LLVM-projektet utvecklar verktyg för säker bufferthantering i C++

LLVM-projektgruppen har föreslagit en rad förändringar för att förbättra säkerheten för verksamhetskritiska C++-projekt och tillhandahålla verktyg för att förhindra buffer-out-of-bounds-fel. Arbetet fokuserar på två områden: att tillhandahålla en utvecklingsmodell som möjliggör säker användning av buffertar, och att arbeta med att stärka standardbiblioteket med libc++-funktioner.

Den föreslagna modellen för säker programmering för C++ förutsätter användning av klasser som tillhandahålls av standardbiblioteket när man arbetar med buffertar istället för att manipulera bara pekare. Till exempel föreslås det att man använder klasserna std::array, std::vector och std::span, till vilka en kontroll för att överskrida de allokerade minnesgränserna kommer att läggas till, utförd vid körning.

För att bekämpa farliga programmeringsmetoder föreslår clang att kompilatorvarningar ska matas ut för alla pekararitmetiska operationer, liknande de clang-tidy linter-varningar som matas ut när flaggan "cppcoreguidelines-pro-bounds-pointer-arithmetic" används, vilken kommer att stödjas i LLVM 16. En separat flagga, som inte är aktiverad som standard, kommer att läggas till i clang för att aktivera sådana varningar.

Libc++ planerar att implementera ett valfritt utökat skyddsläge, vilket, när det är aktiverat, kommer att upptäcka vissa situationer under körning som leder till odefinierat beteende. Till exempel, i klasserna std::span och std::vector, kommer åtkomst bortom det allokerade minnesområdet att spåras, och om det upptäcks kommer programmet att avslutas onormalt. Utvecklarna tror att sådana ändringar kommer att hålla libc++ kompatibel med C++-standarder, eftersom valet av hur man hanterar fall av odefinierat beteende är upp till biblioteksutvecklarna, som bland annat kan tolka odefinierat beteende som ett fel som kräver att programmet avslutas.

Runtime-kontrollerna i libc++ är planerade att delas in i kategorier som kan aktiveras individuellt. Några av de föreslagna kontrollerna som inte komplicerar operationer eller ändrar ABI är redan implementerade i libc++ felsäkert läge.

Dessutom planeras det att förbereda en verktygslåda för kodkorrigering, som gör det möjligt att ersätta variabler med bara pekare till containrar och att tillämpa alternativa hanterare i situationer där containern inte direkt kan ersätta pekaren (till exempel kan konstruktionen "if(array_pointer)" omvandlas till "if(span.data()")). Korrigeringar kan tillämpas inte bara på lokala variabler, utan även på parametrar av typer med pekare.

Källa: opennet.ru