GCC 10 kompilatsioonikomplekti väljaanne

Pärast aastat arendust avaldatud avaldatud tasuta koostaja komplekt GCC 10.1, esimene märkimisväärne väljaanne uues GCC 10.x harus. Vastavalt uuele väljaannete nummerdamise süsteemile, versioon 10.0 kasutati arenduse käigus ja vahetult enne GCC 10.1 väljalaskmist hargnes juba GCC 11.0 haru, mille alusel koostatakse järgmine oluline väljaanne GCC 11.1.

GCC 10.1 on tähelepanuväärne paljude C++ keele uuenduste rakendamise poolest, mida arendatakse C++20 standardi jaoks, samuti tulevase C keele standardi (C2x) seotud täiustuste, uute optimeeringute, millel on kompilaatori tagaplaanid, ja eksperimentaalse toetamisega staatilise analüüsi režiim. Lisaks viidi uue haru ettevalmistamise käigus projektiga läbi reposti migreerimine SVN-ist Git-i.

Peamised muudatused:

• Lisatud eksperimentaalne staatilise analüüsi režiim „-fanalyzer«, mis teostab ressursimahukat protseduuridevahelist analüüsi koodi täitmise radadest ja andmevoogudest programmis. Režiim suudab kompileerimise etapis tuvastada selliseid probleeme nagu kahekordne free() funktsiooni kutsumine sama mälu piirkonna jaoks, failide deskriptorite lekked, nullviidatud näidikute dereferentsimine ja edastamine, vabastatud mälublokkidele juurdepääs, mittealgoritmitud väärtuste kasutamine jne. Uue režiimi rakendamine OpenSSL koodile on juba võimaldanud tuvastada ohtliku haavatavuse.
• Parandatud on vaheprotseduuride optimeerimist. IPA-SRA (vaheprotseduuride skalaarsed asendused ühiste väärtuste jaoks) läbivaatamine on sättitud töötama sidumise ajal ning nüüd kõrvaldab see ka arvutatud ja tagastatud kasutamata väärtused. Optimeerimisrežiimis „-O2“ on aktiveeritud valik „-finline-functions“, mis on ümber seadistatud selleks, et genereerida kompaktsemat koodi, mitte arvestada täitmise efektiivsust. Funktsioonide inline-lahtiseletamise heuristika on kiirenenud. Heuristika inline-lahtiseletamise ja funktsioonide kopeerimine saavad nüüd kasutada väärtuste vahemike teavet, et ennustada individuaalsete transformatsioonide efektiivsust. C++ puhul on suurenenud tüüpide põhiste aliaside analüüsi täpsus.
• Sidumise etapis (LTO) on optimeerimised laienenud. Uus käivitatav fail on lisatud. lto-dump LTO-baytkoodiga objektifailide teabe lähtestamiseks. LTO lähenemiste käigus on automaatselt määratud samal ajal töötavate make-ülesannete arv, ning kui seda ei õnnestu tuvastada, kasutatakse CPU tuumade arvu teavet paralleliseerimise tegurina. LTO baytkoodi tihendamine zstd algoritmi abil on nüüd võimalik.
• On parendatud koodi profiliseerimise põhjal optimeerimise mehhanismi (PGO — profiliseerimisega juhitud optimeerimine), mis genereerib põhjalikuma koodi, tuginedes koodi täitmise omaduste analüüsile. Profiliseerimise haldamine kompileerimise ja 'kuuma'/'külma' koodi jagamise käigus on parendatud. Valikuga '-fprofile-values' on nüüd võimalik jälgida kuni 4 profiili väärtust, näiteks kaudsete kutsungite jaoks, et pakkuda täpsemat profiili teavet.
• C, C++ ja Fortran keelte jaoks on jõustatud paralleelse programmeerimise spetsifikatsioon OpenACC 2.6, mis määratleb vahendid operatsioonide GPU-le ja spetsialiseeritud protsessoritele, nagu NVIDIA PTX, edastamiseks. Standardi rakendamine on peaaegu lõppenud. OpenMP 5.0 (Open Multi-Processing), määratleb API ja meetodite rakendamise teed paralleelse programmeerimise jaoks mitme tuumaga ja hübriidsetes (CPU+GPU/DSP) süsteemides, millel on ühine mälu ja vektorisüntese plokid (SIMD). Lisatud on sellised võimalused nagu tingimuslikud laused lastprivate, direktiivid scan ja loop, väljendid order ja use_device_addr. OpenMP ja OpenACC jaoks on lisatud toetus operatsioonide üleviimiseks (offloading) AMD Radeon GPUdele (GCN) neljandas (Fiji) ja viiendas põlvkonnas (VEGA 10/VEGA 20).
• C keele perekonna jaoks on lisatud funktsioon „access“ funktsioonide juurdepääsu kirjeldamiseks objektidele, mis on saadetud viidena või osutajana, ning nende objektide sidumiseks täisarvuliste argumentidega, mis sisaldavad teavet objektide suuruse kohta. Koos „access“iga on rakendatud atribuut „type“, et tuvastada ebaõige juurdepääsu kasutajafunktsioonidest, näiteks väärtuste kirjutamine massiivi piiridest väljapoole. Samuti on lisatud atribuut „symver“ sümbolite sidumiseks ELF-failis kindlate versiooninumbritega.
• Uued hoiatusteated on lisatud:
  • «-Wstring-compare» (lülitub sisse koos «-Wextra») — hoiatab olukordade eest, kus null võrreldakse strcmp ja strncmp funktsioonide tulemused, mis on ekvivalentne konstandiga, kuna ühe argumendi pikkus on suurem kui teise argumendi massiivi suurus.
  • «-Wzero-length-bounds» (lülitub sisse koos «-Warray-bounds») — hoiatab null-pikkuste massiivide elementide juurde pääsemise eest, mis võib põhjustada teiste andmete üle kirjutamise.
  • Laienenud hoiatuste «-Warray-bounds», «-Wformat-overflow», «-Wrestrict», «-Wreturn-local-addr» ja «-Wstringop-overflow» puhul on laienenud töödeldud olukordade arv, kus ületatakse lubatud piirid.
• Rakendatud on võimalus otse määrata laiendatud sümboleid identifikaatorites, kasutades olemasolevat kodeeringut (vaikeselt UTF-8), mitte UCN (\uNNNN või \UNNNNNNNN) süntaksit. Näiteks:

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

• C keelele on rakendatud hulk uusi võimalusi, mis arenevad standardi C2X raames (lülitatakse sisse, kasutades -std=c2x ja -std=gnu2x): lisatud on süntaks „[[]]“ atribuutide määratlemiseks, nagu C++-s (näiteks [[gnu::const]], [[deprecated]], [[fallthrough]] ja [[maybe_unused]]. Lisatud on süntaks u8” konstantide määratlemiseks, millel on sümbolid UTF-8-s.
  Uued makrod on lisatud <float.h>-s. strftime'ile on lisatud asenduse märgid „%OB” ja „%Ob”.
• Vaikimisi on C jaoks rakendatud režiim „-fno-common”, mis võimaldab tõhustada juurdepääsu globaalsetele muutujaile mõnedes platvormides.
• C++-s on ellu viidud umbes 16 muudatust ja uuendust, mis arenevad C++20 standardi raames. Sealhulgas on lisatud märksõna „constinit”.
  ja on rakendatud malle laiendamise tugi „kontseptsioonidKonseptsioonid võimaldavad määratleda malliparameetrite nõuete kogumi, mis piiravad kompileerimise ajal argumendide kogumit, mida saab kasutada malliparameetritena. Konseptsioone saab kasutada loogiliste vastuolude vältimiseks andmetüüpide omaduste vahel, mida kasutatakse mallis, ja sisendparameetrite andmetüüpide omaduste vahel.
• G++ tagab konstandiobjektide muutmisest tingitud määramatute käitumiste tuvastamise constexpr kaudu. Kompilaatori mälu kasutamine on vähenenud constexpr'i arvutamisel. Uued hoiatusteated «-Wmismatched-tags» ja «-Wredundant-tags» on lisatud.
• Pakutakse uusi käsurea valikuid:
  • «-fallocation-dce» üleliigsete «new» ja «delete» operaatorite paaride eemaldamiseks.
  • «-fprofile-partial-training» suuruse optimeerimise väljalülitamiseks koodile, mille osas ei ole tehtud koolitussessiooni.
  • «-fprofile-reproducible» profiili taastatavuse taseme määramiseks.
  • «-fprofile-prefix-path» ehitusfailide põhikausta määratlemiseks lähtekoodist, mida kasutatakse profiilide eraldi genereerimise ajal ( «-fprofile-generate=profile_dir» ja «-fprofile-use=profile_dir»).
• Hoolekandega seonduvates teadetes on tagatud hüperlinkide näitamine, mis võimaldavad pääseda nende võimaluste dokumentatsioonile. URL-i asendamine toimub valiku „-fdiagnostics-urls” abil.
• Lisatud on препроцессоры operaator „__has_builtin„, mida saab kasutada sisseehitatud funktsioonide olemasolu kontrollimiseks.
• Lisatud uus sisseehitatud funktsioon „__builtin_roundeven”, mille rakendamine põhineb ISO/IEC TS 18661 standardis täpsustatud ümaruse funktsioonil. See on sarnane „round” funktsioonile, kuid ümardab väärtused üle 0,5 ülespoole (suuremale väärtusele), alla 0,5 allapoole (nullini) ning väärtuse 0,5 puhul ümardab sõltuvalt eelviimase numbri paaritusest.
• AArch64 arhitektuuri jaoks on lisatud SVE2 laienduse tugi ja SVE (Skaleeritav Vektori Laiendamine) toe parendamine, sealhulgas sisseehitatud funktsioonide ja tüübid SVE ACLE toeks, on tagatud vektorisatsiooni rakendamine. LSE (Suurte Süsteemide Laiendamine) ja TME (Tehingu Mälulaiend) toed on laienenud. Lisatud on uusimad käsklused, mis on ettepanekud Armv8.5-A ja Armv8.6-A, sealhulgas juhised juhuslike numbrite genereerimiseks, ümardamiseks ning mälusildade sidumiseks.
  bfloat16 ja matriitside korrutamiseks. Protsessorite toimetamine on lisatud
  Arm Cortex-A77,
  Arm Cortex-A76AE,
  Arm Cortex-A65,
  Arm Cortex-A65AE,
  Arm Cortex-A34 ja
  Marvell ThunderX3.
• ARM32-le on lisatud ABI FDPIC tugi (64-bitised juhtnupud funktsioonidele). 64-bitiste täisarvute operatsioonide töötlemine on ümber tehtud ja optimeeritud. Lisatud CPU tugi
  Arm Cortex-A77,
  Arm Cortex-A76AE ja
  Arm Cortex-M35P. Laiendatud ACLE käskude tuge andmete töötlemiseks, sealhulgas 32-bitine SIMD, 16-bitine korrutamine, aritmeetika minimaalsete ja maksimaalsete väärtuste fikseerimisega ning muud vahendid DSP-algoritmide optimeerimiseks. Lisatud eksperimentaalne toetus ACLE CDE (Custom Datapath Extension) käskudele.
• Koodi genereerimine ja vektoriseerimine on oluliselt paranenud AMD GPU tagaplaanil, mis põhineb GCN mikroarhitektuuril.
• AVR arhitektuurile on lisatud XMEGA-sarnaste seadmete tugi
  ATtiny202, ATtiny204, ATtiny402, ATtiny404, ATtiny406, ATtiny804, ATtiny806, ATtiny807, ATtiny1604, ATtiny1606, ATtiny1607, ATmega808, ATmega809, ATmega1608, ATmega1609, ATmega3208, ATmega3209, ATmega4808 ja ATmega4809.
• IA-32/x86-64 arhitektuuridele on lisatud uus Intel ENQCMD käskude komplekti laiendus (-menqcmd). Lisatud CPU tugi Intel Cooperlake (-march=cooperlake, sisaldab ISA laiendust AVX512BF16) ja Tigerlake (-march=tigerlake, sisaldab ISA laiendusi MOVDIRI, MOVDIR64B ja AVX512VP2INTERSECT).
• HSAIL (Heterogeense Süsteemi Arhitektuuri Vahekeel) toe lõpetamine kuulutati välja ja see võib tulevaste väljaannete raames kaduda, seoses heterogeensete arvutus süsteemide arhitektuuriga HSA.

Allikas: opennet.ru