Fil-C 0.682 — безопасност на паметта без презаписване

2

Пуснат беше Fil-C 0.682 — компилатор на C и C++, който осигурява пълна безопасност на паметта и дава гаранции, които са по-големи от много други езици, като например Rust. Проектът се разработва от Филип Пизло, който не се нуждае от представяне.

Fil-C е базиран на кодовата база Clang/LLVM 20.x и позволява компилирането на традиционен код на C/C++ с гаранция за предотвратяване на всички основни уязвимости (достъп извън граници, използване след освобождаване, двойно освобождаване, объркване на типове). За разлика от ASan или MTE, Fil-C използва строго безопасна обектна модель и принципно не съдържа заобиколки, като блокове с unsafe.

През изминалата година проектът премина от концептуално доказателство за възможности до пълноправен инструментариум с мащабна екосистема.

Основни характеристики и технически детайли:

• InvisiCaps 2.0 и развитие на модела Capability: Системата за пълномощия (capabilities) е значително преработена, проследявайки границите и типовете указатели без промяна на 64-битния им размер в адресното пространство на C. Оптимизирано е съхранението на capability, намалени са накладните разходи, а също така е добавена коректна поддръжка за union, memcpy, атомарни операции със структури и предаване на мандати чрез инлайн-асемблер.
• Паралелен сборник на боклука (FUGC): В рантайм-сборника на боклука Fil’s Unbelievable Garbage Collector са добавени паралелна сборка, поддръжка на сложни обекти, като затваряния и GNU Indirect Function.
• Поддръжка на ARM64: Практически от нулата е реализиран бекенд, рантайм, зареждач и ABI за архитектурата ARM64 (Linux/aarch64), проектът е преминал в фаза бета-тестиране на тази платформа.
• Безопасен инлайн-асемблер и SIMD: Добавена е уникална възможност за изпълнение на безопасни асемблерни вмъквания (включително асемблерни блокове OpenSSL) с запазване на проверка на пълномощията. Реализирана е пълна поддръжка на векторни инструкции SSE, AVX, AVX2 и AVX512 (включително masked load/store, expand/compress, sfence и prefetch).
• Escape Analysis: Започвайки от версия 0.671 е внедрено статично анализа на изтичания на памет от стекове. Това е най-голямото оптимизационно изменение за годината: скоростта на изпълнение на QuickJS се е увеличила повече от 6 пъти, а на повечето други програми — повече от 10%.
• Съвместимост с C++ и съвременни стандарти: Реализирана е поддръжка на изключения C++, принудително разгръщане на стека, ucontext, изчисляеми преходи, std::optional и указатели на класови членове.
• Защита от опасни UB-оптимизации на LLVM: Fil-C всъщност деактивира агресивни оптимизации на LLVM, зависещи от Неразрешено Поведение (UB). В частност, принудително е изключен strict aliasing и е включен аналогът -fwrapv, което предотвратява неправилно отстраняване на проверки за безопасност от компилатора.
• Преминаване на LLVM/Clang 20: Компилаторът е преместен на кодовата база на Clang 20 (от версия Fil-C 0.670), което осигурява по-добра съвместимост и преносимост на генерирането на код.
• Разширение на Linux ABI и FFI ново поколение: Реализирана е емуляция и безопасни опаковки за десетки системни повиквания на Linux (statx, openat2, pidfd, epoll, splice, futex, timer API и др.), както и поддръжка на dlopen, dlvsym, libffi и FFI слой за взаимодействие с външен код.
• Нова конвенция за повиквания и API на рантайма: Оптимизиран е вътрешният ABI за повикване на функции с цел намаляване на оверхеда. Добавени са нови API, включително zlock_runtime_threads() (задържане на потоци за изграждане на строги пясъчници), както и вграден sampling profiler и инструменти за дъмп на паметта.
• Пълноценен userspace дистрибутив /opt/fil: безопасна системна среда, базирана на glibc 2.40, включваща OpenSSH, OpenSSL, sudo, git, curl, wget, rsync, tmux, make, grep, а също и системни библиотеки (PAM, Kerberos, SELinux, ICU).

Готовите бинарни сборки се разпространяват в два варианта: автономен на база musl (filc) и пълно системно обкръжение /opt/fil за архитектури x86_64 и ARM64.

GitHub проект

Също така да отбележим, че има и безопасен по памет дистрибутив Linux — Pizlix

Източник: linux.org.ru