☞ LLVM 7.0.1

LLVM中的Compiler-RT相当于GCC中的libgcc，为目标平台提供其硬件不支持的低级功能的优化实现。

Compiler-RT（RT指运行时）项目用于为硬件不支持的低级功能提供特定于目标的支持。例如，32位目标通常缺少支持64位除法的指令。Compiler-RT通过提供特定于目标并经过优化的功能来解决这个问题，该功能在使用32位指令的同时实现了64位除法。它提供相同的功能，因此是LLVM项目中libgcc的替代品。

——《LLVM编译器实战教程》P17

在源码的lib目录下可以看到它的21个组件：

• asan
• BlockRuntime
• builtins
• cfi
• dfsan
• esan
• fuzzer
• hwasan
• interception
• lsan
• msan
• profile
• safestack
• sancov
• sanitizer_common
• scudo
• stats
• tsan
• ubsan
• ubsan_minimal
• xray

官网的compiler-rt介绍页只提及了其中部分，包括builttins、sanitizer runtimes、profile和BlocksRuntime。下面先介绍该四部分，再补充其余组件。

builtins

四则运算、位运算、类型转换、大小比较等基础功能，比如编译32位target时将double转换为64位无符号整型的__fixunsdfdi函数。这些功能的实现或多或少有所优化，有些使用跨平台的C代码，有些直接使用汇编，后一种深度优化执行起来甚至比libgcc更高效。

sanitizer runtimes

Google推出的动态分析工具集，在LLVM项目中维护，GCC也择优使用了一部分。

包括：

• asan
  AddressSanitizer，检测内存错误，包括访存越界、释放后使用、重复释放、内存泄漏等。

• dfsan
  DataFlowSanitizer，动态数据流分析。

• esan
  EfficiencySanitizer，通过规避冗余计算、缓存碎片等手段提高程序运行效率。

• hwasan
  Hardware-assisted AddressSanitizer，需要硬件支持的AddressSanitizer，比如将64位中的8位用作确保内存安全的标志位。

• lsan
  LeakSanitizer，运行时内存泄漏检测，可以独立使用，也可以和AddressSanitizer结合使用。

• msan
  MemorySanitizer，检测未初始化的变量使用，通常会把程序拖慢3倍。

• sanitizer_common
  common Sanitiz runtime，为AddressSanitizer和ThreadSanitizer所共用。

• tsan
  ThreadSanitizer，数据竞争检测，通常会把程序拖慢5～15倍，内存开支增至5～10倍。

• ubsan
  UndefinedBehaviorSanitizer，检测未定义行为，包括使用空指针、有符号整型溢出、浮点型类型转换造成的溢出等。

• ubsan_minimal
  minimal UBSan runtime，UndefinedBehaviorSanitizer的基础（简化）版本。

profile

用于Profile Guided Optimization（配置文件引导优化），简称PGO。可以在AST层面（-fprofile-instr-generate）或IR层面（-fprofile-generate）定制更好的优化，比如告知编译器某个函数用得比较多，可以帮助它更好地处理内联。

BlocksRuntime

针对苹果平台Blocks运行时。

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下面为介绍页未提到的其他组件：

cfi

控制流完整性（control flow integrity），在检测到未定义行为时abort程序，放置控制流被恶意篡改和破坏，在release版本中使用，通过-fsanitize=cfi参数指定。

safestack

SafeStack，在保持运行性能的前提下，保护程序免受栈缓冲溢出攻击。

sancov

SanitizerCoverage，以形象化或报告的形式提供代码覆盖率信息。

fuzzer

LibFuzzer，以覆盖率为导向的模糊测试引擎。

interception

替换或封装系统函数，供AddressSanitizer使用。

scudo

Scudo Hardened Allocator，一种基于Sanitizer内存分配器（位于sanitizer_common）的用户模式的分配器，旨在保持运行性能的前提下，提高内存安全。单词scudo来自西班牙语和葡萄牙语中的escudo（盾牌）。

stats

SanitizerStats，收集Sanitizer运行的统计数据（statistics），目前只支持cfi，启用-fsanitize=cfi*参数的同时启用-fsanitize-stats参数。

xray

XRay，函数调用跟踪。

☞ XRay: A Function Call Tracing System

学习资料

• "compiler-rt" runtime libraries
• Clang 7 documentation
• Clang 7 documentation: Clang Compiler User’s Manual

2020年7月17日 无锡