История о том, как PVS-Studio нашёл ошибку в библиотеке, используемой в… PVS-Studio

Это небольшая история о том, как с помощью PVS-Studio удалось найти ошибку в исходном коде библиотеки, используемой в PVS-Studio. Причём не теоретическую, а фактическую — ошибка проявлялась на практике при использовании библиотеки в анализаторе.

В PVS-Studio_Cmd (а также некоторых других утилитах) мы используем специальную библиотеку для разбора аргументов командной строки — CommandLine.

Сегодня я занимался поддержкой нового режима в PVS-Studio_Cmd, и как раз так получилось, что пришлось использовать эту библиотеку разбора аргументов. В процессе написания кода также отлаживаю его, так как приходится работать с незнакомыми API.

Итак, код написан, компилируется, запускаю на исполнение, иии…

Исполнение кода переходит внутрь библиотеки, где возникает исключение типа NullReferenceException. Со стороны не очень понятно — явных никаких нулевых ссылок в метод я не передаю.

На всякий случай смотрю комментарии к вызываемому методу. Очень маловероятно, что в них описаны условия возникновения исключения типа NullReferenceException (так как обычно, как мне кажется, исключения этого типа — непредусмотренные).

В комментариях к методу информации ни о каком NullReferenceException нет (что, впрочем, ожидаемо).

Чтобы посмотреть, из-за чего конкретно возникает исключение (и где), решил загрузить исходный код проекта, собрать и подключить к анализатору отладочную версию библиотеки. Исходный код проекта доступен на GitHub. Необходима версия 1.9.71, так как именно такая сейчас используется в анализаторе.

Загружаю соответствующую версию исходного кода, собираю, подключаю отладочную библиотеку к анализатору, запускаю код на исполнение и вижу:

Итак, место возникновения исключения понятно — helpInfo имеет значение null, из-за чего возникает исключение типа NullReferenceException при обращении к экземплярному свойству Left.

И тут я призадумался. В последнее время PVS-Studio для C# был неплохо улучшен в различных областях, в том числе — в области поиска разыменования потенциально нулевых ссылок. В частности — был порядком улучшен межпроцедурный анализ. Поэтому мне сразу же стало интересно проверить исходный код, чтобы понять, сможет ли PVS-Studio найти обсуждаемую ошибку.

Я проверил исходный код, и среди прочих предупреждений увидел именно то, на которое надеялся.

Предупреждение PVS-Studio: V3080 Possible null dereference inside method at ‘helpInfo.Left’. Consider inspecting the 2nd argument: helpInfo. Parser.cs 405

Да, вот оно! Именно то, что нужно. Посмотрим на исходный код чуть детальнее.

private bool DoParseArgumentsVerbs(   string[] args, object options, ref object verbInstance) {   var verbs      = ReflectionHelper.RetrievePropertyList<VerbOptionAttribute>(options);   var helpInfo      = ReflectionHelper.RetrieveMethod<HelpVerbOptionAttribute>(options);   if (args.Length == 0)   {     if (helpInfo != null || _settings.HelpWriter != null)     {       DisplayHelpVerbText(options, helpInfo, null); // <=     }      return false;   }   .... }

Анализатор выдаёт предупреждение на вызов метода DisplayHelpVerbText и предупреждает о втором аргументе — helpInfo. Обратите внимание, что этот метод находится в then-ветви оператора if. Условное выражение составлено таким образом, что then-ветвь может быть исполнена при следующих значениях переменных:

• helpInfo == null;
• _settings.HelpWriter != null;

Посмотрим тело метода DisplayHelpVerbText:

private void DisplayHelpVerbText(   object options, Pair<MethodInfo,    HelpVerbOptionAttribute> helpInfo, string verb) {   string helpText;   if (verb == null)   {     HelpVerbOptionAttribute.InvokeMethod(options, helpInfo, null, out helpText);   }   else   {     HelpVerbOptionAttribute.InvokeMethod(options, helpInfo, verb, out helpText);   }    if (_settings.HelpWriter != null)   {     _settings.HelpWriter.Write(helpText);   } }

Так как verb == null (см. вызов метода) нас интересует then-ветвь оператора if. Хотя с else ветвью ситуация будет аналогична, рассматривать будем then-ветвь, так как в нашем частном случае именно через неё шло исполнение. Помним, что helpInfo может иметь значение null.

Теперь посмотрим на тело метода HelpVerbOptionAttribute.InvokeMethod. Собственно, его вы уже видели на скриншоте выше:

internal static void InvokeMethod(     object target,     Pair<MethodInfo, HelpVerbOptionAttribute> helpInfo,     string verb,     out string text) {   text = null;   var method = helpInfo.Left;   if (!CheckMethodSignature(method))   {     throw new MemberAccessException(       SR.MemberAccessException_BadSignatureForHelpVerbOptionAttribute         .FormatInvariant(method.Name));   }    text = (string)method.Invoke(target, new object[] { verb }); }

helpInfo.Left вызывается безусловно, при том, что helpInfo может иметь значение null. Об этом предупреждал анализатор, это и произошло.

Заключение

Забавно получилось, что с помощью PVS-Studio удалось найти ошибку в коде библиотеки, которая используется в PVS-Studio. Я думаю, это своего рода продолжение ответа на вопрос «Находит ли PVS-Studio ошибки в коде PVS-Studio?». 🙂 Может находить ошибки не только в коде PVS-Studio, но и в коде используемых библиотек.

Напоследок предложу скачать анализатор и попробовать проверить свой проект — вдруг и там удастся найти что-нибудь интересное?

Если хотите поделиться этой статьей с англоязычной аудиторией, то прошу использовать ссылку на перевод: Sergey Vasiliev. The story of how PVS-Studio found an error in the library used in… PVS-Studio