是否调用函数指针来生成代码未定义的行为？答案

【问题标题】：Is calling a function pointer to generated code undefined behavior?是否调用函数指针来生成代码未定义的行为？
【发布时间】：2021-02-14 03:43:56
【问题描述】：

有没有办法在纯标准 C++ 中以某种方式调用在缓冲区中生成的函数？

假设：

我们使用了特定于实现的知识（以及特定于架构的知识）来生成字节序列，以在 char 的数组中实现某些功能。
此实现与实现的调用约定和 ABI 的其他相关部分正确匹配，因此如果作为 C++ 函数调用，它实际上会正常运行
缓冲区被正确标记为可执行文件

也就是说，所有架构/ABI 障碍都已克服，我们需要做的只是调用这段代码。问题是：是否有一种符合标准的方法来创建指向 this 的函数指针并调用所述函数指针而不会遇到未定义的行为？

据我了解，如果我们可以将指向对象类型的指针转换为函数指针类型，则它是实现定义的。我还认为，如果所述指针将指向与原始指针相同的逻辑地址，则它是实现定义的。障碍是调用：从实现的角度来看，我所做的只是尝试将指向字符数组的指针转换为函数指针，然后调用它。如果说 ptr 是对象类型之一，我知道这将违反严格的别名规则，并且是未定义的行为。但是如果我尝试调用这个函数指针，它是未定义的行为还是仅仅是实现定义的？

【问题讨论】：

C++ 不支持 ABI，因此它是 UB。虽然如果你能找到在这种情况下指定行为的特定实现的文档，我相信它可以被认为是实现定义的。
POSIX 兼容系统上的 C/C++ 实现需要支持调用从 void* 转换的函数指针，以便 dlsym 工作。此外，工作草案中的措辞是有条件地支持对对象类型的这种转换，并且仅当从错误类型的函数转换为 fptr 时，才定义对 fptr 的调用。当/如果它指向不是函数的东西时，没有这样的语言。
从 C++ 标准的角度来看，这是未定义的行为。从您的 ABI 规范或主机操作系统 API 规范（例如 POSIX）的角度来看，它可能是完美定义的行为。从其他一些 ABI 规范（或其他一些主机操作系统的规范）的角度来看，它可能是未定义的行为。
C++ 未指定。语言规范说它是 UB。但是，无论如何，几乎 100% 的现实世界软件都在这样做并且工作正常，因为 GetProcAddress( windows ) 和 dlsym ( Linux ) 都返回要转换为可调用函数指针的 void* 值。
回复：“我们使用了特定于实现的知识”——根据定义，这意味着行为是未定义的。未定义的行为仅仅意味着语言定义没有告诉你你的程序做了什么。这并不意味着坏事会发生。

标签： c++ language-lawyer

【解决方案1】：

据我了解您的问题，您询问的代码如下：

char buffer[200] = "some valid operations";
void (*func)() = reinterpret_cast<void(*)()>(buffer);
func();

我在C++ expr.call 7.6.1.3 Function call的标准中看到：

函数调用是后缀表达式，后跟括号，其中包含可能为空的逗号分隔的初始化子句列表，这些子句构成函数的参数。
[...]
后缀表达式应具有函数类型或函数指针类型。对于对非成员函数或静态成员函数的调用，后缀表达式应为引用函数 [...] 的左值，或具有函数指针类型。

上述代码中的func 是一个左值，它引用char 数组而不是函数。标准中的以下几点描述了函数调用表达式的其他情况，例如虚函数调用或对某个对象的析构函数的调用。这些点也不适用于这里。总而言之，标准没有定义当函数调用表达式应用于引用char数组对象的左值时会发生什么。因为它没有定义，所以它是未定义的行为。

是否有一种符合标准的方法来创建指向 this 的函数指针

只需通过reinterpret_cast 投射即可。结果值是实现定义的。

并在没有遇到未定义行为的情况下调用所述函数指针？

没有。

是否调用了指向生成代码未定义行为的函数指针？

是的。

在纯标准 C++ 中，有没有办法以某种方式调用在缓冲区中生成的函数？

没有。

但是如果我尝试调用这个函数指针，它是未定义的行为还是仅仅是实现定义的？

未定义的行为。

【讨论】：

“在翻译或程序执行期间以有记录的环境特征的方式表现”是允许未定义行为的“允许行为范围”之一，所以看起来这甚至可能是允许的在标准的语言范围内。所以“未定义的行为”，但在我关心的实现上是一致的（并且隐式支持的）。我想我误解了“未定义”的意思是“优化器会践踏它。”
“未定义行为”并不意味着不允许这种行为。这仅意味着此标准 强加no requirements on behavior on such programs。其他标准可能会指定根据 C++ 标准未定义的代码行为。 suppose I misunderstood "undefined" to mean "the optimizer will trample over this." 这正是这个意思。如果没有标准记录该行为，则允许编译器做它想做的事情。

【解决方案2】：

它是实现定义的what the conversion means，因此实现可以选择将其解释为指向“由实现定义”的某个函数的指针（好像它的标准库包含所有可能的函数） .我不确定实现是否真的文档支持这种技术（根据实现定义的行为的要求），但将其解释为文档中的错误是合理的。

【讨论】：