Безопасный C++: компиляторный плагин для контроля памяти

Использование пользовательских атрибутов в C++20 позволяет создавать правила безопасного управления памятью без нарушения обратной совместимости. Предлагается подход, использующий атрибуты для маркировки классов, управляющих памятью (VarShared, VarValue, VarGuard, VarWeak, VarAuto), и плагин компилятора для анализа их использования.

Плагин, разработанный для Clang, анализирует код на предмет соответствия правилам безопасного использования этих классов. В частности, он проверяет, как передаются объекты, созданные с использованием shared_ptr и weak_ptr. Этот метод накладывает ограничения на копирование и обмен переменными, чтобы предотвратить утечки памяти и dangling pointers, имитируя механизмы владения и заимствования, как в языке Rust.

Ключевым элементом системы является использование атрибутов memsafe для маркировки пространств имен и классов. Это позволяет включать и отключать проверку безопасности на уровне отдельных блоков кода. Области имен, помеченные как "unsafe", исключаются из проверок, что позволяет гибко работать с низкоуровневым кодом, где требуется прямой контроль памяти.

Применяя подобный подход, можно выявлять ошибки, связанные с некорректным использованием указателей в C++, не меняя при этом существующий код и стандарты языка. Плагин для компилятора добавляет метки ошибок в исходный код, что облегчает их обнаружение и исправление, повышая тем самым общую надежность программного обеспечения.

Источник: rsashka