Пускане на компилаторния пакет GCC 10

След година на развитие публикувани издаване на безплатен набор от компилатори GCC 10.1, първото голямо издание в новия клон на GCC 10.x. В съответствие със нова схема номера на издания, версия 10.0 е използвана в процеса на разработка и малко преди пускането на GCC 10.1, клонът на GCC 11.0 вече се е разклонил, на базата на който ще бъде формирана следващата значима версия, GCC 11.1.

GCC 10.1 се отличава с внедряването на много иновации в езика C++, разработен за стандарта C++20, подобрения, свързани с бъдещия езиков стандарт C (C2x), нови оптимизации в бекенда на компилатора и експериментална поддръжка режим на статичен анализ. Освен това, по време на подготовката на нов клон, проектът прехвърли хранилището от SVN към Git.

Основната промени:

• Добавено експериментален режим на статичен анализ "-фанализатор“, който извършва ресурсоемък междупроцедурен анализ на пътищата за изпълнение на кода и потоците от данни в програма. Режимът е способен да открива проблеми на етапа на компилация, като двойни извиквания на функцията free() за една област на паметта, изтичане на файлови дескриптори, дерефериране и предаване на нулеви указатели, достъп до освободени блокове памет, използване на неинициализирани стойности и т.н. Използването на новия режим за OpenSSL код вече направи възможно идентифицирането опасна уязвимост.
• Подобрени междупроцедурни оптимизации. Пропускът IPA-SRA (междупроцедурна скаларна споделена замяна) е преработен, за да работи по време на свързване и, наред с други неща, сега премахва изчислените и върнатите неизползвани стойности. В режима на оптимизация "-O2" е активирана опцията "-finline-functions", която е пренастроена, за да предпочита по-компактния код пред производителността на изпълнение. Работата на евристиката за внедряване на вградена функция е ускорена. Евристиката за вградено разширение и клониране на функции вече може да използва информация за диапазони на стойности, за да предвиди ефективността на отделните трансформации. За C++, точността на разбора на псевдоними, базиран на тип, е подобрена.
• Подобрени оптимизации на времето за свързване (LTO). Добавен нов изпълним файл lto-изхвърлям за нулиране на информация за обектни файлове с LTO байт код. Паралелните LTO пропуски автоматично определят броя на едновременно изпълняваните задачи за създаване и, ако те не могат да бъдат определени, използва информация за броя на процесорните ядра като фактор за паралелизиране. Добавена е възможност за компресиране на LTO байт код с помощта на алгоритъма zstd.
• Подобрен е механизмът за оптимизация, базиран на резултатите от профилирането на кода (PGO - Profile-guided optimization), който генерира по-оптимален код въз основа на анализ на характеристиките на изпълнение на кода. Подобрена поддръжка на профили по време на компилация и разделяне на горещо/студено кодиране. Чрез опцията "-fprofile-стойности» вече може да следи до 4 стойности на профила, например за индиректни повиквания и предоставяне на по-точна информация за профила.
• Спецификация за паралелно програмиране, внедрена за езиците C, C++ и Fortran OpenACC 2.6, който дефинира инструменти за разтоварващи операции на GPU и специализирани процесори като NVIDIA PTX. Внедряването на стандарта е почти завършено Отворете MP 5.0 (Open Multi-Processing), който дефинира API и методите за прилагане на методи за паралелно програмиране върху многоядрени и хибридни (CPU+GPU/DSP) системи със споделена памет и единици за векторизация (SIMD). Добавени функции като условни оператори lastprivate, директиви за сканиране и цикъл, изрази за поръчка и use_device_addr. За OpenMP и OpenACC е добавена поддръжка за операции за разтоварване на графични процесори AMD Radeon (GCN) от четвърто поколение (Фиджи) и пето поколение (VEGA 10/VEGA 20).
• За езиците от семейството C е добавена функцията „достъп“, за да опише достъпа на функцията до обекти, предавани чрез препратка или указател, и да асоциира такива обекти с целочислени аргументи, съдържащи информация за размера на обектите. За да работи във връзка с „достъп“, атрибутът „тип“ е внедрен за откриване на неправилен достъп от потребителски функции, например при запис на стойности в област извън границите на масива. Също така е добавен атрибутът "symver" за свързване на символи в ELF файл с конкретни номера на версията.
• Добавени са нови предупреждения:
  • “-Wstring-compare” (активирано с “-Wextra”) - предупреждава за наличието на изрази, в които нулата се сравнява с резултата от извикването на функциите strcmp и strncmp, което е еквивалентно на константа поради факта, че дължината на един аргумент е по-голям от размера на масива във втория аргумент.
  • „-Wzero-length-bounds“ (активирано с „-Warray-bounds“) – предупреждава за достъп до елементи на масив с нулева дължина, което може да доведе до презаписване на други данни.
  • Предупрежденията „-Warray-bounds“, „-Wformat-overflow“, „-Wrestrict“, „-Wreturn-local-addr“ и „-Wstringop-overflow“ са разширени, за да разширят броя на ситуациите извън границите които се обработват.
• Реализирана е възможността за директно указване на широки знаци в идентификаторите, използвайки текущото кодиране (UTF-8 по подразбиране), а не UCN нотация (\uNNNN или \UNNNNNNNN). Например:

  static const int π = 3;
  int get_naïve_pi() {
  връщане π;
  }

• За езика C са внедрени част от нови функции, разработени в рамките на стандарта C2X (активирани чрез указване на -std=c2x и -std=gnu2x): появи се поддръжка за синтаксиса „[[]]“ за дефиниране на атрибути, както в C++ (например [[gnu ::const]], [[deprecated]], [[fallthrough]] и [[maybe_unused]]. Добавена е поддръжка за синтаксис "u8" за дефиниране на константи с UTF-8 знаци.
  Добавени са нови макроси към . Добавени са замествания "%OB" и "%Ob" към strftime.

• Режимът по подразбиране за C е "-fno-common", което позволява по-ефективен достъп до глобални променливи на някои платформи.
• За C++ са въведени около 16 промени и нововъведения, разработени в стандарта C++20. Включително добавената ключова дума „constinit“
  и е въведена поддръжка за разширения на шаблони "концепцията". Концепциите ви позволяват да дефинирате набор от изисквания към параметрите на шаблона, които по време на компилиране ограничават набора от аргументи, които могат да бъдат приети като параметри на шаблона. Концепциите могат да се използват за избягване на логически несъответствия между свойствата на типовете данни, използвани в шаблона, и свойствата на типа данни на входните параметри.

• G++ осигурява откриване на недефинирано поведение, причинено от промяна на постоянни обекти чрез constexpr. Намалена консумация на памет от компилатора при изчисляване на constexpr. Добавени са нови предупреждения „-Wmismatched-tags“ и „-Wredundant-tags“.
• Предложени са нови опции на командния ред:
  • "-fallocation-dce" за премахване на ненужните двойки оператори "нов" и "изтриване".
  • "-fprofile-partial-training" за деактивиране на оптимизирането на размера за код, който няма изпълнение на обучение.
  • "-fprofile-reproducible за контрол на нивото на възпроизводимост на профила.
  • „-fprofile-prefix-path“, за да дефинирате основната директория за компилация на източника, използвана за отделно генериране на профил (за „-fprofile-generate=profile_dir“ и „-fprofile-use=profile_dir“).
• В предупредителния текст за споменатите опции са предоставени хипервръзки, които ви позволяват да отидете до документацията за тези опции. Замяната на URL се контролира с помощта на опцията "-fdiagnostics-urls".
• Добавен оператор за препроцесор "__има_вграден“, който може да се използва за проверка за вградени функции.
• Добавена е нова вградена функция "__builtin_roundeven" с реализация на функцията за закръгляване, дефинирана в спецификацията ISO/IEC TS 18661, подобна на "кръгла", но закръгляща част по-голяма от 0.5 нагоре (до по-голяма стойност), по-малка от 0.5 - надолу (до нула), и равно на 0.5 - започвайки от паритета на предпоследната цифра.
• За архитектурата AArch64 е добавена поддръжка за разширението SVE2 и е подобрена поддръжката за SVE (Scalable Vector Extension), включително добавена поддръжка за вградени SVE ACLE функции и типове и използването на векторизация. Поддръжката за LSE (големи системни разширения) и TME (разширение на транзакционната памет) е разширена. Добавени са нови инструкции, предложени в Armv8.5-A и Armv8.6-A, включително инструкции за генериране на произволни числа, закръгляне, обвързване на тагове с памет,
  bfloat16 и матрично умножение. Добавена поддръжка на процесор
  Arm Cortex-A77,
  Arm Cortex-A76AE,
  Arm Cortex-A65,
  Arm Cortex-A65AE,
  Arm Cortex-A34 и
  Marvell ThunderX3.

• Добавена е поддръжка за ABI FDPIC (32-битови функционални указатели) за ARM64. Преработена и оптимизирана обработка на 64-битови цели числа. Добавена поддръжка на процесора
  Arm Cortex-A77,
  Arm Cortex-A76AE и
  Ръка Cortex-M35P. Разширена поддръжка за инструкции за обработка на данни ACLE, включително 32-битов SIMD, 16-битово умножение, аритметика с блокиране и други оптимизации на DSP алгоритъм. Добавена е експериментална поддръжка за ACLE CDE (Custom Datapath Extension) инструкции.

• Значително подобрено генериране на код и векторизация в бекенда за AMD графични процесори, базирани на микроархитектурата GCN.
• Добавена е поддръжка за XMEGA-подобни устройства за AVR архитектура
  ATtiny202, ATtiny204, ATtiny402, ATtiny404, ATtiny406, ATtiny804, ATtiny806, ATtiny807, ATtiny1604, ATtiny1606, ATtiny1607, ATmega808, ATmega809, ATmega1608, ATmega1609 3208, ATmega3209, ATmega4808 4809, ATmegaXNUMX и ATmegaXNUMX.

• Добавено е ново разширение за архитектура на набор от инструкции на Intel ENQCMD (-menqcmd) за архитектури IA-32/x86-64. Добавена е поддръжка за процесори Intel Cooperlake (-march=cooperlake, включва разширението AVX512BF16 ISA) и Tigerlake (-march=tigerlake, включва разширенията MOVDIRI, MOVDIR64B и AVX512VP2INTERSECT ISA).
• Внедряването на HSAIL (междинен език за хетерогенна системна архитектура) за хетерогенни изчислителни системи, базирани на архитектурата HSA, е отхвърлено и вероятно ще бъде премахнато в бъдеща версия.

Източник: opennet.ru