 installed package

spack でインストールした GCC を利用するにはspack loadコマンドを実行します。

$ spack load gcc@13.1.0

$ gcc --version
gcc (Spack GCC) 13.1.0
Copyright (C) 2023 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

$ which gcc
/lustre7/home/lustre4/youraccount/spack/opt/spack/linux-centos7-x86_64_v3/gcc-4.8.5/gcc-13.1.0-j4uonbxx6sjxhg4tx3dd5q6mej62pgcd/bin/gcc

5, 初回はspack compiler findで GCC を spack に認識させます。

以下のコマンドを実行することで、スパコンに予めインストールされているコンパイラを spack が探します。

spack compiler find

これにより$HOME/.spack/linux/compilers.yaml ファイルが作られ、そこに認識された情報が保存されます。

spack でコンパイルした GCC をspack compiler findで spack に認識させるには、spack load gccした状態でspack compiler findを実行します。

6, 動作確認

spack にspack install gccで作った gcc ver 13.1.0 をを認識させ、これを使って、他の spack パッケージをインストールしてみます。

spack load gcc@13.1.0
spack compiler find
spack install tree %gcc@13.1.0

実行例は以下の通りです。

$ spack load gcc@13.1.0

$ spack compiler find
==> Added 1 new compiler to /home/oogasawa/.spack/linux/compilers.yaml
    gcc@13.1.0
==> Compilers are defined in the following files:
    /home/oogasawa/.spack/linux/compilers.yaml

$ spack install tree %gcc@13.1.0
==> Installing tree-2.1.0-ah6zdt2znzoc7ie7kpenwj6t255mr3wp
==> No binary for tree-2.1.0-ah6zdt2znzoc7ie7kpenwj6t255mr3wp found: installing from source
==> Fetching https://mirror.spack.io/_source-cache/archive/01/0160c535bff2b0dc6a830b9944e981e3427380f63e748da96ced7071faebabf6.tgz
==> No patches needed for tree
==> tree: Executing phase: 'install'
==> tree: Successfully installed tree-2.1.0-ah6zdt2znzoc7ie7kpenwj6t255mr3wp
  Stage: 1.15s.  Install: 1.54s.  Post-install: 0.16s.  Total: 2.96s
[+] /lustre7/home/lustre4/oogasawa/spack/opt/spack/linux-centos7-zen/gcc-13.1.0/tree-2.1.0-ah6zdt2znzoc7ie7kpenwj6t255mr3wp

$ spack find
-- linux-centos7-x86_64_v3 / gcc@4.8.5 --------------------------
autoconf@2.69                binutils@2.40  gcc@13.1.0      gmp@6.2.1        libxml2@2.10.3  ncurses@6.4    readline@8.2   zlib@1.2.13
autoconf-archive@2023.02.20  bzip2@1.0.8    gdbm@1.23       libiconv@1.17    m4@1.4.19       perl@5.36.0    tar@1.34       zstd@1.5.5
automake@1.16.5              diffutils@3.9  gettext@0.21.1  libsigsegv@2.14  mpc@1.3.1       pigz@2.7       texinfo@7.0.3
berkeley-db@18.1.40          gawk@5.2.1     gmake@4.4.1     libtool@2.4.7    mpfr@4.2.0      pkgconf@1.9.5  xz@5.4.1

-- linux-centos7-zen / gcc@13.1.0 -------------------------------
tree@2.1.0

gcc@13.1.0 で tree がコンパイルされたことがわかります。
spack install gcc時に bootstrap=True となっているので、古い C コンパイラでも問題なく gcc 13.1.0 がコンパイルされています。

7, gcc のアンロード

元に戻すにはspack unloadします。

$ spack unload gcc

$ gcc --version
gcc (GCC) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44)
Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.


$ which gcc
/usr/bin/gcc