Проект за добавяне на поддръжка за паралелизиране на процеса на компилиране към GCC

Като част от изследователски проект Паралелен GCC Започна работа за добавяне на функция към GCC, която позволява процесът на компилиране да бъде разделен на няколко паралелни нишки. В момента, за да увеличи скоростта на изграждане на многоядрени системи, помощната програма make използва стартирането на отделни процеси на компилатор, всеки от които изгражда отделен кодов файл. Новият проект експериментира с осигуряване на паралелизиране на ниво компилатор, което потенциално ще подобри производителността на многоядрени системи.

За тестване подготвени отделен паралелен клон на GCC, който предлага нов параметър „—param=num-threads=N” за задаване на броя на нишките. В началния етап внедрихме прехвърлянето на междупроцедурни оптимизации в отделни нишки, които се извикват циклично за всяка функция и могат лесно да бъдат паралелизирани. Операциите на GIMPLE, отговорни за независими от хардуера оптимизации, които оценяват взаимодействието на функциите една с друга, са поставени в отделни нишки.

На следващия етап се планира също така да се преместят междупроцедурните RTL оптимизации в отделни нишки, като се вземат предвид характеристиките на хардуерната платформа. След това планираме да внедрим паралелизиране на интрапроцедурни оптимизации (IPA), приложени към кода във функцията, независимо от спецификата на повикването. Ограничаващата връзка засега е събирачът на боклук, който е добавил глобално заключване, което деактивира операциите по събиране на боклук, докато работят в многонишков режим (в бъдеще събирачът на боклук ще бъде адаптиран за многонишково изпълнение на GCC).

За да се оценят промените в производителността, е подготвен тестов пакет, който събира файла gimple-match.c, който включва повече от 100 хиляди реда код и 1700 функции. Тестовете на система с процесор Intel Core i5-8250U с 4 физически ядра и 8 виртуални (Hyperthreading) показаха намаляване на времето за изпълнение на Intra Procedural GIMPLE оптимизациите от 7 на 4 секунди при изпълнение на 2 нишки и на 3 секунди при изпълнение на 4 нишки, т.е. Увеличаването на скоростта на разглеждания етап на сглобяване е постигнато съответно с 1.72 и 2.52 пъти. Тестовете също така показаха, че използването на виртуални ядра с Hyperthreading не води до повишена производителност.

Общото време за изграждане беше намалено с приблизително 10%, но според прогнозите паралелизиране на RTL оптимизациите ще позволи постигането на по-осезаеми резултати, тъй като този етап отнема значително повече време по време на компилация. Приблизително след паралелизиране на RTL общото време за сглобяване ще бъде намалено с 1.61 пъти. След това ще бъде възможно да се намали времето за изграждане с още 5-10% чрез паралелизиране на IPA оптимизациите.

Източник: opennet.ru