24.04.2024

Доступен набор компиляторов LLVM 18

После шести месяцев разработки представлен релиз проекта LLVM 18.1.0 — GCC-совместимого инструментария (компиляторы, оптимизаторы и генераторы кода), компилирующего программы в промежуточный биткод RISC-подобных виртуальных инструкций (низкоуровневая виртуальная машина с многоуровневой системой оптимизаций). Сгенерированный псевдокод может быть преобразован при помощи JIT-компилятора в машинные инструкции непосредственно в момент выполнения программы.

Начиная с ветки 18.x проект перешёл на новую схему формирования номеров версий. По аналогии с проектами GCC и GDB, нулевой выпуск («N.0») теперь используется в процессе разработки, а первая стабильная версия снабжается номером «N.1». Изменение позволяет отделить сборки на основе находящейся в разработке ветки (mainline) от сборок ветки с финальными релизами. Например, при подготовке нынешнего выпуска разработка велась с использованием нестабильной ветки LLVM 18.0, а первый стабильный релиз вышел под номером 18.1.0. В дальнейшем при необходимости каждые две недели могут формироваться корректирующие выпуски под номерами 18.1.1, 18.1.2 и т.п. В случае внесения в текущую ветку изменений, нарушающих ABI, обновление будет сформировано с изменением второй цифры версии (т.е. 18.2.0).

Основные улучшения в Clang 18:

  • Изменения, связанные с языком Си:
    • Структуры, объединения и массивы с признаком «const» по аналогии с GCC теперь могут использоваться как константные выражения.
    • Перечисления (enum) теперь отражаются в метаданных TBAA (Type Based Alias Analysis) в своём исходном целочисленном типе, вместо обработки как типа «char».
    • Добавлена поддержка атрибута «counted_by», через который можно указать поле в структуре с гибким массивом, определяющим число элементов в гибком массиве. Атрибут может использоваться в clang для повышения эффективности проверок выхода за границу буфера.
  • Возможности, определённые в будущем Си-стандарте C23:
    • Добавлена поддержка флагов «-std=c23» и «-std=gnu23», а также значения «202311L» для макроса «__STDC_VERSION__», определяющих стандарт C23 и расширения GNU C23.
    • Добавлена поддержка выражения «requires c23» для привязки модулей к поддержке стандарта C23.
    • Реализована поддержка вывода типа при определении объектов, что позволяет использовать вместо типа признак «auto» для определения типа переменных на основе типа выражения для их инициализации. Например: «auto y = cos(x);».
    • Добавлена поддержка заголовочного файла ‹stdckdint.h› с макросами для проверки целочисленных вычислений.
    • Разрешено размещение меток в любых местах внутри составных выражений.
    • При компиляции в режиме C23 прекращена поддержка в коде триграфов, последовательностей из трёх ASCII-символов, обрабатываемых как один символ, например, последовательность «??=» можно было использовать вместо «#». После появления Unicode поддержка триграфов потеряла смысл.
  • Возможности, связанные со стандартом C++20: Реализована экспериментальная возможность использования в шаблонах дополнительных видов аргументов, не являющихся типами, например, разрешено указание значений с плавающей запятой, указателей и ссылок на субобъекты.
  • Возможности, связанные со стандартом C++23: Добавлена экспериментальная поддержка механизма «Deducing this«, позволяющего использовать в шаблоне параметры с признаком «this» и дающего возможность из функции класса узнать категорию выражения (например, является ли константой), для которого эта функция вызвана.
  • Возможности, связанные с будущим стандартом C++2с (C++26):
    • Добавлена возможность использования сразу нескольких переменных-заполнителей с именем «_» в одной области видимости, например, теперь являются корректными конструкции:
       struct S { int _, _; }; void func() { int _, _; } void other() { int _; // ранее выводилось предупреждение в режиме -Wunused }
      
    • Предоставлена возможность использования строковых литералов в контексте, в котором они не используются для инициализации массива символов и не попадают в результирующий код, а применяются только во время компиляции для диагностических сообщений и препроцессинга, например, в качестве параметров директив и атрибутов _Pragma, asm, extern, static_assert, [[deprecated]] и [[nodiscard]].
    • Переведено в разряд устаревших выполнение неявных преобразований перечисляемых значений в арифметических вычислениях.
       int main() { enum E1 { e }; enum E2 { f }; bool b = e <= 3.7; // устарело int k = f - e; // устарело int x = +f - e; // OK }
      
    • Реализована спецификация, определяющая возможности, связанные с инициализацией параметров шаблонов.
  • Добавлена встроенная функция «__builtin_vectorelements()» для определения числа элементов в векторе.
  • Добавлено ключевое слово «__datasizeof», которое отличается от «sizeof» тем, что возвращает размер типа без учёта хвостового заполнения.
  • Добавлены новые флаги компилятора:
    • «-fverify-intermediate-code» для верификации сгенерированного LLVM IR;
    • «-fkeep-system-includes» для изменения поведения опции «-E»;
    • «-fassume-nothrow-exception-dtor» для сокращения размера обработчиков исключений за счёт упрощения логики обработки деструкторов;
    • «-fopenacc» для поддержки OpenACC в Clang;
    • «-fcx-limited-range» и «-fcx-fortran-rules» для задействования простых формул умножения и деления комплексных чисел, не проверяющих результат на значение NaN и использующих алгоритм Смитта;
    • «-fvisibility-global-new-delete=‹force-hidden|force-protected| force-default|source›» для управления как и когда обеспечивать видимость заменяемых объявлений new и delete;
    • «-fdefine-target-os-macros» для управления предоставлением определений для списка макросов TARGET_OS_*.
  • Добавлены новые атрибуты: «[[clang::preferred_type(type-name)]]», «[[clang::coro_only_destroy_when_complete]]», «[[clang::coro_return_type]]», «[[clang::coro_wrapper]]», «[[clang::code_align(N)]]» и «[[clang::coro_lifetimebound]]».
  • Значительно расширены средства диагностики и статического анализа, добавлены новые проверки.

Основные новшества LLVM 18.0:

  • В бэкенд для архитектуры X86 добавлена поддержка расширений архитектуры набора команд (ISA): USER_MSR, VX10.1-256 и AVX10.1-512.
    Тип i128 унифицирован с типом __int128 из GCC и clang, что позволило усилить бинарную совместимость с внешними проектами, такими как Rust.

  • В бэкенде для архитектуры RISC-V стабилизирована поддержка расширений Zicond, Zfa, Zihintntl, Zvbb, Zvbc, Zvkb, Zvkg, Zvkn, Zvknc, Zvkned, Zvkng, Zvknha, Zvknhb, Zvks, Zvksc, Zvksed, Zvksg, Zvksh и Zvkt. Добавлены встроенные функции для расширений Zk*, Zbb и Zbc. Добавлена экспериментальная поддержка генерации кода для архитектур RV32E, RV64E, ilp32e и lp64e. Реализована поддержка расширений Ziccif, Ziccrse, Ziccamoa, Zicclsm, Za64rs, Za128rs, Zic64b и Smepmp.
  • В бэкенд для архитектуры LoongArch добавлены встроенные функций (Intrinsics) для расширений LSX (128-bits SIMD) и LASX (256-bits SIMD). Добавлена поддержка новых инструкций, появившихся в спецификации LoongArch Reference Manual 1.10. Добавлена начальная поддержка автоматической векторизации. Улучшена генерация кода.
  • В бэкенд для архитектуры AArch64 добавлена поддержка процессоров Cortex-A520, Cortex-A720 и Cortex-X4. Реализована поддержка ассемблера и дизассемблера для расширений архитектуры, предложенных в 2023 году.
    Добавлена поддержка механизма защиты Stack Clash Protection, позволяющего выявлять факты переполнения стека и блокировать методы атак на основе пересечения стека и кучи.

  • В бэкенд для архитектуры ARM добавлена поддержка процессора Cortex-M52 и обеспечена возможность работы в режиме только исполнения (execute-only) для архитектуры Armv6-M.
  • Улучшены бэкенды для архитектур WebAssembly, MIPS, PowerPC, AMDGPU.
  • Расширены возможности компоновщика LLD. Добавлена поддержка объектов FatLTO. Улучшена поддержка архитектур RISC-V и AArch64.
  • В библиотеке Libc++ продолжена реализация возможностей стандартов C++20, C++23 и C++26.
  • В отладчике LLDB добавлена поддержка автоматического извлечения символов и бинарных данных с внешних серверов, поддерживающих протокол DEBUGINFOD.
    Расширена поддержка архитектуры AArch64 и добавлена возможность отладки расширений SME и SME2 (Scalable Matrix Extension).

  • Удалены обвязки для языка Python.

Источник: https://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=60744 Источник.