Projekt GCC-s kompilatsiooni protsessi paralleelimise toetuse lisamiseks

Uuringu projekti raames Parallel GCC alustasid tööd GCC-sse võimaluse lisamiseks, mis võimaldab jagada kompileerimisprotsessi mitmeks paralleelselt teostatavaks vooks. Praegu kasutatakse mitu kompilaatoriprotsessi, et kiirendada kokkupanekut mitme tuumaga süsteemides, kus iga protsess koostab eraldi koodifaili. Uus projekt katsetab kompilaatori tasandil paralleelset töötlemist, mis võiks potentsiaalselt tõsta efektiivsust mitme tuumaga süsteemide kasutamisel.

Testimiseks valmistatud erakordselt paralleeliv GCC haru, mille voogude arvu määramiseks on pakutud uus parameeter „—param=num-threads=N“. Esialgses etapis on realiseeritud interprotseduursete optimeerimiste viimine eraldi töötlemisvoogudesse, mida kutsutakse iteratiivselt iga funktsiooni jaoks ja mis alluvad hästi paralleelsetele töötlemistele. Eraldi voogudesse on viidud GIMPLE toimingud, mis vastutavad üldiselt riistvarast sõltumatute optimeerimiste eest, hindades funktsioonide vahelist suhtlemist.

Järgmises etapis plaanitakse viia eraldi voogudesse ka interprotseduurseid RTL-optimeerimisi, mis arvestavad riistvaraplatvormi eripärasid. Pärast seda plaanitakse realiseerida sisepostede optimeerimise (IPA) paralleelset töötlemist, mis kehtib koodi kohta, mis asub funktsiooni sees, sõltumatult väljakutsumise eripäradest. Olenemata sellest, et praegune kitsaskoht on prügikoguja, millele on lisatud globaalne lukustus, mis välistab prügikogumise operatsioonide toimimise mitme lõime režiimis (tulevikus kohandatakse prügikoguja mitme vooga GCC jooksmiseks).

Jõudluse muutuse hindamiseks on koostatud testkomplekt, mis teostab faili gimple-match.c kokkupaneku, mis sisaldab üle 100 000 koodirea ja 1700 funktsiooni. Testid Intel Core i5-8250U protsessoriga süsteemis, millel on 4 füüsilist tuuma ja 8 virtuaalset (Hyperthreading), näitasid Intra Procedural GIMPLE optimeerimiste täitmise aja vähenemist 7 sekundilt 4 sekundile 2 voogu käivitades ja 3 sekundile 4 voogu käivitades, st saavutatud on kiirus, mis on 1,72 ja 2,52 korda tõhusam vastavalt. Testid näitasid ka, et virtuaalsete tuumade kasutamine Hyperthreadingu puhul ei too kaasa jõudluse kasvu.

Koguaegne ehitusaeg on vähenenud umbes 10%, kuid prognooside kohaselt võimaldab RTL-optimeerimise paralleelne töötlemine saavutada veelgi tähelepanuväärsemaid tulemusi, kuna see etapp võtab kompileerimise ajal palju rohkem aega. Umbes pärast RTL-i paralleelset töötlemist väheneb koguaeg ehitamiseks 1,61 korda. Pärast seda on veel 5-10% ehitusaega võimalik vähendada IPA optimeerimiste paralleelse töötlemisega.

Allikas: opennet.ru