ProHoster > Блог > ozi ịntanetị > Mwepụta nke GCC 11 compiler suite

Mwepụta nke GCC 11 compiler suite

Mgbe otu afọ nke mmepe gasịrị, a tọhapụrụ free compiler suite GCC 11.1, ntọhapụ mbụ dị ịrịba ama na ngalaba GCC 11.x ọhụrụ. N'ikwekọ n'atụmatụ nọmba ntọhapụ ọhụrụ ahụ, a na-eji ụdị 11.0 mee ihe na usoro mmepe, na obere oge tupu mwepụta nke GCC 11.1, alaka GCC 12.0 ewepụtalarị alaka ụlọ ọrụ, nke a ga-esi na ya malite isi ntọhapụ na-esote, GCC 12.1.

GCC 11.1 примечателен переходом на использование по умолчанию формата отладочных файлов DWARF 5, включением по умолчанию стандарта C++17 («-std=gnu++17»), значительным улучшением поддержки стандарта C++20, экспериментальной поддержкой C++23, улучшениями, связанными с будущим стандартом языка Си (C2x), новыми оптимизациями производительности.

Isi mgbanwe:

  • Режим по умолчанию для языка C++ переключён на использование стандарта C++17 (-std=gnu++17) вместо ранее предлагавшегося C++14. Возможно выборочное отключение нового поведения C++17 при обработке шаблонов, в которых в качестве параметра используются другие шаблоны (-fno-new-ttp-matching).
  • Добавлена поддержка аппаратного ускорения работы инструмента AddressSanitizer, позволяющего определить факты обращения к освобождённым областям памяти, выхода за пределы границ выделенного буфера и некоторые другие типы ошибок при работе с памятью. Аппаратное ускорение пока доступно только для архитектуры AArch64 и сосредоточено на использование при компиляции ядра Linux. Для включения аппаратного ускорения AddressSanitizer при сборке компонентов пространства пользователя добавлен флаг «-fsanitize=hwaddress», а ядра — «-fsanitize=kernel-hwaddress».
  • При генерации отладочной информации по умолчанию задействован формат DWARF 5, по сравнению с прошлыми версиями позволяющий генерировать на 25% более компактные отладочные данные. Для полной поддержки DWARF 5 требуется binutils как минимум версии 2.35.2. В отладочных инструментах формат DWARF 5 поддерживается начиная с GDB 8.0, valgrind 3.17.0, elfutils 0.172 и dwz 0.14. Для генерации отладочных файлов с использованием других версий DWARF можно использовать опции «-gdwarf-2», «-gdwarf-3» и «-gdwarf-4».
  • Повышены требования к компиляторам, которые можно использовать для сборки GCC. Компилятор теперь должен поддерживать стандарт C++11 (ранее требовался C++98), т.е. если для сборки GCC 10 достаточно было наличия GCC 3.4, то для сборки GCC 11 теперь требуется как минимум GCC 4.8.
  • Изменено наименование и размещение файлов для сохранения дампов, временных файлов и дополнительной информации, необходимой для проведения LTO-оптимизации. Подобные файлы теперь всегда сохраняются в текущем каталоге, если путь явно не изменён через параметры «-dumpbase», «-dumpdir» и «-save-temps=*».
  • Объявлена устаревшей и скоро будет удалена поддержка бинарного формата BRIG, предназначенного для использования с языком HSAIL (Heterogeneous System Architecture Intermediate Language).
  • Расширены возможности режима ThreadSanitizer (-fsanitize=thread), предназначенного для обнаружения состояния гонки при совместном доступе к одним и тем же данным из различных нитей многопоточного приложения. В новом выпуске добавлена поддержка альтернативных runtime и окружений, а также поддержка отладочного инструмента KCSAN (Kernel Concurrency Sanitizer), предназначенного для динамического выявления состояний гонки внутри ядра Linux. Добавлены новые опции «—param tsan-distinguish-volatile» и «—param tsan-instrument-func-entry-exit».
  • Номера столбцов в диагностических сообщениях теперь отражают не счётчик байт от начала строки, а действительно номера столбцов, учитывающих многобайтовые символы и символы занимающие несколько позиций в строке (например, символ 🙂 занимает две позиции и кодируется 4 байтами). Аналогично символы табуляции теперь обрабатываются как определённое число пробелов (настраивается через опцию -ftabstop, по умолчанию 8). Для восстановления старого поведения предложена опция «-fdiagnostics-column-unit=byte», а для определения начального значения (нумерация с 0 или 1) — опция «-fdiagnostics-column-origin=».
  • В векторизаторе обеспечен учёт всего содержимого функции и добавлена обработка возможностей, связанных с пересечениями и отсылками к предыдущим блокам в графе потока управления (CFG, control-flow graph).
  • В оптимизаторе реализована возможность преобразования в выражение switch серии условных операций, в которых сравнивается одна и та же переменная. В дальнейшем выражение switch может быть закодировано с применением инструкций битового тестирования (для управления подобным преобразованием добавлена опция «-fbit-tests»).
  • Улучшены межпроцедурные оптимизации. Добавлен новый проход IPA-modref (-fipa-modref) для отслеживания побочных эффектов при вызове функций и повышения точности анализа. Улучшена реализация прохода IPA-ICF (-fipa-icf), в котором сокращено потребление памяти при компиляции и увеличено число унифицированных функций, для которых выполняется объединение идентичных блоков кода. В проходе IPA-CP (Interprocedural constant propagation) улучшена эвристика по прогнозированию с учётом известных границ и особенностей работы циклов.
  • В реализации оптимизаций на этапе связывания (LTO) формат байткода оптимизирован для сокращения размера и повышения скорости обработки. Уменьшено пиковое потребление памяти на этапе связывания.
  • В механизме оптимизации на основе результатов профилирования кода (PGO — Profile-guided optimization), позволяющем генерировать более оптимальный код на основе анализа особенностей выполнения, сокращён размер файлов с данными GCOV за счёт более компактной упаковки нулевых счётчиков. Улучшен режим «-fprofile-values», благодаря отслеживанию большего числа параметров при косвенных вызовах.
  • Продолжена реализация стандарта OpenMP 5.0 (Open Multi-Processing), определяющего API и способы применения методов параллельного программирования на многоядерных и гибридных (CPU+GPU/DSP) системах с общей памятью и блоками векторизации (SIMD). Добавлена начальная поддержка директивы allocate и возможность использования неоднородных циклов в конструкциях OpenMP. Реализована поддержка переменной окружения OMP_TARGET_OFFLOAD.
  • Улучшена предоставляемая для языков C, C++ и Fortran реализация спецификации параллельного программирования OpenACC 2.6, определяющей средства для выноса операций (offloading) на GPU и специализированные процессоры, такие как NVIDIA PTX.
  • Для языков семейства Си реализован новый атрибут «no_stack_protector», предназначенный для пометки функций для которых не следует включать защиту стека («-fstack-protector»). Атрибут «malloc» расширен поддержкой идентификации пар вызовов для выделения и освобождения памяти (allocator/deallocator), что используется в статическом анализаторе для определения типовых ошибок работы с памятью (утечки памяти, использование после освобождения, двойной вызов функции free и т.п.) и в предупреждениях компилятора «-Wmismatched-dealloc», «-Wmismatched-new-delete» и «-Wfree-nonheap-object», информирующих о несогласованности операций освобождения и выделения памяти.
  • Для языка Си добавлены новые предупреждения:
    • «-Wmismatched-dealloc» (включён по умолчанию) — предупреждает об операциях освобождения памяти в которых используется указатель, не сочетающийся с функциями выделения памяти.
    • «-Wsizeof-array-div» (включается при указании «-Wall») — предупреждает о делении двух операторов sizeof, если делитель не соответствует размеру элемента массива.
    • «-Wstringop-overread» (включён по умолчанию) — предупреждает о вызове строковой функции, читающей данные из области вне границы массива.
    • «-Wtsan» (включён по умолчанию) — предупреждает о использовании возможностей (таких как std::atomic_thread_fence), не поддерживаемых в ThreadSanitizer.
    • «-Warray-parameter» и «-Wvla-parameter» (включается при указании «-Wall») — предупреждает о переопределении функций с не сочетающимся объявлением аргументов, связанных с массивами фиксированной и переменной длины.
    • Предупреждение «-Wuninitialized» теперь определяет попытки чтения из неинициализированной динамически выделенной памяти.
    • В предупреждении «-Wfree-nonheap-object» расширен спектр определяемых случаев вызова функций освобождения памяти с указателем, полученным не через функции динамического выделения памяти.
    • В предупреждении «-Wmaybe-uninitialized» расширено выявление передачи в функции указателей, ссылающихся на неинициализированные области памяти.
  • Для языка Си реализована порция новых возможностей, развиваемых в рамках стандарта C2X (включается через указание -std=c2x и -std=gnu2x): макросы BOOL_MAX и BOOL_WIDTH, необязательность указания имён неиспользуемых параметров в определениях функций (как в C++), атрибут «[[nodiscard]]», оператор препроцессора «__has_c_attribute», макросы FLT_IS_IEC_60559, DBL_IS_IEC_60559, LDBL_IS_IEC_60559, __STDC_WANT_IEC_60559_EXT__, INFINITY, NAN, FLT_SNAN, DBL_SNAN, LDBL_SNAN, DEC_INFINITY и DEC_NAN, NaN=макросы для FloatN, _FloatNx и _DecimalN, возможность указания меток перехода до объявлений и в конце составных операторов.
  • Для C++ реализована порция изменений и новшеств, предложенных в стандарте C++20, включая виртуальные функции «consteval virtual», псевдодеструкторы окончания жизненного цикла объектов, использование класса enum и вычисление размера массива в выражении «new».
  • Для C++ добавлена экспериментальная поддержка некоторых улучшений, развиваемых для будущего стандарта C++23 (-std=c++23, -std=gnu++23, -std=c++2b, -std=gnu++2b). Например, появилась поддержка литерального суффикса «zu» для знаковых значений size_t.
  • В libstdc++ улучшена поддержка стандарта C++17, включая появление реализации std::from_chars и std::to_chars для типов с плавающей запятой. Реализованы новые элементы стандарта C++20, включая std::bit_cast, std::source_location, атомарные операции wait и notify, <barrier>, <latch>, <semaphore>, <syncstream>, а также элементы будущего стандарта C++23 (std::to_underlying, std::is_scoped_enum). Добавлена экспериментальная поддержка типов для параллельной обработки данных (SIMD, Data-Parallel Types). Ускорена реализация std::uniform_int_distribution.
  • Снят признак альфа-качества с libgccjit, разделяемой библиотеки для встраивания генератора кода в другие процессы и использования для организации JIT-компиляции байткода в машинный код. Добавлена возможность сборки libgccjit для MinGW.
  • Добавлена поддержка архитектуры AArch64 Armv8-R (-march=armv8-r). Для архитектур AArch64 и ARM добавлена поддержка процессоров (параметры -mcpu и -mtune): Arm Cortex-A78 (cortex-a78), Arm Cortex-A78AE (cortex-a78ae), Arm Cortex-A78C (cortex-a78c), Arm Cortex-X1 (cortex-x1), Arm Neoverse V1 (neoverse-v1) и Arm Neoverse N2 (neoverse-n2). Также добавлены CPU Fujitsu A64FX (a64fx) и Arm Cortex-R82 (cortex-r82), поддерживающие только архитектуру AArch64.
  • Добавлена поддержка использования SIMD-инструкций Armv8.3-a (AArch64/AArch32), SVE (AArch64), SVE2 (AArch64) и MVE (AArch32 M-profile) для автовекторизации операций, выполняющих сложение, вычитание, умножение и варианты сложения/вычитания над комплексными числами. Для ARM добавлена начальная поддержка автовекторизации с использованием набора инструкций MVE.
  • Для ARM-платформ предоставлен полный набор встроенных в компилятор Си-функций (Intrinsics), заменяемых на расширенные векторные инструкции (SIMD), охватывающий все инструкции NEON, документированные в спецификации ACLE Q3 2020.
  • В бэкенд для генерации кода для GPU AMD на базе микроархитектуры GCN добавлена поддержка GPU gfx908.
  • Добавлена поддержка новых процессоров и реализованных в них новых расширений набора инструкций:
    • Intel Sapphire Rapids (-march=sapphirerapids, включает поддержку инструкций MOVDIRI, MOVDIR64B, AVX512VP2INTERSECT, ENQCMD, CLDEMOTE, SERIALIZE, PTWRITE, WAITPKG, TSXLDTRK, AMT-TILE, AMX-INT8, AMX-BF16 и AVX-VNNI).
    • Intel Alderlake (-march=alderlake, включает поддержку инструкций CLDEMOTE, PTWRITE, WAITPKG, SERIALIZE, KEYLOCKER, AVX-VNNI и HRESET).
    • Intel Rocketlake (-march=rocketlake, аналог Rocket Lake без поддержки SGX).
    • AMD Zen 3 (-march=znver3).
  • Для систем IA-32/x86-64 на базе процессоров Intel добавлена поддержка новых процессорных инструкций TSXLDTRK, SERIALIZE, HRESET, UINTRKEYLOCKER, AMX-TILE, AMX-INT8, AMX-BF16, AVX-VNNI.
  • Добавлена поддержка флагов «-march=x86-64-v[234]» для выбора уровней архитектуры x86-64 (v2 — охватывает расширения SSE4.2, SSSE3, POPCNT и CMPXCHG16B; v3 — AVX2 и MOVBE; v4 — AVX-512).
  • Добавлена поддержка систем RISC-V с порядком следования байт «big-endian». Добавлена опция «-misa-spec=*» для выбора версии спецификации архитектуры набора команд RISC-V. Добавлена поддержка AddressSanitizer и защиты стека при помощи канареечных меток.
  • Продолжено усовершенствование режима статического анализа «-fanalyzer», который выполняет ресурсоёмкий межпроцедурный анализ путей выполнения кода и потоков данных в программе. Режим способен на этапе компиляции выявлять такие проблемы, как двойной вызов функции free() для одной области памяти, утечки файловых дескрипторов, разыменование и передачу нулевых указателей, обращение к освобождённым блокам памяти, использование неинициализированных значений и т.п. В новой версии:
    • Полностью переписан код для отслеживания состояния программы. Решены проблемы с проверкой очень больших Си-файлов.
    • Добавлена начальная поддержка C++.
    • Анализ выделения и освобождения памяти абстрагирован от конкретных функций malloc и free, и теперь поддерживает new/delete и new[]/delete[].
    • Добавлены новые предупреждения: -Wanalyzer-shift-count-negative, -Wanalyzer-shift-count-overflow, -Wanalyzer-write-to-const и -Wanalyzer-write-to-string-literal.
    • Добавлены новые отладочные опции -fdump-analyzer-json и -fno-analyzer-feasibility.
    • Реализована возможность расширения анализатора через плагины к GCC (например, подготовлен плагин для проверки некорректного использования глобальной блокировки (GIL) в CPython).

isi: opennet.ru

Tinye a comment