Издание на компилаторите GCC 15

След една година работа е публикувано изданието на свободния комплект компилатори GCC 15.1, първото значително издание в новата версия GCC 15.x. В съответствие с номерирането на версиите, версия 15.0 е била използвана в процеса на разработка, а малко преди изданието на GCC 15.1 вече е била създадена версия GCC 16.0, на която ще бъде основавано следващото значително издание GCC 16.1.

Основни промени:

• При компилиране на програми на езика C по подразбиране е задействан стандартът C23 (преглед на промените) с разширения GNU («-std=gnu23»). Преди това по подразбиране е бил използван стандартът C17 — «-std=gnu17»). Това изменение може да доведе до проблеми при компилирането на съществуващи проекти поради включването на константата nullptr, типа _BitInt(n) и ключовите думи bool, true и false, които могат да конфликтоват с идентификаторите с едноименно име в приложенията.
• Реализирани са възможностите на стандарта C23:
  • Директивата «#embed», предназначена за вграждане на бинарни ресурси в кода.
  • Атрибутът «unsequenced», сигнализиращ, че резултатът не зависи от реда на изпълнение.
  • Атрибутът «reproducible», указващ, 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 обявяване на променливи в оператора «if», например, «if (int x = get ()) {…}».
  • Поддръжка на именуване на цикли, за да може да се отнасяме към тях в кода. outer: for (int i = 0; i < IK; ++i) { switch (i) { case 1: break; // преминава към CONT1 case 2: break outer; // преминава към CONT2 } // CONT1 } // CONT2
  • Поддръжка на указване на диапазони на цели стойности в изразите «case», например, «case 1 … 10:».
  • Суфикси «i» и «j» за обозначаване на въображаемата част в комплексни числа.
  • Възможност за използване на операторите «++» и «—» с комплексни числа.
  • Конструкцията «_Generic(type, expr1, expr2, …)» за избор на израз на базата на типа на операнда.
  • Поддръжка на достъп до байтови масиви като към други типове обекти, като структури и обединения.
  • Поддръжка на прилагане на оператора «alignof» към непълни масиви (обявени без указание на размер, например «int a[]»).
  • Добавен нов синтаксис за осмични, шестнайсетични и универсални escape-последователности на символи. Вместо „\u“, „\x“ и „\nnn“ са предложени последователности „\u{}“, „\o{}“ и „\x{}“, в които могат да се посочват произволен брой цифри.
  • Вградени функции „__builtin_stdc_rotate_left“ и „__builtin_stdc_rotate_right“.
  • Позволени са операции с нулева дължина на указатели NULL (например, „sizeof(*p)“).
• В предния край за езика C++ са реализирани възможности, развивани за бъдещия стандарт C++26:
  • Променлив оператор „friend“ („friend Ts…“).
  • Възможност за използване на ключовата дума „constexpr“ с разновидността на оператора „new“ (placement new) за разполагане на обект в предварително заделена памет по време на компилация.
  • Извеждане на грешка при изтриване на указател към непълен тип.
  • Обявен за остарял синтаксисът на определение на променливи параметри с многоточие без предшестваща запетая (например, когато се указыва „void e(int…)“ вместо „void e(int, …)“).
  • Индексиране на пакет параметри в шаблони.
  • Атрибути за структурирани включвания;
  • Синтаксис „= delete(„причина“);“;
  • Включване на „@“, „$“ и „`“ в основния набор от символи.
  • Забранено е използването на макроси за обявяване на модули.
  • Възможност за прилагане на структурирано свързване (structured binding) като условие в операторите if и switch.
  • Спряна е поддръжката на директно сравнение на масиви (например, „int arr1[5]; int arr2[5]; bool same = arr1 == arr2“).
  • Механизмът „#embed“ за вграждане на бинарни ресурси.
  • Обявен за остарял шаблонен клас is_trivial.
• Добавени са възможности в C++23:
  • Забрана на някои приложения на директивата „export“ и разрешение за използване на „export {}“.
  • Поддръжка на удължаване на времето на живот на временни обекти в цикли „for“, обходящи диапазони.
• В библиотеката libstdc++ е реализирана експериментална поддръжка на модули std и std.compat.
• Използването на инициализатор „{0}“ за съюзи в код на C и C++ вече не гарантира изчистване на всичкото съдържание, а води до нулиране на първия елемент на съюза. За изчистване на целия съюз следва да се използва израз „{}“, дефиниран в спецификацията C23, или да се посочи опцията „-fzero-init-padding-bits=unions“ за възстановяване на старото поведение.
• Поддръжката на атрибута «musttail» ([[gnu::musttail]] и [[clang::musttail]]) е реализирана за гарантирани хвостови извиквания. Атрибутът се прилага към изразите return, в които се извършва рекурсивно извикване на текущата функция, и гарантира, че такова извикване ще използва хвостова рекурсия, при която не се заделя допълнителна памет в стека (изключва риска от изчерпване на паметта при много извиквания).
• Поддръжката на атрибута flag_enum ([[gnu::flag_enum]] и [[clang::flag_enum]]) е реализирана, който се прилага към изброявания за индикация, че съдържанието се използва в битови операции (изключва показването на предупреждение в режим «-Wswitch»).
• Добавена е поддръжка на атрибута «counted_by», чрез който може да се посочи поле в структура с гъвкаъв масив, определящо броя на елементите. Атрибутът може да се използва за повишаване на ефективността на проверките за излизане извън 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 презаписването на паметта в червената зона на стека (област на върха на стека).
• Компилирането на код на C++ е ускорено благодарение на подобрено хеширане на шаблоните.
• Добавени са нови оптимизации. Реализирана е поддръжка за векторизация на цикли, в които има код за преждевременно излизане (например, чрез извикване на break или return), дори ако такива цикли манипулират динамично заделени масиви или буфери, размерът на които не е известен на етапа на компилация. При указване на опцията «-O2» е включена векторизацията на някои лесно векторизируеми цикли, за които няма информация за броя на итерациите (tripcount).
• Добавен е режим на инкрементална оптимизация на етапа на свързване (LTO, Link-Time Optimization), който значително намалява времето за препроцесиране при използване на LTO в ситуации, когато са внесени незначителни промени в кода (редактирана е една функция). За включване на инкременталния режим е предложена опцията «-flto-incremental».
• Подобрена компилацията на много големи входни файлове. Реализирано е проследяване на номера на колоните, надвишаващи 4096. Повишена е точността на указването на местоположението на грешките и предупрежденията в много големи файлове.
• Повишена е визуализацията на отчетите при диагностика на проблеми. Например, осигурено е подчертаване на мястото на възникване на проблема с символа «⚠️», променен е форматът на изхода при грешки в шаблоните C++, добавени са подсказки за опростяване на прехода към стандарта C23, преработена е цветната схема. Добавена е възможност за извеждане на диагностика в Sarif формат (-fdiagnostics-format=sarif-file).
• Реализирана е библиотека libgdiagnostics, позволяваща интегрирането на възможности на GCC, свързани с оформлението на диагностични съобщения (например, могат да се използват инструменти за цитиране, подсветка и подсказки за корекции).
• Добавени са предупреждения «-Wtrailing-whitespace» и «-Wleading-whitespace» за идентифициране на остатъчни интервали в края на редовете и излишни интервали в началото на редовете.
• Добавено е предупреждение «-Wheader-guard» за уведомяване за проблеми с макроси за защита на заглавни файлове, предотвратяващи повторно включване на заглавния файл.
• Фронтендът за език D е обновен до версия 2.111.0.
• В фронтенда за език Fortran е добавена поддръжка на беззнакови цели числа.
• Включен е компилатор за език COBOL — gcobol, поддържащ платформи x86-64 и AArch64, и не е предназначен за работа на 32-битови системи. Компилаторът реализира спецификацията ISO/IEC 1989:2023 и преминава повечето тестове на NIST CCVS/85.
• Продължена е реализацията на стандартите OpenMP 5.0, 5.1, 5.2 и 6.0 (Open Multi-Processing), определящи API и методи за приложение на паралелно програмиране на 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 AMD и NVIDIA е добавена поддръжка на унифицирана споделена памет (включва се чрез указание unified_shared_memory в директивата «requires»). Добавена е поддръжка на израза «self_maps».
• В бекстенда за архитектура AArch64 е добавена поддръжка на платформата MinGW (aarch64-w64-mingw32). Реализирани са над 20 разширения ARM8 и подобрена е поддръжката на разширението ACLE (Arm C Language Extensions). Направени са многобройни 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 бэкенда генерации кода за GPU AMD Radeon (GCN) е реализирана поддръжка на библиотеката libstdc++ и е добавена експериментална поддръжка на генерирането на код за устройства от серията gfx9-generic, gfx10-3-generic и gfx11-generic.
• В бэкенда за архитектура x86 е добавена поддръжка на разширенията на архитектурата Intel AVX10.2, AMX-AVX512, AMX-FP8, AMX-MOVRS, AMX-TF32, AMX-TRANSPOSE и MOVRS. Добавена е поддръжка за CPU Intel Diamond Rapids и Xeon Phi.
• Разширени възможности за бэкендовете на платформите LoongArch и AVR.
• Поддръжката за целевата архитектура nios2, използвана в процесорите Nios II, е премахната. Обявена е за остаряла и ще бъде премахната в следващата значителна версия поддръжката на ABI ILP32 (-mabi=ilp32) в порта за AArch64.

Източник: opennet.ru