ШІ виявляє вузькі місця, які можуть прискорити компіляцію Linux до 70%

Розробник ядра Linux звернувся до мовної моделі для виявлення вузьких місць у компіляції. Хоча інструмент створив код, який він оцінив як жахливий, людська перевірка дозволила підготувати 23 патчі з поліпшеннями до 36% у повних компіляціях і до 70% у інкрементальних компіляціях.

• Лоренцо Стокес опублікував серію з 23 патчів для значного прискорення компіляції ядра Linux.
• Ця робота націлена на однопоточні завдання в Kbuild, kallsyms, modpost, objtool, mksysmap та систему компіляції Rust.
• Тести повідомляють про поліпшення на 36% у компіляціях з усіма модулями та до 70% в інкрементальних компіляціях.

Дослідження за допомогою ШІ

Досвідчений розробник ядра Linux використав велику мовну модель для виявлення перешкод, які сповільнюють процес компіляції. Результатом стала серія з 23 патчів, які, згідно з описаними тестами, можуть значно прискорити різні типи компіляцій, хоча ще повинні пройти процес перевірки перед тим, як бути включеними до основного ядра.

Лоренцо Стокес опублікував пропозицію 8 вересня 2026 року з конкретною метою: зменшити час, протягом якого система залишається заблокованою на однопоточних завданнях. Ідея полягає не в заміні розробників штучним інтелектом, а в його використанні для перевірки процесу, виявлення точок затримки та пропозиції змін, які потім можуть бути технічно перевірені.

Однак інструмент не надав готового результату для включення до проекту. Стокес пояснив, що модель згенерувала багато коду, значна частина якого була оцінена як жахлива, тому йому довелося широко переглянути та переписати свої пропозиції перед тим, як перетворити їх на серію узгоджених патчів.

Розробник також зазначив, що модель допомогла координувати виконання компіляцій, тестування, налагодження та аналіз. Проте він стверджував, що вручну перевіряв правильність як компіляцій, так і працюючих ядер, а також особисто перевіряв поліпшення продуктивності.

Проблема однопоточних завдань

Компіляція ядра поєднує численні етапи, які можуть виконуватись на різних ядрах процесора, але деякі завдання залишаються обмеженими одним потоком і створюють точки затримки. Коли один етап закінчується раніше за інший, доступні ресурси не завжди можуть бути повністю використані, тому загальна швидкість залежить від найменш паралелізованих ділянок.

Патчі Стокеса намагаються краще розподілити кілька з цих операцій, щоб більше роботи просувалось одночасно. Підхід впливає на компоненти системи побудови, такі як Kbuild, kallsyms, modpost, objtool та mksysmap, а також на систему, що використовується для компіляції коду Rust в ядрі.

Kbuild координує значну частину процесу побудови, тоді як інші інструменти генерують інформацію, перевіряють об'єкти або готують елементи, необхідні для кінцевого результату. Пропозиція прагне зробити ці функції більш ефективними та зменшити інтервали, протягом яких один етап чекає, поки інший завершить послідовну операцію.

Обсяг серії також показує, чому виявлення вузьких місць може бути важливішим, ніж оптимізація одного інструмента. Невелике поліпшення в кількох пов'язаних фазах може призвести до значної економії часу, особливо коли система часто перекомпільовує ядро під час розробки та тестування.

Повідомлені поліпшення в різних компіляціях

Результати, наведені для компіляції ядра з усіма активованими модулями, вказують на приблизне зменшення часу, необхідного для компіляції, на 36%. Це вимірювання представляє найширший сценарій серії, оскільки включає велику кількість компонентів і дозволяє спостерігати, як оптимізації працюють, коли процес повинен побудувати розширену конфігурацію.

Інкрементальні компіляції, які перебудовують лише частини, що підлягають змінам, можуть отримати ще більше вигоди. У цьому випадку згадані тести повідомляють про покращення до 70%, що є суттєвою різницею для розробників, які повторюють цикл модифікації коду, компіляції, тестування та повторного налаштування.

Цифри не представляють універсальної обіцянки для кожного обладнання чи кожної конфігурації ядра, і сама пропозиція включає результати бенчмарків для різних сценаріїв. Її основна цінність полягає в тому, щоб показати, що вузькі місця однониткових процесів все ще пропонують значний простір для покращення досвіду компіляції.

Людський аудит і наступні кроки

Стокес зазначив участь моделі через етикетку Assisted-by у кожному коміті серії. Він також вказав, що інтенсивно редагував повідомлення про підтвердження, супровідний лист і коментарі, що є необхідним для того, щоб інші утримувачі могли зрозуміти технічні рішення та оцінити їх наслідки.

Цей нагляд є особливо важливим у проекті, як-от ядро Linux, де зміна продуктивності не може оцінюватися лише за часом компіляції. Патчі повинні зберігати коректність системи, уникати помилок у рідкісних конфігураціях і підтримувати стабільність коду, який в кінцевому підсумку виконується на пристроях і серверах.

Досвід виявляє відому напругу в використанні мовних моделей для програмної інженерії: вони можуть швидко досліджувати альтернативи та виявляти шаблони, які важко перевірити вручну, але їх результати можуть містити помилки, погані структури або рішення, які не відповідають стандартам проекту. У цьому випадку корисність ШІ проявилася в дослідженні та аналізі, тоді як остаточна валідація залишалася під відповідальністю людини.

Інформацію повідомив Phoronix, який зібрав публікацію Стокеса та результати серії патчів. Наступним кроком буде технічний перегляд з боку спільноти та відповідних утримувачів, після чого робота може потрапити до основного ядра та прискорити компіляції на різних пристроях і конфігураціях.

Поки що цифри слід інтерпретувати як результати пропозиції, що перебуває на розгляді, а не як покращення, вже доступне для всіх дистрибутивів Linux. Якщо патчі збережуть свої переваги без введення проблем з коректністю, вони можуть перетворити одне з найбільш повторюваних завдань у розробці ядра на значно менш повільний процес.