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编程问答

添加编译警告的另一种方式：开发 clang

發(fā)布時(shí)間：2024/3/24 编程问答 29 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了添加编译警告的另一种方式：开发 clang 小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

添加編譯警告，除了使用上文開(kāi)發(fā) clang 插件：0 基礎(chǔ)感受底層組提到的 clang 插件，

也可以直接開(kāi)發(fā) clang

1，開(kāi)發(fā) clang，使用 ninja ，才能保證正常的開(kāi)發(fā)速度

使用 Xcode 編譯 clang, 就慢了

可以使用 ninja + Xcode 配合開(kāi)發(fā)

使用 Xcode 的代碼自動(dòng)補(bǔ)全、代碼提示、編譯檢查、函數(shù)跳轉(zhuǎn)，方便

1.1 安裝 ninja

采用 ninja 構(gòu)建

檢查安裝了沒(méi)有

brew list | grep ^ninja

去安裝

brew install ninja

1.2 下載工程

下載 llvm-project

git clone https://github.com/llvm/llvm-project

1.3 代碼生成與編譯

這一步，會(huì)在后面反復(fù)使用，簡(jiǎn)稱為 job_O

使用 Ninja 生成 llvm 項(xiàng)目

進(jìn)入

cd /Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX

等價(jià)于

cd /yourPath/llvm-project

代碼生成

cmake -S llvm -B build -G Ninja -DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang;libcxx;libcxxabi"

項(xiàng)目編譯

cd /Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/build

ninja clang

效果:

? build git:(main) ninja clang

[3345/3345] Creating executable symlink bin/clang

補(bǔ)充： Xcode 相關(guān)，見(jiàn)上文

1.4 本文的例子是，檢查 if 語(yǔ)句的過(guò)度嵌套

看下效果，簡(jiǎn)單的 if 判斷，不報(bào)錯(cuò)

復(fù)雜的，才報(bào)錯(cuò)

要解決的問(wèn)題

怎樣算復(fù)雜？至少 3 層不同操作符，計(jì)算的嵌套

最后的效果

2. clang 開(kāi)發(fā)，階段一，識(shí)別 if 語(yǔ)句的 AST, 和簡(jiǎn)單的 warning 處理

添加 if 語(yǔ)句過(guò)度嵌套的編譯警告

來(lái)一小段，編譯原理

編譯啊，預(yù)處理，語(yǔ)法分析，詞法分析，語(yǔ)義分析，拿到 AST

拿到完整的抽象語(yǔ)法樹(shù)，分析 if 的節(jié)點(diǎn)，是不是過(guò)于復(fù)雜

先對(duì)代碼進(jìn)行解析，parse
再語(yǔ)義分析，semantic analysis

2.1 定位到 clang 源代碼，對(duì) AST 中的 if 節(jié)點(diǎn)，寫(xiě)日志

定位到語(yǔ)義分析文件

/Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/clang/lib/Sema/SemaStmt.cpp

里面的這個(gè)方法，IF statement

添加兩行日志代碼，代碼生成與編譯，就是 job_O

補(bǔ)充：怎么定位到的，可以看我在 CSDN 的筆記 clang 學(xué)習(xí)輔助

StmtResult Sema::ActOnIfStmt(SourceLocation IfLoc, bool IsConstexpr,SourceLocation LParenLoc, Stmt *InitStmt,ConditionResult Cond, SourceLocation RParenLoc,Stmt *thenStmt, SourceLocation ElseLoc,Stmt *elseStmt) {//...// 添加下面兩句 llvm:: dbgs() << "處于 ActOnIfStmt，發(fā)現(xiàn)了 if 條件判斷 \n";CondExpr->dump();return BuildIfStmt(IfLoc, IsConstexpr, LParenLoc, InitStmt, Cond, RParenLoc,thenStmt, ElseLoc, elseStmt); }

2.1.1，看簡(jiǎn)單效果

上例子

? build git:(main) ? cat /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp

代碼很簡(jiǎn)單

void test(int a, int b){if (a > 0 && b > 0){} }

命令, ( 這一步，調(diào)試頻繁，下文簡(jiǎn)稱為 job_debug )

? build git:(main) ? /Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/build/bin/clang -c /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp

dump 到的 AST

處于 ActOnIfStmt，發(fā)現(xiàn)了 if 條件判斷 BinaryOperator 0x7fe8e9075ea0 '_Bool' '&&' |-BinaryOperator 0x7fe8e9075e08 '_Bool' '>' | |-ImplicitCastExpr 0x7fe8e9075df0 'int' <LValueToRValue> | | `-DeclRefExpr 0x7fe8e9075db0 'int' lvalue ParmVar 0x7fe8e9075b68 'a' 'int' | `-IntegerLiteral 0x7fe8e9075dd0 'int' 0 `-BinaryOperator 0x7fe8e9075e80 '_Bool' '>'|-ImplicitCastExpr 0x7fe8e9075e68 'int' <LValueToRValue>| `-DeclRefExpr 0x7fe8e9075e28 'int' lvalue ParmVar 0x7fe8e9075be8 'b' 'int'`-IntegerLiteral 0x7fe8e9075e48 'int' 0

2.2 從 dump 日志，到報(bào)錯(cuò) warning

2.2.1 warning 源文件修改

進(jìn)入到語(yǔ)義分析的警告表格

/Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/clang/include/clang/Basic/DiagnosticSemaKinds.td

添加一行警告，于文件結(jié)尾

// 添加這一行 def warn_if_condition_too_complex: Warning<"if 語(yǔ)句，太過(guò)復(fù)雜，修下吧 ...">;} // end of sema component.

2.2.2 繼續(xù)修改語(yǔ)義分析文件

/Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/clang/lib/Sema/SemaStmt.cpp

輔助命令

open /Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/clang/lib/Sema/SemaStmt.cpp

添加方法

using namespace clang; using namespace sema;// 這里添加// 需要兩個(gè)參數(shù)， // if 條件的 AST // 和 semantic self, 用 Sema 來(lái)報(bào)錯(cuò)void DiagnoseIf(const Expr * If, Sema &S){// Diag// 第一個(gè)參數(shù)，編譯警告的位置// 第二個(gè)參數(shù)，哪一種編譯警告// << If->getSourceRange();// 添加源代碼范圍，產(chǎn)生高亮效果，S.Diag(If->getExprLoc(), diag:: warn_if_condition_too_complex) << If->getSourceRange();}

調(diào)用方法

還是上面提到的，語(yǔ)義分析方法

StmtResult Sema::ActOnIfStmt(SourceLocation IfLoc, bool IsConstexpr,SourceLocation LParenLoc, Stmt *InitStmt,ConditionResult Cond, SourceLocation RParenLoc,Stmt *thenStmt, SourceLocation ElseLoc,Stmt *elseStmt) {//...// 添加調(diào)用DiagnoseIf(Cond.Condition.get(), *this);return BuildIfStmt(IfLoc, IsConstexpr, LParenLoc, InitStmt, Cond, RParenLoc,thenStmt, ElseLoc, elseStmt); }

2.2.3 看效果

還是上面的例子, 簡(jiǎn)單的 cpp 代碼

生成代碼，再編譯， job_O 一下

使用編譯出的 clang 調(diào)試, job_debug 下

建好的 warning，投入使用

? build git:(main) ? /Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/build/bin/clang -c /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp:13:15: warning: if 語(yǔ)句，太過(guò)復(fù)雜，修下吧 ...if (a > 0 && b > 0){~~~~~~^~~~~~~~ 1 warning generated.

警告的控制，通過(guò)診斷組 diagnostic group

體現(xiàn)在，通過(guò)命令行的 flag , 激活該編譯警告，或使該編譯警告失效

這次換了一個(gè)文件路徑

/Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/clang/include/clang/Basic/DiagnosticGroups.td

在文尾添加

def ComplexIf: DiagGroup<"complex-condition">;

接著改，上面的語(yǔ)義分析的警告表格

/Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/clang/include/clang/Basic/DiagnosticSemaKinds.td

修改警告的定義

DefaultIgnore , 這個(gè)的意思是，讓該警告默認(rèn)失效

def warn_if_condition_too_complex: Warning<"if 語(yǔ)句，太過(guò)復(fù)雜，修下吧 ...">, InGroup<ComplexIf>, DefaultIgnore;

修改調(diào)用處的代碼，代碼位置見(jiàn)上面

// 精確使用, 編譯警告if(!Diags.isIgnored(diag:: warn_if_condition_too_complex, Cond.Condition.get()->getExprLoc())){// 這個(gè) if 判斷，算性能優(yōu)化DiagnoseIf(Cond.Condition.get(), *this);}

效果看下

job_O 下后，

job_debug 等價(jià)于

? build git:(main) ? /Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/build/bin/clang -Wno-complex-condition -c /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp

默認(rèn)的選項(xiàng)是，使失效,

因?yàn)?CPU 計(jì)算編譯警告，需要時(shí)間

-Wno-complex-condition, 默認(rèn)不需要 warning no , 這個(gè)編譯組 complex-condition

激活 if 檢查的編譯警告，使用選項(xiàng) -Wcomplex-condition

( 這一步，新的調(diào)試，下文簡(jiǎn)稱為 job_debug1 )

/Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/build/bin/clang -Wcomplex-condition -c /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp

3. clang 開(kāi)發(fā)，階段 2，復(fù)雜 if 語(yǔ)句的 warning 處理

3.1 ，計(jì)算出 if 嵌套語(yǔ)句的復(fù)雜度

回到了我們的 DSA

3.1.1 感性認(rèn)識(shí)，簡(jiǎn)單代碼語(yǔ)句的 AST 展開(kāi)

函數(shù)的聲明 f1 ，對(duì)應(yīng)聲明表達(dá)式，declaration reference expresssion
對(duì)函數(shù) f1，做了一次隱式轉(zhuǎn)換，implicit cast expression

拿到了 f1 的函數(shù)指針

拿到函數(shù)指針調(diào)用的結(jié)果，f1()，call expression
然后是各種簡(jiǎn)單的運(yùn)算

3.1.2 算 if 嵌套語(yǔ)句復(fù)雜度

關(guān)注的是，二元操作符節(jié)點(diǎn)

遇到了 3 層，就要報(bào)錯(cuò)了

3.1.3 修改代碼

計(jì)算層級(jí)，對(duì)樹(shù)深度優(yōu)先遍歷

void DiagnoseIf(const Expr * IfRoot, Sema &S, const Expr * CurrentExpr, int CurrentNestingLevel){// 忽略函數(shù)的 Imp 指針轉(zhuǎn)化CurrentExpr = CurrentExpr->IgnoreParenImpCasts();// dyn_cast 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化下，看是不是二元操作符if (const auto * BinaryOp = dyn_cast<BinaryOperator>(CurrentExpr)){// 看這個(gè)二元操作符，是不是 && 或 ||if (BinaryOp->getOpcode() == BO_LAnd || BinaryOp->getOpcode() == BO_Or){if (CurrentNestingLevel >= 2){S.Diag(IfRoot->getExprLoc(), diag:: warn_if_condition_too_complex) << IfRoot->getSourceRange();}else{// 對(duì)樹(shù)，深度優(yōu)先遍歷，有一個(gè)簡(jiǎn)單的遞歸DiagnoseIf(IfRoot, S, BinaryOp->getLHS(), CurrentNestingLevel + 1);DiagnoseIf(IfRoot, S, BinaryOp->getRHS(), CurrentNestingLevel + 1);}}}}

調(diào)用部分

DiagnoseIf(Cond.Condition.get(), *this, Cond.Condition.get(), 0);

3.1.5 驗(yàn)證下

編譯 job_O + 調(diào)試 job_debug1

新的用例

void test(int a, int b, int c, int d, int e){if (a > 0){ } // 0if (a > 0 || b > 0){ } // 1if ((a > 0 || b > 0) && c > 0){ } // 2if (((a > 0 || b > 0) && c > 0) || d > 0){ } // 3if ((((a > 0 || b > 0) && c > 0) || d > 0) && e > 0){ } // 4if (((a > 0 || b > 0) && (c > 0 || d > 0)) || e > 0){ } // 5}

結(jié)果

例子 0~4 , 正常

例子 5，warning 出現(xiàn)重復(fù)，

重復(fù)的 warning，算噪音 noisy

簡(jiǎn)單的算法錯(cuò)誤

把對(duì)應(yīng)的樹(shù)，畫(huà)一下，就明白了

? build git:(main) ? /Users/jzd/Movies/A_B/llvm-projectX/build/bin/clang -Wcomplex-condition -c /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp:18:37: warning: if 語(yǔ)句，太過(guò)復(fù)雜，修下吧 ... [-Wcomplex-condition]if (((a > 0 || b > 0) && c > 0) || d > 0){ }~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~ /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp:20:48: warning: if 語(yǔ)句，太過(guò)復(fù)雜，修下吧 ... [-Wcomplex-condition]if ((((a > 0 || b > 0) && c > 0) || d > 0) && e > 0){ }~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~ /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp:22:48: warning: if 語(yǔ)句，太過(guò)復(fù)雜，修下吧 ... [-Wcomplex-condition]if (((a > 0 || b > 0) && (c > 0 || d > 0)) || e > 0){ }~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~ /Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp:22:48: warning: if 語(yǔ)句，太過(guò)復(fù)雜，修下吧 ... [-Wcomplex-condition]if (((a > 0 || b > 0) && (c > 0 || d > 0)) || e > 0){ }~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~ 4 warnings generated.

3.2，解決 bug 1, warning 重復(fù)

起因，如圖

解決，遇到一個(gè)就報(bào)錯(cuò)，結(jié)束

代碼修改

改完，看效果

流程走一走，

兩個(gè) job 走一遍

正常（還是剛才的用例）

4. clang 開(kāi)發(fā)，階段 3，不斷 debug, 遇到新的情況

4.1 , 要考慮 AST 的構(gòu)造方式

4.1.1 新的用例

簡(jiǎn)單的重復(fù)，看起來(lái)，沒(méi)有嵌套

if (a > 0 || b > 0 || c > 0 || d > 0 || e > 0){ }

4.1.2 跑一下（流程同上）

/Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp:24:42: warning: if 語(yǔ)句，太過(guò)復(fù)雜，修下吧 ... [-Wcomplex-condition]if (a > 0 || b > 0 || c > 0 || d > 0 || e > 0){ }~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~

4.1.3 分析問(wèn)題

C++ 允許寫(xiě)連續(xù)的判斷，不帶括號(hào)

實(shí)際上該用例，對(duì)于語(yǔ)義分析來(lái)說(shuō)，有一個(gè)等價(jià)

這樣 AST 的二元操作符判斷，就嵌套了三層

需要回避這種情況

4.1.4 解決

輔助方法

// 約定 // 啥也不是， 0 // && , 1 // || , 2int valOfExpresion(const Expr * BOp){BOp = BOp->IgnoreParenImpCasts();if (const auto * BinaryOp = dyn_cast<BinaryOperator>(BOp)){if (BinaryOp->getOpcode() == BO_LAnd){return 1;}else if (BinaryOp->getOpcode() == BO_LOr){return 2;}}return 0; }

修改方法，

增加判斷，如果父二元操作符節(jié)點(diǎn)和子二元操作符節(jié)點(diǎn)，相等

本層計(jì)數(shù)，忽略

bool DiagnoseIf(const Expr * IfRoot, Sema &S, const Expr * CurrentExpr, int CurrentNestingLevel){// 忽略函數(shù)的 Imp 指針轉(zhuǎn)化CurrentExpr = CurrentExpr->IgnoreParenImpCasts();// dyn_cast 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化下，看是不是二元操作符if (const auto * BinaryOp = dyn_cast<BinaryOperator>(CurrentExpr)){// 看這個(gè)二元操作符，是不是 && 或 ||if (BinaryOp->getOpcode() == BO_LAnd || BinaryOp->getOpcode() == BO_LOr){// 對(duì)樹(shù)，深度優(yōu)先遍歷，有一個(gè)簡(jiǎn)單的遞歸int val = valOfExpresion(CurrentExpr);int valLhs = valOfExpresion(BinaryOp->getLHS());// levelLhs , 考慮的是，本層的訪問(wèn)，是要納入計(jì)算，還是要忽略int levelLhs = 1;if (val == valLhs){levelLhs = 0;}int valRhs = valOfExpresion(BinaryOp->getRHS());int levelRhs = 1;if (val == valRhs){levelRhs = 0;}llvm:: dbgs() << "levelRhs: " << levelRhs << " \n" << "levelLhs: " << levelLhs<< " \n\n\n";if (CurrentNestingLevel >= 2){S.Diag(IfRoot->getExprLoc(), diag:: warn_if_condition_too_complex) << IfRoot->getSourceRange();return false;}else if (DiagnoseIf(IfRoot, S, BinaryOp->getLHS(), CurrentNestingLevel + levelLhs)){if (DiagnoseIf(IfRoot, S, BinaryOp->getRHS(), CurrentNestingLevel + levelRhs)){return true;}else{return false;}}else{return false;}}}return true; }

4.1.5 錯(cuò)誤示范

把返回前置

這樣嵌套 2 層，這邊就報(bào)錯(cuò)了

判斷為 || 、&&，再?zèng)Q定返回，

考慮了本層，+ 1 層，3 層嵌套，才報(bào)錯(cuò)

levelLhs 的值, 考慮的是，本層的訪問(wèn)，是要納入計(jì)算，還是要忽略

levelRhs 的值, 也一樣

bool DiagnoseIf(const Expr * IfRoot, Sema &S, const Expr * CurrentExpr, int CurrentNestingLevel){if (CurrentNestingLevel >= 2){S.Diag(IfRoot->getExprLoc(), diag:: warn_if_condition_too_complex) << IfRoot->getSourceRange();return false;}// 忽略函數(shù)的 Imp 指針轉(zhuǎn)化CurrentExpr = CurrentExpr->IgnoreParenImpCasts();// dyn_cast 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化下，看是不是二元操作符if (const auto * BinaryOp = dyn_cast<BinaryOperator>(CurrentExpr)){// 看這個(gè)二元操作符，是不是 && 或 ||if (BinaryOp->getOpcode() == BO_LAnd || BinaryOp->getOpcode() == BO_LOr){// 對(duì)樹(shù)，深度優(yōu)先遍歷，有一個(gè)簡(jiǎn)單的遞歸int val = valOfExpresion(CurrentExpr);int valLhs = valOfExpresion(BinaryOp->getLHS());// levelLhs , 考慮的是，本層的訪問(wèn)，是要納入計(jì)算，還是要忽略int levelLhs = 1;if (val == valLhs){levelLhs = 0;}int valRhs = valOfExpresion(BinaryOp->getRHS());int levelRhs = 1;if (val == valRhs){levelRhs = 0;}if (DiagnoseIf(IfRoot, S, BinaryOp->getLHS(), CurrentNestingLevel + levelLhs)){if (DiagnoseIf(IfRoot, S, BinaryOp->getRHS(), CurrentNestingLevel + levelRhs)){return true;}else{return false;}}else{return false;}}}return true; }

錯(cuò)誤示范效果

/Users/jzd/Movies/A_a/Clang/proj/collect/999998/999998/test.cpp:16:26: warning: if 語(yǔ)句，太過(guò)復(fù)雜，修下吧 ... [-Wcomplex-condition]if ((a > 0 || b > 0) && c > 0){ }~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~

4.2 , 其他情況

4.2.1, if 語(yǔ)句里面，存在宏的展開(kāi)

宏的展開(kāi)，是在預(yù)處理的時(shí)候，

我們處理 AST , 是在語(yǔ)義分析階段，需要規(guī)避

解決，略

4.2.2, C++ 的模版函數(shù)，重復(fù)報(bào)錯(cuò)