[インデックス 19670] 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 debug/elf パッケージ内のテストファイル src/pkg/debug/elf/file_test.go におけるnilポインタデリファレンスバグの修正に関するものです。debug/elf パッケージは、ELF (Executable and Linkable Format) ファイルの解析機能を提供します。このテストファイルは、Open 関数が様々なELFファイルを正しく開けるかどうかを検証しています。

コミット

このコミットは、debug/elf パッケージのテストコード file_test.go において発生していたnilポインタデリファレンスを修正します。具体的には、elf.Open 関数がエラーを返した場合に、defer f.Close() がnilポインタに対して呼び出される可能性があった問題を解決しています。

GitHub上でのコミットページへのリンク

https://github.com/golang/go/commit/735e38caceb3121ac8147449e56299a2f7df49f7

元コミット内容

commit 735e38caceb3121ac8147449e56299a2f7df49f7
Author: Dmitriy Vyukov <dvyukov@google.com>
Date:   Sat Jul 5 08:48:46 2014 +0400

    debug/elf: fix nil deref in test
    
    LGTM=crawshaw
    R=golang-codereviews, crawshaw
    CC=golang-codereviews
    https://golang.org/cl/109470044
---
 src/pkg/debug/elf/file_test.go | 2 +-\
 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-)

diff --git a/src/pkg/debug/elf/file_test.go b/src/pkg/debug/elf/file_test.go
index 7f88a54bcd..5e4ad5c100 100644
--- a/src/pkg/debug/elf/file_test.go
+++ b/src/pkg/debug/elf/file_test.go
@@ -166,11 +166,11 @@ func TestOpen(t *testing.T) {
 		} else {
 			f, err = Open(tt.file)
 		}
-		defer f.Close()
 		if err != nil {
 			t.Errorf("cannot open file %s: %v", tt.file, err)
 			continue
 		}
+		defer f.Close()
 		if !reflect.DeepEqual(f.FileHeader, tt.hdr) {
 			t.Errorf("open %s:\n\thave %#v\n\twant %#v\n", tt.file, f.FileHeader, tt.hdr)
 			continue

変更の背景

この変更は、debug/elf パッケージの file_test.go 内の TestOpen 関数で発生する可能性があったランタイムパニック（nilポインタデリファレンス）を修正するために行われました。

元のコードでは、Open 関数呼び出しの直後に defer f.Close() が配置されていました。Open 関数は、ファイルを開く際にエラーが発生した場合、*elf.File 型の戻り値 f を nil にしてエラーを返します。しかし、defer ステートメントは、その関数が終了する際に実行されるようにスケジュールされるため、Open 関数がエラーを返して f が nil であったとしても、f.Close() が実行されてしまいます。nil ポインタに対してメソッドを呼び出すと、Goランタイムはパニックを引き起こします。

このバグはテストコード内で発生するため、本番環境の動作には直接影響しませんが、テストの信頼性を損ない、テスト実行時に不必要なパニックを引き起こす可能性がありました。テストはコードの健全性を保証する上で非常に重要であるため、テスト自体のバグは速やかに修正されるべきです。

前提知識の解説

Go言語の defer キーワード

defer ステートメントは、それが含まれる関数がリターンする直前に、指定された関数呼び出し（またはメソッド呼び出し）をスケジュールするために使用されます。これは、リソースの解放（ファイルのクローズ、ロックの解除など）や、関数の終了時に必ず実行されるべきクリーンアップ処理に非常に便利です。

defer の重要な特性は以下の通りです。

• defer に渡される関数の引数は、defer ステートメントが評価された時点で評価されます。
• defer ステートメントはLIFO (Last-In, First-Out) の順序で実行されます。つまり、複数の defer ステートメントがある場合、最後にスケジュールされたものが最初に実行されます。
• defer は、関数が正常に終了した場合でも、パニックが発生した場合でも実行されます。

このコミットの文脈では、defer f.Close() が f が nil である可能性のある時点でスケジュールされることが問題でした。

nil ポインタとnil dereference

Go言語において、ポインタは変数のメモリアドレスを保持します。ポインタがどのメモリアドレスも指していない状態を nil と言います。nil ポインタに対してメソッドを呼び出したり、その値をデリファレンス（参照外し）しようとすると、ランタイムパニックが発生します。これは「nil dereference」と呼ばれ、プログラムのクラッシュにつながる一般的なバグの一つです。

debug/elf パッケージの役割

debug/elf パッケージは、Go言語でELF (Executable and Linkable Format) ファイルを読み込み、解析するための機能を提供します。ELFは、Unix系システム（Linuxなど）で実行可能ファイル、共有ライブラリ、オブジェクトファイルなどに使用される標準的なファイル形式です。このパッケージを使用することで、GoプログラムはELFファイルのヘッダ情報、セクション、シンボルテーブルなどをプログラム的に検査できます。

Goのテストにおけるエラーハンドリング

Goのテストは testing パッケージを使用して記述されます。テスト関数は *testing.T 型の引数を受け取り、このオブジェクトを通じてテストの失敗を報告したり、ログを出力したりします。

• t.Errorf(...): テストを失敗としてマークし、指定されたフォーマットでエラーメッセージを出力します。
• t.Fatalf(...): テストを失敗としてマークし、エラーメッセージを出力した後、テストの実行を停止します。

テストコードでは、本番コードと同様に、エラーハンドリングが重要です。特に、リソースのオープンに失敗した場合など、エラーパスでの動作も適切にテストする必要があります。

技術的詳細

このコミットの技術的な核心は、Goの defer ステートメントの実行タイミングと、nilポインタデリファレンスの危険性に関する理解にあります。

元のコードでは、f, err = Open(tt.file) の直後に defer f.Close() が記述されていました。

// 元のコード
f, err = Open(tt.file)
defer f.Close() // ここでfがnilでもdeferはスケジュールされる
if err != nil {
    t.Errorf("cannot open file %s: %v", tt.file, err)
    continue
}

ここで重要なのは、defer f.Close() が実行されるのは、TestOpen 関数が終了する時であるということです。しかし、f の値（この場合は *elf.File 型のポインタ）は、defer ステートメントが評価された時点で決定されます。

もし Open(tt.file) がエラーを返した場合、f は nil になります。この nil の値が defer f.Close() に渡され、関数終了時に nil.Close() が呼び出されることになります。これはGoランタイムのパニックを引き起こします。

修正後のコードでは、defer f.Close() の行が if err != nil { ... } ブロックの後に移動されています。

// 修正後のコード
f, err = Open(tt.file)
if err != nil {
    t.Errorf("cannot open file %s: %v", tt.file, err)
    continue // エラーがあればここで次のテストケースへスキップ
}
defer f.Close() // fがnilでないことが保証された後にスケジュールされる

この変更により、Open 関数がエラーを返した場合、if err != nil ブロックが実行され、t.Errorf でエラーが報告された後、continue ステートメントによって現在のテストケースの残りの部分がスキップされ、次のテストケースの処理に移ります。このとき、defer f.Close() はまだスケジュールされていません。

defer f.Close() がスケジュールされるのは、Open 関数がエラーなく成功し、f が有効な *elf.File オブジェクトを指していることが保証された後になります。これにより、f.Close() が呼び出される際には f が決して nil にならないことが保証され、nilポインタデリファレンスによるパニックが回避されます。

この修正は、Goにおける堅牢なエラーハンドリングとリソース管理のベストプラクティスを示しています。リソースをクローズする defer ステートメントは、そのリソースが正常にオープンされたことが確認された後に配置することが重要です。

コアとなるコードの変更箇所

--- a/src/pkg/debug/elf/file_test.go
+++ b/src/pkg/debug/elf/file_test.go
@@ -166,11 +166,11 @@ func TestOpen(t *testing.T) {
 		} else {
 			f, err = Open(tt.file)
 		}
-		defer f.Close()
 		if err != nil {
 			t.Errorf("cannot open file %s: %v", tt.file, err)
 			continue
 		}
+		defer f.Close()
 		if !reflect.DeepEqual(f.FileHeader, tt.hdr) {
 			t.Errorf("open %s:\n\thave %#v\n\twant %#v\n", tt.file, f.FileHeader, tt.hdr)
 			continue

コアとなるコードの解説

変更は src/pkg/debug/elf/file_test.go ファイルの TestOpen 関数内で行われました。

• - defer f.Close(): 元々168行目にあったこの行が削除されました。これは、Open 関数がエラーを返した場合に f が nil である可能性があるにもかかわらず、Close メソッドが nil ポインタに対して呼び出されるのを防ぐためです。
• + defer f.Close(): 173行目にこの行が追加されました。この位置は、if err != nil { ... } エラーチェックブロックの直後です。これにより、Open 関数がエラーを返さず、f が有効な *elf.File オブジェクトを指していることが確認された後にのみ、f.Close() が defer されることが保証されます。もしエラーが発生した場合、continue ステートメントによってこの defer 行は実行されずに次のテストケースに移るため、nilデリファレンスは発生しません。

この修正は非常に小さく見えますが、Go言語の defer のセマンティクスとエラーハンドリングのベストプラクティスを正確に適用することで、テストの堅牢性を向上させています。

関連リンク

• Go言語の defer ステートメントに関する公式ドキュメント: https://go.dev/tour/flowcontrol/12
• debug/elf パッケージのドキュメント: https://pkg.go.dev/debug/elf
• testing パッケージのドキュメント: https://pkg.go.dev/testing

参考にした情報源リンク

• Go言語の公式ドキュメント
• Go言語のソースコード (特に debug/elf パッケージ)