LLVM：通过 Clang 插件编写代码检查

IOS

2023-12-23 21:51:04

LLVM 是一个功能强大的编译器框架，支持各种编程语言，包括 C++、Rust、Swift 等。它提供了一套丰富的工具和库，使开发人员能够构建定制编译器、优化代码和执行静态分析。

代码检查是 LLVM 生态系统的重要组成部分，它使开发人员能够识别和修复代码中的潜在问题。通过编写 Clang 插件，我们可以创建定制代码检查，以满足特定的需求和项目约束。

理解 LLVM

为了编写 Clang 插件，了解 LLVM 的内部工作原理至关重要。LLVM 将源代码编译为机器可识别的机器码，主要涉及以下阶段：

词法分析和解析： 将源代码分解为标记和语法结构。
语义分析： 检查代码的语义正确性并构建中间表示 (IR)。
代码优化： 应用优化转换以提高代码的性能和效率。
代码生成： 将 IR 翻译为目标机器码。

LLVM 提供了一个模块化框架，允许开发人员在每个阶段插入自己的插件。这使得我们可以自定义编译过程，添加新功能并执行代码检查。

Clang 插件

Clang 是 LLVM 的一个前端编译器，用于 C、C++、Objective-C 和 OpenCL 语言。它提供了一个插件接口，允许开发人员编写自己的代码检查。

要编写 Clang 插件，需要遵循以下步骤：

创建一个继承自 CXCursorVisitor 类的自定义访客类。
重写 visit() 方法以处理感兴趣的语法结构。
在 visit() 方法中，执行代码检查并生成诊断信息。

通过编写 Clang 插件，我们可以实现各种代码检查，例如：

语法检查： 检查代码是否遵守语言的语法规则。
语义检查： 检查代码的语义正确性，例如未定义的行为和空指针引用。
风格检查： 检查代码是否符合特定的编码约定和最佳实践。
安全检查： 检查代码中是否存在潜在的安全漏洞。

实践示例

让我们编写一个 Clang 插件来检查函数中是否存在未初始化的变量。以下是如何实现的：

class UninitializedVariableVisitor : public CXCursorVisitor {
public:
  bool VisitBinaryOperator(CXCursor Cursor) override {
    CXCursor RHS = clang_getBinaryOperatorRHS(Cursor);
    if (clang_isDeclaration(clang_getCursorKind(RHS))) {
      CXType RHSDeclType = clang_getTypeDeclaration(clang_getType(RHS));
      if (clang_isPODType(RHSDeclType)) {
        clang_diagnose(Cursor, diag::err_uninitialized_variable,
                      clang_getCursorSpelling(RHS));
      }
    }
    return true;
  }
};