为何Clang MemorySanitizer调用fstream open时产生未初始化值错误？

我正尝试在项目中集成MemorySanitizer，以下代码触发了use-of-uninitialized-value错误：

#include <fstream>

int main () {
  std::ifstream ifs;
  ifs.open ("test.txt", std::ifstream::in);

  char c = ifs.get(); // 此行不影响结果

  if (!ifs.good()) {
    return -1;
  }

  ifs.close();

  return 0;
}

编译及运行命令与报错信息 #

$ clang -fsanitize=memory -fPIE -pie -fno-omit-frame-pointer -g -O3 main.cpp -lstdc++
$ ./a.out 
==43028==WARNING: MemorySanitizer: use-of-uninitialized-value
    #0 0x55986e5d76ae in std::basic_ifstream<char, std::char_traits<char> >::open(char const*, std::_Ios_Openmode) /usr/bin/../lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/../../../../include/c++/11/fstream
    #1 0x55986e5d76ae in main /home/promanjuk/learn/sanityzers/main.cpp:5:7
    #2 0x7f6389ffdd8f in __libc_start_call_main csu/../sysdeps/nptl/libc_start_call_main.h:58:16
    #3 0x7f6389ffde3f in __libc_start_main csu/../csu/libc-start.c:392:3
    #4 0x55986e551334 in _start (/home/promanjuk/learn/sanityzers/a.out+0x21334) (BuildId: 597886c0634c006622192d0fa4c5ab7f169b7625)

SUMMARY: MemorySanitizer: use-of-uninitialized-value /usr/bin/../lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/../../../../include/c++/11/fstream in std::basic_ifstream<char, std::char_traits<char> >::open(char const*, std::_Ios_Openmode)
Exiting

$ clang --version
Ubuntu clang version 14.0.0-1ubuntu1
Target: x86_64-pc-linux-gnu
Thread model: posix
InstalledDir: /usr/bin

测试情况 #

在GodBolt上测试Clang 5.0至15.0版本均出现该错误，更早版本会产生链接错误。我尝试过保留/移除char c = ifs.get();语句，也测试了不同版本的Clang，但问题仍存在。

解决方法 #

这个错误属于MemorySanitizer与libstdc++之间的兼容性问题，并非代码逻辑错误，可通过以下方式解决：

• 改用libc++库编译：libc++对MemorySanitizer的支持更为完善，替换编译命令中的标准库即可：

  clang -fsanitize=memory -fPIE -pie -fno-omit-frame-pointer -g -O3 main.cpp -stdlib=libc++
  

• 若必须使用libstdc++：
  1. 安装对应版本的libstdc++源码包（例如Ubuntu上的libstdc++-11-dev）
  2. 利用MemorySanitizer提供的工具生成libstdc++的初始化文件，消除误报（该步骤较为繁琐，参考官方文档操作）
  3. 临时方案：添加-msan-keep-going参数让程序忽略错误继续运行，但这会屏蔽所有未初始化值的检测，不推荐用于正式项目。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Павел Романюк