CおよびC++で64ビットgccを使って32ビットプログラムをコンパイルする方法

現在、多くのLinuxディストリビューションに付属するgccコンパイラは、デフォルトで64ビット版として提供されています。しかし開発の現場では、32ビット環境向けにコードをコンパイル・実行しなければならないケースも少なくありません。そのような場合に役立つのが、gccの「-m32」オプションです。

gccのターゲットアーキテクチャを確認する

まず、現在使用しているgccコンパイラのターゲット環境を確認しましょう。ターミナルで以下のコマンドを実行します。

gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/lto-wrapper
OFFLOAD_TARGET_NAMES=nvptx-none
OFFLOAD_TARGET_DEFAULT=1
Target: x86_64-linux-gnu
...........
...........
...........

出力結果の「Target」欄に「x86_64」と表示されていることから、この環境では64ビット版のgccが使用されていることがわかります。

-m32オプションで32ビット向けにコンパイルする

32ビットシステム向けにコンパイルするには、以下のように「-m32」オプションを付けてコマンドを実行します。

gcc -m32 プログラム名.c

エラーが発生した場合の対処法

このコマンドを実行すると、まれに次のようなエラーが出力されることがあります。これは、32ビットコンパイルに必要なgccの標準ライブラリ（multilib）がインストールされていないことを示しています。

In file included from test_c.c:1:0:
/usr/include/stdio.h:27:10: fatal error: bits/libc-header-start.h: No such file
or directory
#include <bits/libc-header-start.h>
^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
compilation terminated.

このようなエラーが表示された場合は、以下のコマンドで必要なライブラリをインストールしてください。

sudo apt-get install gcc-multilib
sudo apt-get install g++-multilib

32ビットと64ビットの実行結果の違いを確認する

それでは、実際にコードを実行して、32ビット環境と64ビット環境での動作の違いを見てみましょう。ここでは、long型のサイズを出力するシンプルなプログラムを使用します。

サンプルコード

#include<stdio.h>
main(){
    printf("The Size is: %lu\n", sizeof(long));
}

64ビット環境での実行結果

$ gcc test_c.c
test_c.c:3:1: warning: return type defaults to 'int' [-Wimplicit-int]
main(){
^~~~
$ ./a.out
The Size is: 8

32ビット環境での実行結果

$ gcc -m32 test_c.c
test_c.c:3:1: warning: return type defaults to 'int' [-Wimplicit-int]
main(){
^~~~
test_c.c: In function 'main':
test_c.c:4:28: warning: format '%lu' expects argument of type 'long unsigned
int', but argument 2 has type 'unsigned int' [-Wformat=]
printf("The Size is: %lu\n", sizeof(long));
~~^
%u
$ ./a.out
The Size is: 4

このように、同一のソースコードでも、64ビット環境ではlong型のサイズが8バイトになるのに対し、32ビット環境では4バイトになります。これはデータ型モデル（LP64とILP32）の違いによるもので、可搬性（ポータビリティ）を意識したプログラムを作成する際には非常に重要なポイントです。なお、サンプルコードでは戻り値の型やフォーマット指定子に関する警告が表示されていますが、本題であるデータサイズの違いの確認には影響ありません。実運用のコードでは、int main(void) のように明示的に型を宣言し、%zu を使うなどして警告を回避することをおすすめします。