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[インデックス 12635] ファイルの概要

このコミットは、Go言語の標準ライブラリであるio/ioutilパッケージ内のReadFile関数における、Statシステムコールが失敗した場合のクラッシュを修正するものです。具体的には、ファイル情報の取得（Stat）がエラーを返した場合に、そのエラーを適切に処理せず、存在しないFileInfoオブジェクトのSize()メソッドを呼び出そうとすることで発生するパニックを防ぎます。この修正により、ReadFile関数はより堅牢になり、予期せぬファイルシステムの状態変化に対しても安定して動作するようになります。

コミット

commit 70e58a2f9b2531c8e18a2e80051ffe6f1f08a33d
Author: Russ Cox <rsc@golang.org>
Date:   Wed Mar 14 14:47:13 2012 -0400

    io/ioutil: fix crash when Stat fails
    
    Fixes #3320.
    
    R=golang-dev, gri
    CC=golang-dev
    https://golang.org/cl/5824051

GitHub上でのコミットページへのリンク

https://github.com/golang/go/commit/70e58a2f9b2531c8e18a2e80051ffe6f1f08a33d

元コミット内容

io/ioutil: fix crash when Stat fails

Fixes #3320.

R=golang-dev, gri
CC=golang-dev
https://golang.org/cl/5824051

変更の背景

この変更は、Go言語のIssue 3320（Fixes #3320）で報告されたバグを修正するために行われました。io/ioutilパッケージのReadFile関数は、ファイルを読み込む際に、まずファイルのメタデータ（サイズなど）を取得するためにf.Stat()を呼び出します。このStat()呼び出しが何らかの理由で失敗し、エラーを返した場合、元のコードではそのエラーを適切にチェックせずに、返されたFileInfoインターフェース（この場合はnilになる可能性がある）に対してSize()メソッドを呼び出していました。

nilインターフェースに対してメソッドを呼び出すことは、Goではランタイムパニック（nil pointer dereference）を引き起こします。これは、ファイルが存在しない、アクセス権がない、あるいはファイルシステムが一時的に利用できないといった状況でStat()がエラーを返した場合に、プログラムがクラッシュする原因となっていました。このコミットは、このような不安定な挙動を防ぎ、ReadFile関数がエラー発生時にも安全にエラーを返すようにするために導入されました。

前提知識の解説

io/ioutilパッケージ

io/ioutilパッケージは、Go言語の標準ライブラリの一部であり、I/O操作を補助するユーティリティ関数を提供します。これには、ファイルの読み書き、一時ファイルの作成、ディレクトリの読み取りなどが含まれます。このコミットで修正されたReadFile関数は、指定されたパスのファイルを読み込み、その内容をバイトスライスとして返す便利な関数です。

os.File.Stat()メソッド

os.File型（ReadFile関数内で開かれるファイルオブジェクト）のStat()メソッドは、ファイルに関する情報（ファイルサイズ、パーミッション、最終更新時刻など）を含むos.FileInfoインターフェースを返します。また、操作が成功したかどうかを示すerrorも返します。

func (f *File) Stat() (FileInfo, error)

Stat()がエラーを返した場合、返されるFileInfoインターフェースはnilになる可能性があります。Goのインターフェースは、具体的な型と値のペアで構成されます。nilの具体的な型を持つインターフェース変数に対してメソッドを呼び出すと、ランタイムパニックが発生します。

os.FileInfoインターフェース

os.FileInfoインターフェースは、ファイルに関する抽象的な情報を提供します。そのメソッドの一つにSize()があり、ファイルのサイズをバイト単位でint64として返します。

type FileInfo interface {
    Name() string       // base name of the file
    Size() int64        // length in bytes for regular files; system-dependent for others
    Mode() FileMode     // file mode bits
    ModTime() time.Time // modification time
    IsDir() bool        // abbreviation for Mode().IsDir()
    Sys() interface{}   // underlying data source (can return nil)
}

バッファの事前割り当てとパフォーマンス

ReadFile関数は、ファイルを効率的に読み込むために、ファイルのサイズが既知であれば、そのサイズに基づいてバイトスライス（バッファ）を事前に割り当てようとします。これにより、読み込み中にバッファの再割り当てが頻繁に発生するのを防ぎ、パフォーマンスを向上させることができます。しかし、非常に大きなファイル（このコミットでは2GB以上、修正後は1GB以上）に対しては、メモリを大量に消費するのを避けるため、事前割り当てを行わないように制限が設けられています。

技術的詳細

このコミットの技術的な核心は、f.Stat()呼び出しの結果として返されるerrorの適切なハンドリングにあります。

元のコードでは、f.Stat()の戻り値が以下のように処理されていました。

fi, err := f.Stat()
var n int64
if size := fi.Size(); err == nil && size < 2e9 { // Don't preallocate a huge buffer, just in case.
    n = size
}

このコードの問題点は、fi, err := f.Stat()の直後にfi.Size()を呼び出している点です。もしf.Stat()がエラーを返し（例えばファイルが見つからない場合）、errがnilでなく、かつfiがnilインターフェースであった場合、fi.Size()の呼び出しはnil pointer dereferenceパニックを引き起こします。if文の条件err == nilは、fi.Size()が呼び出された後で評価されるため、パニックを防ぐことができませんでした。

修正後のコードでは、このロジックが以下のように変更されました。

var n int64
if fi, err := f.Stat(); err == nil {
    // Don't preallocate a huge buffer, just in case.
    if size := fi.Size(); size < 1e9 {
        n = size
    }
}

この変更のポイントは、f.Stat()の呼び出しと、その結果のfiおよびerrの評価を、単一のif文の条件式にまとめたことです。

if fi, err := f.Stat(); err == nil

この構文では、まずf.Stat()が実行され、その戻り値がfiとerrに代入されます。その後、err == nilという条件が評価されます。Goの短縮変数宣言（:=）を含むif文のスコープルールにより、fiとerrはifブロック内でのみ有効です。

重要なのは、err == nilがfi.Size()の呼び出しよりも前に評価されることです。これにより、Stat()がエラーを返した場合（errがnilでない場合）、ifブロックの内部は実行されず、fi.Size()がnilインターフェースに対して呼び出されることがなくなります。結果として、パニックが回避され、nはデフォルト値の0のままとなり、ReadFileは後続の処理でエラーを適切に処理するか、小さなバッファで読み込みを試みることになります。

また、巨大なバッファの事前割り当てに関する閾値が2e9（2GB）から1e9（1GB）に引き下げられています。これは、メモリ使用量の観点からより保守的なアプローチを取るための調整と考えられます。

コアとなるコードの変更箇所

--- a/src/pkg/io/ioutil/ioutil.go
+++ b/src/pkg/io/ioutil/ioutil.go
@@ -53,10 +53,13 @@ func ReadFile(filename string) ([]byte, error) {
 	defer f.Close()\n \t// It\'s a good but not certain bet that FileInfo will tell us exactly how much to\n \t// read, so let\'s try it but be prepared for the answer to be wrong.\n-\tfi, err := f.Stat()\n \tvar n int64\n-\tif size := fi.Size(); err == nil && size < 2e9 { // Don\'t preallocate a huge buffer, just in case.\n-\t\tn = size\n+\n+\tif fi, err := f.Stat(); err == nil {\n+\t\t// Don\'t preallocate a huge buffer, just in case.\n+\t\tif size := fi.Size(); size < 1e9 {\n+\t\t\tn = size\n+\t\t}\n     }\n \t// As initial capacity for readAll, use n + a little extra in case Size is zero,\n \t// and to avoid another allocation after Read has filled the buffer.  The readAll

コアとなるコードの解説

変更はsrc/pkg/io/ioutil/ioutil.goファイルのReadFile関数内で行われています。

  1. 削除された行:

    -	fi, err := f.Stat()

    f.Stat()の呼び出しが、if文の条件式内に移動されました。これにより、fiとerrの宣言と初期化が、それらが使用されるスコープに限定されます。

  2. 追加された行:

    +	if fi, err := f.Stat(); err == nil {
+		// Don't preallocate a huge buffer, just in case.
+		if size := fi.Size(); size < 1e9 {
+			n = size
+		}
+	}

    この新しいブロックが、Stat()の呼び出しと、その結果に基づくn（事前割り当てサイズ）の決定を処理します。

    • if fi, err := f.Stat(); err == nil: ここが最も重要な変更点です。f.Stat()が実行され、その結果がfiとerrに代入されます。そして、errがnil（エラーがない）の場合にのみ、ifブロックの内部が実行されます。これにより、Stat()がエラーを返した場合にfiがnilであっても、fi.Size()が呼び出されることがなくなります。
    • if size := fi.Size(); size < 1e9: Stat()が成功した場合、ファイルのサイズ（fi.Size()）を取得し、それが1e9（1GB）未満である場合にのみ、nにそのサイズを代入します。これにより、非常に大きなファイルに対する過剰なメモリ割り当てを防ぎます。元のコードではこの閾値が2e9（2GB）でした。

この修正により、ReadFile関数はf.Stat()がエラーを返した場合でもパニックを起こすことなく、安全に処理を続行できるようになりました。通常、ReadFileは最終的にファイルの読み込みに失敗したことを示すエラーを返しますが、この修正はそのエラーがパニックとしてではなく、適切なerror値として伝播されることを保証します。

関連リンク

参考にした情報源リンク

  • Go言語の公式ドキュメント: io/ioutilパッケージ, os.File.Stat(), os.FileInfoインターフェース
  • Go言語のインターフェースとnilの挙動に関する一般的な知識
  • Go言語のif文における短縮変数宣言のスコープルール
  • GitHubのGoリポジトリのIssueトラッカー
  • Go言語のGerritコードレビューシステム

[インデックス 12635] ファイルの概要

このコミットは、Go言語の標準ライブラリであるio/ioutilパッケージ内のReadFile関数における、Statシステムコールが失敗した場合のクラッシュを修正するものです。具体的には、ファイル情報の取得（Stat）がエラーを返した場合に、そのエラーを適切に処理せず、存在しないFileInfoオブジェクトのSize()メソッドを呼び出そうとすることで発生するパニックを防ぎます。この修正により、ReadFile関数はより堅牢になり、予期せぬファイルシステムの状態変化に対しても安定して動作するようになります。

コミット

commit 70e58a2f9b2531c8e18a2e80051ffe6f1f08a33d
Author: Russ Cox <rsc@golang.org>
Date:   Wed Mar 14 14:47:13 2012 -0400

    io/ioutil: fix crash when Stat fails
    
    Fixes #3320.
    
    R=golang-dev, gri
    CC=golang-dev
    https://golang.org/cl/5824051

GitHub上でのコミットページへのリンク

https://github.com/golang/go/commit/70e58a2f9b2531c8e18a2e80051ffe6f1f08a33d

元コミット内容

io/ioutil: fix crash when Stat fails

Fixes #3320.

R=golang-dev, gri
CC=golang-dev
https://golang.org/cl/5824051

変更の背景

この変更は、Go言語のIssue 3320で報告されたバグを修正するために行われました。io/ioutilパッケージのReadFile関数は、ファイルを読み込む際に、まずファイルのメタデータ（サイズなど）を取得するためにf.Stat()を呼び出します。このStat()呼び出しが何らかの理由で失敗し、エラーを返した場合、元のコードではそのエラーを適切にチェックせずに、返されたFileInfoインターフェース（この場合はnilになる可能性がある）に対してSize()メソッドを呼び出していました。

nilインターフェースに対してメソッドを呼び出すことは、Goではランタイムパニック（nil pointer dereference）を引き起こします。これは、ファイルが存在しない、アクセス権がない、あるいはファイルシステムが一時的に利用できないといった状況でStat()がエラーを返した場合に、プログラムがクラッシュする原因となっていました。このコミットは、このような不安定な挙動を防ぎ、ReadFile関数がエラー発生時にも安全にエラーを返すようにするために導入されました。

前提知識の解説

io/ioutilパッケージ

io/ioutilパッケージは、Go言語の標準ライブラリの一部であり、I/O操作を補助するユーティリティ関数を提供します。これには、ファイルの読み書き、一時ファイルの作成、ディレクトリの読み取りなどが含まれます。このコミットで修正されたReadFile関数は、指定されたパスのファイルを読み込み、その内容をバイトスライスとして返す便利な関数です。

os.File.Stat()メソッド

os.File型（ReadFile関数内で開かれるファイルオブジェクト）のStat()メソッドは、ファイルに関する情報（ファイルサイズ、パーミッション、最終更新時刻など）を含むos.FileInfoインターフェースを返します。また、操作が成功したかどうかを示すerrorも返します。

func (f *File) Stat() (FileInfo, error)

Stat()がエラーを返した場合、返されるFileInfoインターフェースはnilになる可能性があります。Goのインターフェースは、具体的な型と値のペアで構成されます。nilの具体的な型を持つインターフェース変数に対してメソッドを呼び出すと、ランタイムパニックが発生します。

os.FileInfoインターフェース

os.FileInfoインターフェースは、ファイルに関する抽象的な情報を提供します。そのメソッドの一つにSize()があり、ファイルのサイズをバイト単位でint64として返します。

type FileInfo interface {
    Name() string       // base name of the file
    Size() int64        // length in bytes for regular files; system-dependent for others
    Mode() FileMode     // file mode bits
    ModTime() time.Time // modification time
    IsDir() bool        // abbreviation for Mode().IsDir()
    Sys() interface{}   // underlying data source (can return nil)
}

バッファの事前割り当てとパフォーマンス

ReadFile関数は、ファイルを効率的に読み込むために、ファイルのサイズが既知であれば、そのサイズに基づいてバイトスライス（バッファ）を事前に割り当てようとします。これにより、読み込み中にバッファの再割り当てが頻繁に発生するのを防ぎ、パフォーマンスを向上させることができます。しかし、非常に大きなファイル（このコミットでは2GB以上、修正後は1GB以上）に対しては、メモリを大量に消費するのを避けるため、事前割り当てを行わないように制限が設けられています。

技術的詳細

このコミットの技術的な核心は、f.Stat()呼び出しの結果として返されるerrorの適切なハンドリングにあります。

元のコードでは、f.Stat()の戻り値が以下のように処理されていました。

fi, err := f.Stat()
var n int64
if size := fi.Size(); err == nil && size < 2e9 { // Don't preallocate a huge buffer, just in case.
    n = size
}

このコードの問題点は、fi, err := f.Stat()の直後にfi.Size()を呼び出している点です。もしf.Stat()がエラーを返し（例えばファイルが見つからない場合）、errがnilでなく、かつfiがnilインターフェースであった場合、fi.Size()の呼び出しはnil pointer dereferenceパニックを引き起こします。if文の条件err == nilは、fi.Size()が呼び出された後で評価されるため、パニックを防ぐことができませんでした。

修正後のコードでは、このロジックが以下のように変更されました。

var n int64
if fi, err := f.Stat(); err == nil {
    // Don't preallocate a huge buffer, just in case.
    if size := fi.Size(); size < 1e9 {
        n = size
    }
}

この変更のポイントは、f.Stat()の呼び出しと、その結果のfiおよびerrの評価を、単一のif文の条件式にまとめたことです。

if fi, err := f.Stat(); err == nil

この構文では、まずf.Stat()が実行され、その戻り値がfiとerrに代入されます。その後、err == nilという条件が評価されます。Goの短縮変数宣言（:=）を含むif文のスコープルールにより、fiとerrはifブロック内でのみ有効です。

重要なのは、err == nilがfi.Size()の呼び出しよりも前に評価されることです。これにより、Stat()がエラーを返した場合（errがnilでない場合）、ifブロックの内部は実行されず、fi.Size()がnilインターフェースに対して呼び出されることがなくなります。結果として、パニックが回避され、nはデフォルト値の0のままとなり、ReadFileは後続の処理でエラーを適切に処理するか、小さなバッファで読み込みを試みることになります。

また、巨大なバッファの事前割り当てに関する閾値が2e9（2GB）から1e9（1GB）に引き下げられています。これは、メモリ使用量の観点からより保守的なアプローチを取るための調整と考えられます。

コアとなるコードの変更箇所

--- a/src/pkg/io/ioutil/ioutil.go
+++ b/src/pkg/io/ioutil/ioutil.go
@@ -53,10 +53,13 @@ func ReadFile(filename string) ([]byte, error) {
 	defer f.Close()\n \t// It\'s a good but not certain bet that FileInfo will tell us exactly how much to\n \t// read, so let\'s try it but be prepared for the answer to be wrong.\n-\tfi, err := f.Stat()\n \tvar n int64\n-\tif size := fi.Size(); err == nil && size < 2e9 { // Don\'t preallocate a huge buffer, just in case.\n-\t\tn = size\n+\n+\tif fi, err := f.Stat(); err == nil {\n+\t\t// Don\'t preallocate a huge buffer, just in case.\n+\t\tif size := fi.Size(); size < 1e9 {\n+\t\t\tn = size\n+\t\t}\n     }\n \t// As initial capacity for readAll, use n + a little extra in case Size is zero,\n \t// and to avoid another allocation after Read has filled the buffer.  The readAll

コアとなるコードの解説

変更はsrc/pkg/io/ioutil/ioutil.goファイルのReadFile関数内で行われています。

  1. 削除された行:

    -	fi, err := f.Stat()

    f.Stat()の呼び出しが、if文の条件式内に移動されました。これにより、fiとerrの宣言と初期化が、それらが使用されるスコープに限定されます。

  2. 追加された行:

    +	if fi, err := f.Stat(); err == nil {
+		// Don't preallocate a huge buffer, just in case.
+		if size := fi.Size(); size < 1e9 {
+			n = size
+		}
+	}

    この新しいブロックが、Stat()の呼び出しと、その結果に基づくn（事前割り当てサイズ）の決定を処理します。

    • if fi, err := f.Stat(); err == nil: ここが最も重要な変更点です。f.Stat()が実行され、その結果がfiとerrに代入されます。そして、errがnil（エラーがない）の場合にのみ、ifブロックの内部が実行されます。これにより、Stat()がエラーを返した場合にfiがnilであっても、fi.Size()が呼び出されることがなくなります。
    • if size := fi.Size(); size < 1e9: Stat()が成功した場合、ファイルのサイズ（fi.Size()）を取得し、それが1e9（1GB）未満である場合にのみ、nにそのサイズを代入します。これにより、非常に大きなファイルに対する過剰なメモリ割り当てを防ぎます。元のコードではこの閾値が2e9（2GB）でした。

この修正により、ReadFile関数はf.Stat()がエラーを返した場合でもパニックを起こすことなく、安全に処理を続行できるようになりました。通常、ReadFileは最終的にファイルの読み込みに失敗したことを示すエラーを返しますが、この修正はそのエラーがパニックとしてではなく、適切なerror値として伝播されることを保証します。

関連リンク

参考にした情報源リンク

  • Go言語の公式ドキュメント: io/ioutilパッケージ, os.File.Stat(), os.FileInfoインターフェース
  • Go言語のインターフェースとnilの挙動に関する一般的な知識
  • Go言語のif文における短縮変数宣言のスコープルール
  • GitHubのGoリポジトリのIssueトラッカー
  • Go言語のGerritコードレビューシステム