GCC에 컴파일 프로세스 병렬화 지원을 추가하는 프로젝트

연구 프로젝트의 일환으로 병렬 GCC 컴파일 프로세스를 여러 병렬 스레드로 나눌 수 있는 기능을 GCC에 추가하는 작업이 시작되었습니다. 현재 멀티 코어 시스템의 빌드 속도를 향상시키기 위해 make 유틸리티는 각각 별도의 코드 파일을 빌드하는 별도의 컴파일러 프로세스 실행을 사용합니다. 새 프로젝트에서는 컴파일러 수준에서 병렬화를 제공하는 방법을 실험하고 있으며, 이는 잠재적으로 멀티 코어 시스템의 성능을 향상시킬 것입니다.

시험용 준비된 스레드 수를 설정하기 위해 새로운 매개변수 “—param=num-threads=N”을 제공하는 GCC의 별도 병렬화 분기입니다. 초기 단계에서 우리는 각 기능에 대해 주기적으로 호출되고 쉽게 병렬화될 수 있는 별도의 스레드로 프로시저 간 최적화를 전송하는 것을 구현했습니다. 기능 간의 상호 작용을 평가하는 하드웨어 독립적 최적화를 담당하는 GIMPLE 작업은 별도의 스레드에 배치됩니다.

다음 단계에서는 하드웨어 플랫폼의 특성을 고려하여 절차 간 RTL 최적화를 별도의 스레드로 이동할 계획도 있습니다. 이후에는 호출의 구체적인 내용과 관계없이 함수 내부의 코드에 적용되는 IPA(프로시저 내 최적화) 병렬화를 구현할 계획입니다. 현재 제한 링크는 다중 스레드 모드에서 실행되는 동안 가비지 수집 작업을 비활성화하는 전역 잠금을 추가한 가비지 수집기입니다(향후 가비지 수집기는 GCC의 다중 스레드 실행에 맞게 조정될 예정입니다).

성능 변화를 평가하기 위해 100만 라인 이상의 코드와 1700개 이상의 함수를 포함하는 gimple-match.c 파일을 조합하는 테스트 스위트가 준비되었습니다. 물리적 코어 5개와 가상 코어 8250개(하이퍼스레딩)를 갖춘 Intel Core i4-8U CPU를 갖춘 시스템에서 테스트한 결과, 절차 내 GIMPLE 최적화의 실행 시간이 7개 스레드를 실행할 때 4초에서 2초로, 3개 스레드를 실행할 때 4초로 감소한 것으로 나타났습니다. 스레드, 즉 고려 중인 조립 단계의 속도는 각각 1.72배 및 2.52배 증가했습니다. 또한 테스트에서는 하이퍼스레딩과 함께 가상 코어를 사용해도 성능이 향상되지 않는 것으로 나타났습니다.

전체 빌드 시간은 약 10% 단축되었지만 예측에 따르면 RTL 최적화를 병렬화하면 이 단계에서 컴파일하는 동안 훨씬 더 많은 시간이 걸리기 때문에 보다 실질적인 결과를 얻을 수 있습니다. 대략 RTL 병렬화 후에는 총 조립 시간이 1.61배 단축됩니다. 그 후에는 IPA 최적화를 병렬화하여 빌드 시간을 5~10% 더 줄일 수 있습니다.

출처 : opennet.ru