MSYS2 による gcc 開発環境の構築 ― gcc パッケージ群の導入

いよいよ gcc をインストールする。その前に…

pacman によるパッケージ管理

前回の初期化でもちょっとだけ出てきたが， MSYS2 のパッケージ管理には pacman コマンドを使う。 pacman は元々 Arch Linux のパッケージ管理ツールで，使い方もこれと同じようだ。

pacman - ArchWiki

よく使うコマンドとしては

コマンドライン	処理内容
`pacman -S <package_name1> [package_name2...]`	指定したパッケージをインストールする
`pacman -Sl [repository]`	パッケージを一覧表示する（リポジトリを指定可能）
`pacman -Ss [regex...]`	パッケージを一覧・検索する（キーワードを指定可能）
`pacman -Su`	インストール済みのパッケージを更新する
`pacman -Sy`	パッケージのデータベースを更新する
`pacman -Syu`	`-Su`, `-Sy` の同時指定
`pacman -Q [package_name...]`	インストール済みパッケージを一覧・検索する（パッケージを指定可能）
`pacman -Qs [regex...]`	インストール済みパッケージを一覧・検索する（をキーワードを指定可能）
`pacman -R <package_name>`	指定したパッケージを削除する
`pacman -Rs <package_name>`	依存関係を含めて指定したパッケージを削除する（指定したパッケージにのみ依存するパッケージを削除）

あたりか。

MSYS2 のリポジトリ

/etc/pacman.conf を見ると MSYS2 では mingw32, mingw64, msys の3つのリポジトリを管理していることが分かる。

リポジトリ名	参照ファイル
`mingw32`	`/etc/pacman.d/mirrorlist.mingw32`
`mingw64`	`/etc/pacman.d/mirrorlist.mingw64`
`msys`	`/etc/pacman.d/mirrorlist.msys`

実際には「参照ファイル」にリポジトリへの URI が書かれている。たとえば /etc/pacman.d/mirrorlist.mingw32 ならこんな感じ。

##
## 32-bit Mingw-w64 repository mirrorlist
##

## Primary
## msys2.org
Server = http://repo.msys2.org/mingw/i686
Server = http://downloads.sourceforge.net/project/msys2/REPOS/MINGW/i686
Server = http://www2.futureware.at/~nickoe/msys2-mirror/i686/

では実際にリポジトリの中を覗いてみよう。

$ pacman -Sl | grep gcc
mingw32 mingw-w64-i686-gcc 7.3.0-1
mingw32 mingw-w64-i686-gcc-ada 7.3.0-1
mingw32 mingw-w64-i686-gcc-fortran 7.3.0-1
mingw32 mingw-w64-i686-gcc-libgfortran 7.3.0-1
mingw32 mingw-w64-i686-gcc-libs 7.3.0-1
mingw32 mingw-w64-i686-gcc-objc 7.3.0-1
mingw64 mingw-w64-x86_64-gcc 7.3.0-1
mingw64 mingw-w64-x86_64-gcc-ada 7.3.0-1
mingw64 mingw-w64-x86_64-gcc-fortran 7.3.0-1
mingw64 mingw-w64-x86_64-gcc-libgfortran 7.3.0-1
mingw64 mingw-w64-x86_64-gcc-libs 7.3.0-1
mingw64 mingw-w64-x86_64-gcc-objc 7.3.0-1
msys gcc 6.4.0-3
msys gcc-fortran 6.4.0-3
msys gcc-libs 6.4.0-3 [インストール済み]
msys mingw-w64-cross-gcc 6.4.0-2

どれを使うかはユーザ次第だが，今回は MSYS2 内ではなく Windows 環境で動作するアプリケーションを作りたいので， mingw32 および mingw64 リポジトリのものを導入する。

Windowsでgccなどを利用できるMSYS2の環境設定など - Qiita

gcc のインストール

では gcc のインストールを始めよう。今回は以下のパッケージグループを導入する。

base-devel
mingw-w64-i686-toolchain
mingw-w64-x86_64-toolchain

ものすごく分かりにくいが mingw-w64-x86_64-toolchain が 64bit 用である。コマンドラインは以下の通り（ログがかなり長くなるので省略）。

$ pacman -S base-devel mingw-w64-i686-toolchain mingw-w64-x86_64-toolchain

gcc の動作確認

まずは 32bit 版の動作確認。 mingw32.exe を起動，または環境変数 MSYSTEM に MINGW32 をセットして shell を起動する。前回紹介した ConEmu を使うのであれば以下のシーケンスで起動できる。

set MSYSTEM=MINGW32 & chcp 65001 & C:\msys64\usr\bin\bash.exe --login -i

gcc を起動して動作確認。

$ gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=C:\msys64\mingw32\bin\gcc.exe
COLLECT_LTO_WRAPPER=C:/msys64/mingw32/bin/../lib/gcc/i686-w64-mingw32/7.3.0/lto-wrapper.exe
Target: i686-w64-mingw32
Configured with: ../gcc-7.3.0/configure --prefix=/mingw32 --with-local-prefix=/mingw32/local --build=i686-w64-mingw32 --host=i686-w64-mingw32 --target=i686-w64-mingw32 --with-native-system-header-dir=/mingw32/i686-w64-mingw32/include --libexecdir=/mingw32/lib --enable-bootstrap --with-arch=i686 --with-tune=generic --enable-languages=c,lto,c++,objc,obj-c++,fortran,ada --enable-shared --enable-static --enable-libatomic --enable-threads=posix --enable-graphite --enable-fully-dynamic-string --enable-libstdcxx-time=yes --enable-libstdcxx-filesystem-ts=yes --disable-libstdcxx-pch --disable-libstdcxx-debug --disable-isl-version-check --enable-lto --enable-libgomp --disable-multilib --enable-checking=release --disable-rpath --disable-win32-registry --disable-nls --disable-werror --disable-symvers --with-libiconv --with-system-zlib --with-gmp=/mingw32 --with-mpfr=/mingw32 --with-mpc=/mingw32 --with-isl=/mingw32 --with-pkgversion='Rev1, Built by MSYS2 project' --with-bugurl=https://sourceforge.net/projects/msys2 --with-gnu-as --with-gnu-ld --disable-sjlj-exceptions --with-dwarf2
Thread model: posix
gcc version 7.3.0 (Rev1, Built by MSYS2 project)

次に 64bit 版の動作確認。動作確認には mingw64.exe を起動，または環境変数 MSYSTEM に MINGW64 をセットして shell を起動する。前回紹介した ConEmu を使うのであれば以下のシーケンスで起動できる。

set MSYSTEM=MINGW64 & chcp 65001 & C:\msys64\usr\bin\bash.exe --login -i

gcc を起動して動作確認。

$ gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=C:\msys64\mingw64\bin\gcc.exe
COLLECT_LTO_WRAPPER=C:/msys64/mingw64/bin/../lib/gcc/x86_64-w64-mingw32/7.3.0/lto-wrapper.exe
Target: x86_64-w64-mingw32
Configured with: ../gcc-7.3.0/configure --prefix=/mingw64 --with-local-prefix=/mingw64/local --build=x86_64-w64-mingw32 --host=x86_64-w64-mingw32 --target=x86_64-w64-mingw32 --with-native-system-header-dir=/mingw64/x86_64-w64-mingw32/include --libexecdir=/mingw64/lib --enable-bootstrap --with-arch=x86-64 --with-tune=generic --enable-languages=c,lto,c++,objc,obj-c++,fortran,ada --enable-shared --enable-static --enable-libatomic --enable-threads=posix --enable-graphite --enable-fully-dynamic-string --enable-libstdcxx-time=yes --enable-libstdcxx-filesystem-ts=yes --disable-libstdcxx-pch --disable-libstdcxx-debug --disable-isl-version-check --enable-lto --enable-libgomp --disable-multilib --enable-checking=release --disable-rpath --disable-win32-registry --disable-nls --disable-werror --disable-symvers --with-libiconv --with-system-zlib --with-gmp=/mingw64 --with-mpfr=/mingw64 --with-mpc=/mingw64 --with-isl=/mingw64 --with-pkgversion='Rev1, Built by MSYS2 project' --with-bugurl=https://sourceforge.net/projects/msys2 --with-gnu-as --with-gnu-ld
Thread model: posix
gcc version 7.3.0 (Rev1, Built by MSYS2 project)

ターゲット名が x86_64-w64-mingw32 となっていて非常に分かりにくいが， mingw32 版では i686-w64-mingw32 となっているので，なんとか区別して欲しい。

gcc のスレッドモデルと例外処理

MSYS2 で提供される gcc のスレッドモデルと例外処理は以下のようになっているらしい。

On MSYS2 I maintain only one configuration:
32-bit: threads=posix, exceptions=dwarf
64-bit: threads=posix, exceptions=seh

via MSYS2 / Tickets / #24 Mingw64 downloads through msys2?

MSYS2 のベースになっている MinGW-w64 のスレッドモデルには win32 と posix が提供されている。 win32 は Windows ネイティブなスレッド関連関数を使っているため速いが， C++11 の thread, mutex, future はサポートしていないらしい。一方，例外処理には SJLJ（SetJump/LongJump）， DWARF2， SEH（Structured Exception Handling）があり，この中では Windows ネイティブな SEH が一番速い。ただし SEH は 64bit gcc でしか対応していないため 32bit 環境では使えない¹。

MinGW-w64 のもうひとつの実装である TDM-GCC では，スレッドモデルには posix，例外処理には SJLJ（32bit）または SEH（64bit）が設定されているようだ。

TDM-GCC includes a pthreads emulation layer for Microsoft Windows systems, called "winpthreads". This lets you use std::thread and other C++11 concurrency features in your programs, out of the box.
[...]
64-bit binaries use "SEH", which stands for "Structured Exception Handling".
[...]
If you create a 32-bit binary with the TDM64 edition, it will use SJLJ exception handling. DW2 exception handling is not available in this edition.

via TDM-GCC : Quirks

次回は実際にビルドを行う。

ちなみにオリジナルの MinGW-w64 ではインストール時にスレッドモデルと例外処理を選択できる。 ↩︎