c++ - Clang の UBSan & Function Pointer: これは違法ですか?

Question

共有オブジェクトから C シンボルとしてエクスポートされる関数ポインターテーブルを介して、いくつかの C++ 関数を呼び出そうとしています。コードは実際に動作していますが、Clang の未定義の動作サニタイザー (= UBSan) は、私が行った呼び出しが次のように違法であると認識しています。

==11410==WARNING: Trying to symbolize code, but external symbolizer is not initialized!
path/to/HelloWorld.cpp:25:13: runtime error: call to function (unknown) through pointer to incorrect function type 'foo::CBar &(*)()'
(./libFoo.so+0x20af0): note: (unknown) defined here

Clang の未定義の動作サニタイザーにより、関数ポインターを介して C++ 標準クラスオブジェクトの参照を返す関数を間接的に呼び出すことは合法ですが、ユーザー定義クラスに対しては違法です。誰か教えてくれませんか？

Clang-llvm 3.4-1ubuntu3およびCMake 2.8.12.2を使用して、 Ubuntu 14.04でプロジェクトをビルドしようとしています。現象を再現するには、以下の5 つのファイルを同じディレクトリに配置し、build.sh を呼び出してください。makefile を作成してプロジェクトをビルドし、実行可能ファイルを実行します。

フー。

#ifndef FOO_H
#define FOO_H

#include <string>

//
#define EXPORT __attribute__ ((visibility ("default")))

namespace foo {
    class CBar
    {
        // empty
    };

    class CFoo
    {
    public:
        static CBar& GetUdClass();
        static std::string& GetStdString();
    };

    // function pointer table.
    typedef struct
    {
        CBar& (*GetUdClass)();
        std::string& (*GetStdString)();
    } fptr_t;

    //! function pointer table which is exported.
    extern "C" EXPORT const fptr_t FptrInFoo;
}

#endif

Foo.cpp

#include "Foo.h"
#include <iostream>

using namespace std;

namespace foo
{
    // returns reference of a static user-defined class object.
    CBar& CFoo::GetUdClass()
    {
        cout << "CFoo::GetUdClass" << endl;
        return *(new CBar);
    }

    // returns reference of a static C++ standard class object.
    std::string& CFoo::GetStdString()
    {
        cout << "CFoo::GetStdString" << endl;
        return *(new string("Hello"));
    }

    // function pointer table which is to be dynamically loaded.
    const fptr_t FptrInFoo = {
        CFoo::GetUdClass,
        CFoo::GetStdString,
    };
}

HelloWorld.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include <dirent.h>
#include <dlfcn.h>
#include "Foo.h"

using namespace std;
using namespace foo;

int main()
{
    // Retrieve a shared object.
    const string LibName("./libFoo.so");
    void *pLibHandle = dlopen(LibName.c_str(), RTLD_LAZY);
    if (pLibHandle != 0) {
        cout << endl;
        cout << "Info: " << LibName << " found at " << pLibHandle << endl;
        // Try to bind a function pointer table:
        const string SymName("FptrInFoo");
        const fptr_t *DynLoadedFptr = static_cast<const fptr_t *>(dlsym(pLibHandle, SymName.c_str()));
        if (DynLoadedFptr != 0) {
            cout << "Info: " << SymName << " found at " << DynLoadedFptr << endl;
            cout << endl;
            // Do something with the functions in the function table pointer.
            DynLoadedFptr->GetUdClass();    // Q1. Why Clang UBSan find this is illegal??
            DynLoadedFptr->GetStdString();  // Q2. And why is this legal??
        } else {
            cout << "Warning: Not found symbol" << endl;
            cout << dlerror() << endl;
        }
    } else {
        cout << "Warning: Not found library" << endl;
        cout << dlerror() << endl;
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

CMakeLists.txt

project (test)

if(COMMAND cmake_policy)
      cmake_policy(SET CMP0003 NEW)
endif(COMMAND cmake_policy)

set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS "${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS} -Wl,-rpath,$ORIGIN")

add_library(Foo SHARED Foo.cpp)

add_executable(HelloWorld HelloWorld.cpp)
target_link_libraries (HelloWorld dl)

build.sh

#!/bin/bash

# 1. create a build directory.
if [ -d _build ]; then
    rm -rf _build
fi
mkdir _build
cd _build

# 2. generate a makefile.
CC=clang CXX=clang++ CXXFLAGS="-fvisibility=hidden -fsanitize=undefined -O0 -g3" cmake ..

# 3. build.
make

# 4. and run the executable.
./HelloWorld

私は問題を掘り下げる手がかりを見つけようとしており、サニタイザーの「関数」オプション (-fsanitize=function) によって問題がキャッチされていることに気付きましたが、あまり文書化されていません。このような別の惑星から来たように見える実行時エラーメッセージについて、合理的な説明をいただければ幸いです。ありがとう。

出力で Clang が「不明」と指摘したのは何ですか?

以下は、サニタイザーの何が「不明」であったかを確認するための addr2line からの出力です。

$ addr2line -Cfe _build/libFoo.so 0x20af0
foo::CFoo::GetUdClass()
path/to/Foo.cpp:12

うーん、私が呼び出すことを期待していた関数のように見えます。Clang の場合、どのように異なって見えるか推測できますか?

c++ - Clang の UBSan & Function Pointer: これは違法ですか?

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