Пускане на компилаторния пакет LLVM 10.0

След шест месеца разработка представени издание на проекта LLVM 10.0 — GCC-съвместими инструменти (компилатори, оптимизатори и генератори на кодове), компилиращи програми в междинен битов код на RISC-подобни виртуални инструкции (виртуална машина от ниско ниво със система за многостепенна оптимизация). Генерираният псевдокод може да бъде преобразуван с помощта на JIT компилатор в машинни инструкции директно по време на изпълнение на програмата.

Новите функции в LLVM 10.0 включват поддръжка за C++ Concepts, вече не изпълнява Clang като отделен процес, поддръжка за CFG (защита на контролния поток) проверки за Windows и поддръжка за нови възможности на процесора.

Подобрения в Clang 10.0:

• Добавена е поддръжка за "концепцията", разширение на C++ шаблон, което ще бъде включено в следващия стандарт с кодово име C++2a (включен от флага -std=c++2a).
  Концепциите ви позволяват да дефинирате набор от изисквания към параметрите на шаблона, които по време на компилиране ограничават набора от аргументи, които могат да бъдат приети като параметри на шаблона. Концепциите могат да се използват за избягване на логически несъответствия между свойствата на типовете данни, използвани в шаблона, и свойствата на типа данни на входните параметри.

  шаблон
  концепция EqualityComparable = requires(T a, T b) {
  { a == b } -> std::boolean;
  { a != b } -> std::boolean;
  };

• По подразбиране стартирането на отделен процес (“clang -cc1”), в който се извършва компилация, е спряно. Компилацията вече се извършва в основния процес и опцията "-fno-integrated-cc1" може да се използва за възстановяване на старото поведение.
• Нови диагностични режими:
  • „-Wc99-designator“ и „-Wreorder-init-list“ предупреждават срещу използването на C99 инициализатори в режим C++ в случаите, когато са правилни в C99, но не и в C++20.
  • "-Wsizeof-array-div" - улавя ситуации като "int arr[10]; …sizeof(arr) / sizeof(short)…” (трябва да бъде „sizeof(arr) / sizeof(int)”).
  • „-Wxor-used-as-po“ – предупреждава срещу използването на конструкции като използването на оператора „^“ (xor) в операции, които могат да бъдат объркани с степенуване (2^16).
  • "-Wfinal-dtor-non-final-class" - предупреждава за класове, които не са маркирани със спецификатора "final", но имат деструктор с атрибут "final".
  • „-Wtautological-bitwise-compare“ е група от предупреждения за диагностициране на тавтологични сравнения между побитова операция и константа и за идентифициране на винаги верни сравнения, при които побитовата операция ИЛИ се прилага към неотрицателно число.
  • „-Wbitwise-условни-скоби“ предупреждава за проблеми при смесване на логическите оператори И (&) и ИЛИ (|) с условния оператор (?:).
  • „-Wmisleading-indentation“ е аналог на проверката със същото име от GCC, която предупреждава за изрази с отстъп, сякаш са част от блок if/else/for/while, но всъщност те не са включени в този блок .
  • Когато се посочи „-Wextra“, проверката „-Wdeprecated-copy“ е активирана, предупреждавайки за използването на конструктори
    "преместване" и "копиране" в класове с изрична дефиниция на деструктор.

  • Проверките „-Wtautological-overlap-compare“, „-Wsizeof-pointer-div“, „-Wtautological-compare“, „-Wrange-loop-analysis“ са разширени.
  • Проверките "-Wbitwise-op-parentheses" и "-Wlogical-op-parentheses" са деактивирани по подразбиране.
• В кода на C и C++ аритметичните операции с указател са разрешени само в масиви. Дезинфекциращото средство за недефинирано поведение в режим "-fsanitize=pointer-overflow" вече улавя случаи като добавяне на ненулево отместване към нулев указател или създаване на нулев указател при изваждане на цяло число от ненулев указател.
• Режимът "-fsanitize=implicit-conversion" (Implicit Conversion Sanitizer) е адаптиран за идентифициране на проблеми с операции за увеличаване и намаляване за типове с размер на битовете, по-малък от този на типа "int".
• При избор на x86 целеви архитектури "-march=skylake-avx512", "-march=icelake-client", "-march=icelake-server", "-march=cascadelake" и "-march=cooperlake" по подразбиране във векторизирани кодът е спрял да използва 512-битови zmm регистри, с изключение на директното им указание в изходния код. Причината е, че честотата на процесора намалява при извършване на 512-битови операции, което може да повлияе негативно на цялостната производителност. За да промените новото поведение, е предоставена опцията "-mprefer-vector-width=512".
• Поведението на флага "-flax-vector-conversions" е подобно на GCC: имплицитните векторни преобразувания на битове между цели числа и вектори с плаваща запетая са забранени. За да се премахне това ограничение, се предлага да се използва флагът
  "-flax-vector-conversions=all", което е по подразбиране.

• Подобрена поддръжка за MIPS процесори от семейството Octeon. Добавен е "octeon+" към списъка с валидни типове процесори.
• При асемблиране в междинен код на WebAssembly автоматично се извиква оптимизаторът wasm-opt, ако е наличен в системата.
• За системи, базирани на архитектурата RISC-V, използването на регистри, съхраняващи стойности с плаваща запетая, е разрешено в условни блокове на вградени вмъквания на асемблер.
• Добавени са нови флагове на компилатора: "-fgnuc-version" за задаване на стойността на версията за "__GNUC__" и подобни макроси; "-fmacro-prefix-map=OLD=NEW" за замяна на префикса на директорията OLD с NEW в макроси като "__FILE__"; "-fpatchable-function-entry=N[,M]" за генериране на определен брой NOP инструкции преди и след входната точка на функцията. За RISC-V
  добавена поддръжка за флаговете "-ffixed-xX", "-mcmodel=medany" и "-mcmodel=medlow".

• Добавена е поддръжка за атрибута '__attribute__((target(“branch-protection=..."))), чийто ефект е подобен на опцията -mbranch-защита.
• На платформата на Windows, когато се указва флагът „-cfguard“, се прилага заместване на проверките за целостта на потока на изпълнение (Control Flow Guard) за индиректни извиквания на функции. За да деактивирате подмяната на проверка, можете да използвате флага „-cfguard-nochecks“ или модификатора „__declspec(guard(nocf))“.
• Поведението на атрибута gnu_inline е подобно на GCC в случаите, когато се използва без ключовата дума "extern".
• Възможностите, свързани с поддръжката на OpenCL и CUDA, са разширени. Добавена е поддръжка за нови функции на OpenMP 5.0.
• Добавена е опция Standard към помощната програма clang-format, която ви позволява да определите версията на стандарта C++, използван при анализиране и форматиране на код (Най-нови, Auto, c++03, c++11, c++14, c++17, c++20 ).
• Добавени са нови проверки към статичния анализатор: alpha.cplusplus.PlacementNew за определяне дали има достатъчно място за съхранение, fuchsia.HandleChecker за откриване на течове, свързани с манипулатори на Fuchsia, security.insecureAPI.decodeValueOfObjCType за откриване на потенциално препълване на буфера при използване на [NSCoder decodeValueOfObjCType :at:] .
• Дезинфектантът за недефинирано поведение (UBSan) разшири своите проверки за препълване на указателя, за да улавя прилагането на ненулеви отмествания към NULL указатели или произтичащото добавяне на NULL отместване на указател.
• В линтер дрън-подреден добави голяма част от нови чекове.

Основната иновации LLVM 10.0:

• Към рамката Приписвач Добавени са нови междупроцедурни оптимизации и анализатори. Предсказва се състоянието на 19 различни атрибута, включително 12 атрибута, 12 LLVM IR и 7 абстрактни атрибута, като жизненост.
• Добавени са нови матрични математически функции, вградени в компилатора (Вътрешни характеристики), които се заменят с ефективни векторни инструкции по време на компилация.
• Бяха направени многобройни подобрения в бекенда за X86, AArch64, ARM, SystemZ, MIPS, AMDGPU и PowerPC архитектури. Добавена поддръжка на процесора
  Cortex-A65, Cortex-A65AE, Neoverse E1 и Neoverse N1. За ARMv8.1-M процесът на генериране на код е оптимизиран (например се появи поддръжка за цикли с минимални разходи) и е добавена поддръжка за автовекторизация с помощта на разширението MVE. Подобрена поддръжка на MIPS Octeon на процесора. За PowerPC е активирана векторизацията на математически подпрограми с помощта на библиотеката MASSV (Mathematical Acceleration SubSystem), генерирането на код е подобрено и достъпът до паметта от цикли е оптимизиран. За x86 обработката на векторни типове v2i32, v4i16, v2i16, v8i8, v4i8 и v2i8 е променена.

• Подобрен генератор на код за WebAssembly. Добавена е поддръжка за TLS (Thread-Local Storage) и инструкции atomic.fence. Поддръжката на SIMD е значително разширена. Обектните файлове на WebAssembly вече имат способността да използват сигнатури на функции с много стойности.
• Анализаторът се използва при обработка на цикли MemorySSA, което ви позволява да дефинирате зависимости между различни операции с памет. MemorySSA може да намали времето за компилиране и изпълнение или може да се използва вместо AliasSetTracker без загуба на производителност.
• Дебъгерът LLDB има значително подобрена поддръжка за формата DWARF v5. Подобрена поддръжка за изграждане с MinGW
  и добавена първоначална възможност за отстраняване на грешки в изпълними файлове на Windows за ARM и ARM64 архитектури. Добавени описания на предлаганите опции при автоматично довършване на въвеждане чрез натискане на tab.

• Разширено Възможности на LLD линкер. Подобрена поддръжка за ELF формат, включително осигуряване на пълна съвместимост на glob шаблони с GNU линкер, добавяне на поддръжка за компресирани секции за отстраняване на грешки ".zdebug", добавяне на свойството PT_GNU_PROPERTY за дефиниране на секцията .note.gnu.property (може да се използва в бъдеще Linux ядра),
  Внедрени са режимите „-z noseparate-code“, „-z отделен-код“ и „-z отделни-зареждаеми сегменти“. Подобрена поддръжка за MinGW и WebAssembly.

Източник: opennet.ru