После года разработки увидел свет релиз свободного набора компиляторов GCC 5.1, первый значительный выпуск в новой ветке GCC 5.x. В соответствии с новой схемой нумерации выпусков, версия 5.0 использовалась в процессе разработки. После релиза GCC 5.1 в качестве экспериментальной ветки ответвился GCC 6.0, на базе которого будет сформирован следующий значительный релиз GCC 6.1. Что касается ветки 5.x, то до истечения цикла поддержки будут формироваться корректирующие выпуски 5.2.0, 5.3.0 и т.д. Версии 5.1.1, 5.2.1, 5.3.1 будут использоваться в рамках подготовки следующего корректирующего выпуска.

GCC 5.1 примечателен возможностью работы в роли JIT-компилятора, интеграцией системы оптимизации AutoFDO, поддержкой OpenMP 4.0 и OpenACC 2.0 для offloading-вычислений, применением по умолчанию стандарта GNU11 (C11) для языка Си, поддержкой интерфейса параллельного программирования Cilk Plus, включением детектора переполнений буфера, полной поддержкой стандартов C++11 и C++14.

Основные изменения:

  • Для языка Си вместо gnu89 (-std=gnu89) по умолчанию активирован режим gnu11 (-std=gnu11) на базе стандарта C11.
  • Генератор кода может быть собран в виде разделяемой библиотеки libgccjit и затем встроен в другие процессы и использован для организации JIT-компиляции байткода в машинный код. Кроме предоставляемого библиотекой C API и обёртки для C++, подготовлены биндинги для языков Python и D. В качестве возможных областей применения отмечается использование libgccjit в интерпретаторах для компиляции функций из байткода в машинный код или для организации упреждающей компиляции (ahead-of-time);
  • В runtime-библиотеке C++ (libstdc++) обеспечена полная поддержка стандарта C++11, а также экспериментальная поддержка стандарта C++14 и спецификаций Library Fundamentals TS. Задействован по умолчанию новый ABI, а также новые реализации std::string и std::list. Возможность использования старого ABI сохранена, для этого нужно установить в 0 макрос _GLIBCXX_USE_CXX11_ABI перед включением в заголовочного файла;
  • В G++ добавлена поддержка возможностей языка C++, определённых в стандарте C++14. В частности, добавлены шаблоны для переменных, объявления локальных переменных, массовая инициализация методов классов, функции освобождения памяти с указанием размера и т.д.;
  • Реализован новый компонент Pointer Bounds Checker (-fcheck-pointer-bounds), нацеленный на выявление фактов выхода указателей за допустимые границы памяти (служит для борьбы с переполнением буфера). Компонент доступен для систем x86/x86-64 GNU/Linux и требует наличие процессора с поддержкой расширений Intel MPX;
  • В компиляторах C, C++ и Fortran реализованы средства OpenMP 4.0 (Open Multi-Processing) для ускорения вычислений за счёт выноса операций (offloading) на специализированные процессоры. Готовая runtime-библиотека и эмулятор представлены для акселераторов Intel Xeon Phi (Intel MIC). Для выноса операций на GPU представлена предварительная реализация спецификации OpenACC 2.0a;
  • Реализована полноценная поддержка набора расширений Cilk Plus, предлагающего новую эффективную методику параллельного программирования для языков Си и Си++, позволяющую существенно упростить разработку программ, части которых выполняются параллельно с задействованием разных процессорных ядер и векторных сопроцессоров (Vector Units). Для управления генерацией кода с улучшенной векторизацией предусмотрена pragma simd. Поддерживается два метода увеличения производительности - параллелизм данных и параллельное выполнение подпрограмм. В первом случае, обеспечиваются механизмы прозрачного распараллеливания типовых операций над массивами данных и автоматическое задействование SIMD-инструкций. Для организации параллелизма на уровне подпрограмм в обиход вводится три ключевых слова: _Cilk_spawn - запуск функции в параллельном режиме, _Cilk_sync - ожидание завершения параллельно выполняемой функции, и _Cilk_for - организация работы цикла в параллельном режиме.
  • Возможность включения заголовочных файлов, только если они присутствуют в системе. Для проверки наличия заголовочного файла представлены директивы препроцессора __has_include и __has_include_next. Кроме того, представлен макрос __has_attribute для определения наличия атрибутов;
  • Добавлена серия новых встроенных арифметических функций со интегрированной проверкой на переполнение: __builtin_add_overflow, __builtin_sub_overflow и __builtin_mul_overflow;
  • Многочисленные улучшения оптимизатора:
    • Добавлен новый режим оптимизации на основе обратной связи - AutoFDO (Automatic Feedback Directed Optimizer), который использует счетчики производительности (performance counters) ядра Linux в качестве источника информации о производительности различных частей программы.
    • Сокращено потребление памяти и времени связывания при включении оптимизаций во время динамического связывания (LTO, Link Time Optimization).
    • В оптимизаторе, работающем во время динамического связывания, реализована возможность указания опций оптимизации на уровне отдельных функций, что позволяет добиться большей гибкости, чем при задании опций в привязке к отдельным файлам. Например, можно указать разные режимы (-ffast-math, -mavx, -finline) для разных блоков кода.
    • Обеспечено слияние С++ типов на основе метода One Definition Rule;
    • В реализацию межпроцедурных оптимизаций добавлен новый проход ICF (Identical Code Folding, "-fipa-icf"), нацеленный на более качественное объединение идентичных блоков кода, без привязки к отдельным секциям функций. Проверка работы нового режима на кодовой базе Firefox позволила унифицировать около 31 тысячи функций, что составляет 14% от их общего числа.
    • Значительно улучшен проход девиртуализации, в котором добавлена поддержка спекулятивной девиртуализации, и динамического определения типов. При тесте на Firefox удалось девиртуализировать около 50% виртуальных вызовов.
    • Добавлен новый проход comdat-локализации, позволяющий на этапе компоновки избавиться от дополнительного неиспользуемого кода в inline-функциях C++.
    • Проведена оптимизация виртуальных таблиц.
    • Добавлена опция "-fno-semantic-interposition", позволяющая повысить качество кода разделяемых библитек, в ситуации запрета вмешательства в экспортируемые символы.
    • Реализовано определение и оптимизация переменных, в которых производится только запись.
    • Представлен новый проход распределения локальных регистров (-flra-remat), реализующий метод рематериализации, при котором вместо сохранения значения регистра при необходимости используется его повторное вычисление. Применение новой оптимизации продемонстрировало в тестах SPEC20 ускорение выполнение сгенерированного кода на 1% для архитектуры ARM и на 0.5% для x86-64;
    • В детекторе неопределенного поведения (Undefined Behavior Sanitizer), выявляющего ситуации, когда поведение программы становится неопределенным (зависит от реализации компилятора) из-за ошибки программиста, добавлены новые режимы: -fsanitize=float-divide-by-zero, -fsanitize=float-cast-overflow, -fsanitize=bounds, -fsanitize=alignment, -fsanitize=object-size, -fsanitize=vptr.
  • Поддержка развиваемого компанией Google языка программирования Go обновлена до версии 1.4.2;
  • Добавлена поддержка векторных инструкций AVX-512 (BW,DQ,VL,IFMA,VBMI), которые появятся в будущих выпусках процессоров Intel на базе новой микроархитектуры Skylake, а также ISA-расширений Intel MPX;
  • Добавлена поддержка процессоров ARM Cortex-A72, Cavium ThunderX и Applied Micro X-Gene 1. Улучшена генерация кода для 64-разрядной архитектуры ARM (AArch64) с учётом специфики процессоров Cortex-A57 и Cortex-A53.
  • Поддержка архитектуры MIPS третьего, пятого и шестого поколения, в том числе процессоров Cavium Octeon 3 и Imagination P5600;
  • Добавлена поддержка операционной системы DragonFly BSD, а также поддержка FreeBSD на архитектуре ARM (arm*-*-freebsd*).


Источник: http://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=42087