Издание на компилаторите GCC 15

След като е разработен в продължение на година, бе публикувано изданието на свободния комплект компилатори GCC 15.1, първото значимо издание в новата клонова версия GCC 15.x. В съответствие с схемата за номериране на версиите, версия 15.0 се е използвала по време на разработката, а малко преди пускането на GCC 15.1 вече се е отделила клонът GCC 16.0, на базата на който ще бъде формирано следващото значимо издание GCC 16.1.

Основни промени:

• При компилирането на програми на езика C по подразбиране се използва стандарт C23 (преглед на промените) с разширения на GNU ("-std=gnu23"). Преди това стандартът C17 — "-std=gnu17" — е бил по подразбиране. Това изменение може да доведе до проблеми при изграждането на съществуващи проекти поради включването на константата nullptr, типа _BitInt(n) и ключовите думи bool, true и false, които могат да конфликтират с идентификаторите със същото име, зададени в приложенията.
• Реализирани са възможностите на стандарта C23:
  • Директивата "#embed", предназначена за вграждане на бинарни ресурси в кода.
  • Атрибутът "unsequenced", който сигнализира, че резултатът не зависи от реда на изпълнение.
  • Атрибутът "reproducible", който указва, че функцията винаги връща един и същ резултат при идентични входни данни, т.е. не зависи от други фактори.
• Реализирани са елементите на бъдещия стандарт C2Y (-std=c2y и -std=gnu2y):
  • Възможност за деклариране на променливи в оператора "if", например, "if (int x = get ()) {…}".
  • Подкрепа за задаване на имена на цикли, така че да се реферира към тях в кода. outer: for (int i = 0; i < IK; ++ i) { switch (i) { case 1: break; // jumps to CONT1 case 2: break outer; // jumps to CONT2 } // CONT1 } // CONT2
  • Подкрепа за указване на диапазони от цели стойности в изразите "case", например, "case 1 … 10:".
  • Суфиксите "i" и "j" за обозначаване на действителната част в комплексните числа.
  • Възможност за използване на операторите "++" и "—" с комплексни числа.
  • Конструкцията "_Generic(type, expr1, expr2, …)" за избор на израз въз основа на типа на операнда.
  • Подкрепа за работа с байтови масиви, както и с други типове обекти, като структури и обединения.
  • Подкрепа за прилагане на оператора "alignof" към непълни масиви (обявени без указване на размер, например, "int a[]").
  • Добавен е нов синтаксис за осмични, шестнадесетични и универсални escape-последователности на символи. Вместо «\u», «\x» и «\nnn» – предложени са последователности «\u{}», «\o{}» и «\x{}», в които може да се посочва произволен брой цифри.
  • Вградени функции «__builtin_stdc_rotate_left» и «__builtin_stdc_rotate_right».
  • Разрешени са операции с нулева дължина на указатели NULL (например, «sizeof(*p)»).
• В фронтенда за езика C++ са реализирани възможности, които се развиват за бъдещия стандарт C++26:
  • Вариативен оператор «friend» («friend Ts…»).
  • Възможност за използване на ключовата дума «constexpr» с разновидността на оператора «new» (placement new) за разполагане на обект в предварително определена памет по време на компилация.
  • Извеждане на грешка при изтриване на указател към непълен тип.
  • Обявен за остарял синтаксис на определяне на вариативни параметри с многоточие без предшестваща запетая (например, когато се посочва «void e(int…)» вместо «void e(int, …)»).
  • Индексирене на пакета параметри в шаблони.
  • Атрибути за структурирани привързвания;
  • Синтаксис ‘= delete(«причина»)’;
  • Включване на «@», «$» и «`» в основния набор от символи.
  • Забранено е използването на макроси за дефиниране на модули.
  • Възможност за прилагане на структурирано свързване (structured binding) като условие в операторите if и switch.
  • Поддръжката на директно сравнение на масиви е прекратена (например, «int arr1[5]; int arr2[5]; bool same = arr1 == arr2»).
  • Механизъм «#embed» за вграждане на бинарни ресурси.
  • Шаблонният клас is_trivial е обявен за остарял.
• Добавени са възможности C++23:
  • Забранени са някои приложения на директивата «export» и е разрешено използването на «export {}».
  • Подкрепа за удължаване на живота на времеви обекти в цикли «for», които преминават през диапазони.
• В библиотеката libstdc++ е реализирана експериментална поддръжка на модули std и std.compat.
• Използването на инициализатор «{0}» за обединения в код на C и C++ вече не гарантира почистването на цялото съдържание, а води до нулиране на първия елемент на обединението. За почистване на цялото обединение следва да се използва изразът «{}», дефиниран в спецификация C23, или да се зададе опцията «-fzero-init-padding-bits=unions» за възстановяване на старото поведение.
• Реализирана е поддръжка на атрибута «musttail» ([[gnu::musttail]] и [[clang::musttail]]) за гарантирани хвостови извиквания. Атрибутът се прилага към изрази return, в които се извършва рекурсивно извикване на текущата функция, и гарантира, че такова извикване ще използва хвостова рекурсия, при която не се отделя допълнителна памет в стека (изключва риска от изчерпване на паметта при много голям брой извиквания).
• Поддръжка на атрибута flag_enum ([[gnu::flag_enum]] и [[clang::flag_enum]]) е реализирана за изброявания, за да се индикира, че съдържанието се използва в битови операции (изключва изхода на предупреждение в режим «-Wswitch»).
• Добавена е поддръжка на атрибута «counted_by», чрез който може да се посочи поле в структура с гъвкав масив, определящо броя на елементите. Атрибутът може да се използва за повишаване на ефективността на проверките за излизане от границите на буфера.
• За функциите е добавен атрибутът «nonnull_if_nonzero», който определя, че някои параметри на функцията с указатели могат да приемат стойност NULL, само ако друг параметър е равен на нула.
• Разрешено е използването на разширени асемблерни вмъквания «asm (….)» извън функциите. В асемблерните вмъквания е разрешено да се презаписва паметта в червената зона на стека (област на върха на стека).
• Компилацията на C++ код е ускорена благодарение на подобрено хеширане на шаблоните.
• Добавени са нови оптимизации. Реализирана е поддръжка за векторизация на цикли, съдържащи код за преждевременно излизане (например, чрез повикване на break или return), дори когато тези цикли манипулират динамично разпределени масиви или буфери, чиито размери не са известни на етапа на компилация. При указване на опцията «-O2» е включена векторизация на някои лесно векторизируеми цикли, за които липсват сведения за броя на итерациите (tripcount).
• Добавен е режим на инкрементална оптимизация на етапа на свързване (LTO, Link-Time Optimization), който значително намалява времето за повторна компилация при използване на LTO в ситуации, когато са направени незначителни промени в кода (редактирана е една функция). За включване на инкременталния режим е предложена опцията «-flto-incremental».
• Подобрена е компилацията на много големи входни файлове. Реализирано е проследяване на номера на колоните, надвишаващи 4096. Повишена е точността на указването на местоположението на грешки и предупреждения в много големи файлове.
• Повишена наглядност на отчетите при диагностика на проблеми. Например, осигурено е обозначаване на мястото на възникване на проблема със символа «⚠️», променена е компоновката на изхода при грешки в C++ шаблони, добавени са подсказки за улесняване на преминаването към стандарт C23, преработена е цветова схема. Добавена е възможност за изход на диагностика в формат Sarif (-fdiagnostics-format=sarif-file).
• Реализирана е библиотека libgdiagnostics, позволяваща на потребителите да интегрират функционалностите на GCC, свързани с оформлението на диагностични съобщения (например, могат да се използват инструменти за цитиране, оцветяване и подсказки за корекция).
• Добавени са предупрежденията «-Wtrailing-whitespace» и «-Wleading-whitespace» за откриване на остатъчни интервали в края на редовете и излишни интервали в началото на редовете.
• Добавено е предупреждение «-Wheader-guard» за уведомяване за проблеми в макросите за защита на заглавни файлове, които предотвратяват многократното включване на заглавния файл.
• Фронтендът за езика D е обновен до версия 2.111.0.
• Добавена е поддръжка на беззнакови цели числа във фронтенда за езика Fortran.
• Включен е компилатор за езика COBOL — gcobol, който поддържа платформи x86-64 и AArch64 и не е предназначен за 32-битови системи. Компилаторът реализира спецификацията ISO/IEC 1989:2023 и преминава през голяма част от тестовете NIST CCVS/85.
• Продължава реализацията на стандартите OpenMP 5.0, 5.1, 5.2 и 6.0 (Open Multi-Processing), които определят API и начини за прилагане на методи за паралелно програмиране в многоядрени и хибридни (CPU+GPU/DSP) системи с обща памет и блокове за векторизация (SIMD). Добавена е поддръжка на метадирективи и конструкции tile, unroll, interop и dispatch. За някои GPU от AMD и NVIDIA е добавена поддръжка на унифицирана споделена памет (активира се чрез указание unified_shared_memory в директивата «requires»). Добавена е поддръжка на израза «self_maps».
• В бекенда за архитектура AArch64 е добавена поддръжка за платформата MinGW (aarch64-w64-mingw32). Реализирани са над 20 разширения ARM8 и е подобрена поддръжката на разширението ACLE (Arm C Language Extensions). Извършени са множество подобрения в генератора на код. Добавена е поддръжка на CPU:
  • Apple A12 (apple-a12)
  • Apple M1 (apple-m1)
  • Apple M2 (apple-m2)
  • Apple M3 (apple-m3)
  • Arm Cortex-A520AE (cortex-a520ae)
  • Arm Cortex-A720AE (cortex-a720ae)
  • Arm Cortex-A725 (cortex-a725)
  • Arm Cortex-R82AE (cortex-r82ae)
  • Arm Cortex-X925 (cortex-x925)
  • Arm Neoverse N3 (neoverse-n3)
  • Arm Neoverse V3 (neoverse-v3)
  • Arm Neoverse V3AE (neoverse-v3ae)
  • FUJITSU-MONAKA (fujitsu-monaka)
  • NVIDIA Grace (grace)
  • NVIDIA Olympus (olympus)
  • Qualcomm Oryon-1 (oryon-1)
• В бекенда за генериране на код за GPU AMD Radeon (GCN) е реализирана поддръжка на библиотеката libstdc++ и е добавена експериментална поддръжка за генериране на код за серии устройства gfx9-generic, gfx10-3-generic и gfx11-generic.
• В бекенда за архитектура x86 е добавена поддръжка на разширенията Intel AVX10.2, AMX-AVX512, AMX-FP8, AMX-MOVRS, AMX-TF32, AMX-TRANSPOSE, MOVRS. Добавена е поддръжката на CPU Intel Diamond Rapids и Xeon Phi.
• Разширени са възможностите на бекендите за платформите LoongArch и AVR.
• Поддръжката на целевата архитектура nios2, използвана в процесорите Nios II, е премахната. Поддръжката на ABI ILP32 (-mabi=ilp32) в порта за AArch64 е обявена за остаряла и ще бъде премахната в следващото значимо издание.

Източник: opennet.ru