Проект за добавяне на поддръжка за паралелизация на процеса на компилиране в GCC

В рамките на изследователския проект Parallel GCC започна работа по добавяне в GCC на функция, позволяваща разделяне на процеса на компилация на няколко паралелно изпълнявани потока. В момента, за да се ускори компилацията на многоядрени системи, на ниво инструмент make се използва стартиране на отделни процеси на компилатора, всеки от които компилира отделен файл с код. Новият проект експериментира с осигуряване на паралелизация на ниво компилатор, което потенциално ще позволи повишаване на ефективността на работа на многоядрени системи.

За тестване е подготвена отделна паралелизационна клонка на GCC, за задаване на броя на потоковете, в която е предложен нов параметър „—param=num-threads=N“. В началния етап е реализирано изнасяне в отделни изпълнителни потоци на междупроцедурни оптимизации, които циклично се извикват за всяка функция и са добре податливи на паралелизация. В отделни потоци са изнесени операции GIMPLE, отговарящи за независимите от хардуера оптимизации, оценяващи взаимодействието между функциите.

На следващия етап се планира изнасяне в отделни потоци и на междупроцедурни RTL-оптимизации, вземащи предвид особеностите на хардуерната платформа. След това е предвидено реализиране на паралелизация на вътрешнопроцедурни оптимизации (IPA), прилагани към кода вътре във функцията, независимо от особеностите на извикването. Ограничителният фактор досега е събирачът на боклук, в който е добавена глобална блокировка, деактивираща операциите за събиране на боклук по време на работа в многопоточен режим (в бъдеще събирачът на боклук ще бъде адаптиран за многопоточно изпълнение на GCC).

За оценка на промяната в производителността е подготвен тестов набор, който извършва компилация на файла gimple-match.c, включващ над 100 хиляди реда код и 1700 функции. Тестовете на система с CPU Intel Core i5-8250U с 4 физически ядра и 8 виртуални (Hyperthreading) показаха намаление на времето за изпълнение на оптимизациите Intra Procedural GIMPLE от 7 на 4 секунди при стартиране на 2 потока и до 3 секунди при стартиране на 4 потока, т.е. постигнато е увеличаване на скоростта на разглеждания етап на компилация с 1.72 и 2.52 пъти, съответно. Тестовете също така показаха, че използването на виртуални ядра при Hyperthreading не води до увеличение на производителността.

Общото време за компилация е намаляло с приблизително 10%, но прогнозите сочат, че паралелизацията на RTL-оптимизациите ще доведе до по-добри резултати, тъй като тази стъпка отнема значително повече време по време на компилация. Приблизително след паралелизацията на RTL общото време за компилация ще намалее с 1.61 пъти. След това ще може да се намали времето за компилация с още 5-10% благодарение на паралелизацията на IPA оптимизациите.

Източник: opennet.ru