检测对临时文件的悬挂引用

Question

Clang 3.9 极度重复使用临时内存。

此代码为UB（简体代码）：

template <class T>
class my_optional
{
public:
    bool has{ false };
    T value;

    const T& get_or_default(const T& def)
    {
        return has ? value : def;
    }
};

void use(const std::string& s)
{
    // ...
}

int main()
{
    my_optional<std::string> m;
    // ...
    const std::string& s = m.get_or_default("default value");
    use(s); // s is dangling if default returned
}

我们有大量类似上面的代码（my_optional 只是一个简单的例子来说明它）。

因为UB all clang compiler since 3.9 starts to reuse this memory, and it is a lawful behavior.

问题是：如何在编译时检测此类悬空引用或在运行时使用诸如消毒剂之类的东西？没有 clang 消毒剂可以检测到它们。

更新。请不要回答："use std::optional"。仔细阅读：问题不是关于它。
更新2。请不要回答："your code design is bad"。仔细阅读：问题与代码设计无关。

Answer 1

您可以通过添加额外的重载来检测对这个特定 API 的滥用：

const T& get_or_default(T&& rvalue) = delete;

如果给 get_or_default 的参数是一个真正的右值，它将被选择，因此编译将失败。

至于在运行时检测此类错误，请尝试使用启用了 use-after-return (ASAN_OPTIONS=detect_stack_use_after_return=1) and/or use-after-scope (-fsanitize-address-use-after-scope) 检测的 Clang 的 AddressSanitizer。

Answer 2

这是个有趣的问题。悬空引用的实际原因是您使用右值引用，就好像它是左值引用一样。

如果你没有太多的代码，你可以尝试以这种方式抛出异常：

class my_optional
{
public:
    bool has{ false };
    T value;

    const T& get_or_default(const T&& def)
    {
        throw std::invalid_argument("Received a rvalue");
    }

    const T& get_or_default(const T& def)
    {
        return has ? value : def;
    }
};

那样的话，如果你将一个 ref 传递给一个临时对象（这确实是一个右值），你会得到一个异常，你将能够捕获或者至少会很快中止。

或者，如果您传递了一个右值，您可以通过强制 return 一个临时值（而不是 ref）来尝试一个简单的修复：

class my_optional
{
public:
    bool has{ false };
    T value;

    const T get_or_default(const T&& def)
    {
        return get_or_default(static_cast<const T&>(def));
    }

    const T& get_or_default(const T& def)
    {
        return has ? value : def;
    }
};

另一种可能性是破解 Clang 编译器，要求它检测该方法传递的是左值还是右值，我对这些技术还不够熟悉。 ..

Answer 3

您可以试用 lvalue_ref wrapper from Explicit 库。它可以防止在一个声明中不必要地绑定到临时文件，例如：

const T& get_or_default(lvalue_ref<const T> def)
{
    return has ? value : def.get();
}

检测对临时文件的悬挂引用

Detect dangling references to temporary

c++

c++11

undefined-behavior

clang++

dangling-pointer