試行錯誤のデバッグで探る、printf()内のポインタ経由での関数呼び出しが行き着く先とは：main()関数の前には何があるのか（3）（2/4 ページ）

C言語の「Hello World！」プログラムで使われる、「printf()」「main()」関数の中身を、デバッガによる解析と逆アセンブル、ソースコード読解などのさまざまな側面から探る連載。今回は、printf()内のポインタ経由での関数呼び出しが行き着く先を試行錯誤のデバッグで探る。

[坂井弘亮，著]

メッセージの出力箇所を探る

　これでprintf()の中に入れたわけだが、ステップ実行によってさらに処理を先まで進めることで、ハロー・ワールドのメッセージが出力されている箇所を探っていこう。

　ここではメッセージ出力が行われている関数が知りたいので、nextiで処理を進めていけばいいだろう。そこでnextiを何回か実行すると、図2.13のような関数の呼び出しが見つかる。

図2.13: vfprintf()の呼び出し

　ニーモニックを見ると、「call 0x80591c0 <vfprintf>」とある。命令としては「0x80591c0という位置にある関数を呼び出す」という意味なのだが、アドレスからそこにある関数をGDBが割り出して、vfprintf()が呼ばれていると表示してくれているようだ。

　ということで、どうやらvfprintf()という関数が呼び出されているようだ。この中で文字列の出力が行われているのだろうか。

　関数の実行時に、メッセージが出力されるかどうかを試してみよう。まず画面上にメッセージが残ってしまっている場合には、Ctrl＋Lで画面をリフレッシュする。さらにnextiで関数の処理を進めてみよう。

(gdb) nexti
0x08049381 in printf ()
(gdb)

　すると図2.14のようになった。

図2.14: nextiでvfprintf()の呼び出しを進める

　表示が崩れてしまっていてわかりづらいのだが、よく見ると反転表示されている行の数行下に「Hello World!」の文字列が出力されていることがわかる。つまり、メッセージ出力が行われているということだ。

　ということは、メッセージ出力が行われているのはvfprintf()という関数の呼び出しの先ということがわかる。

vfprintf()の中に入る

　どうやらメッセージの出力は、vfprintf()という関数の先で行われているようだ。ということでvfprintf()にブレークポイントを新たに張って、再度実行してそこまで進めてみよう。

(gdb) break vfprintf
Breakpoint 2 at 0x80591d3
(gdb) run
The program being debugged has been started already.
Start it from the beginning? (y or n)
Starting program: /home/user/hello/hello
 
Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0xbffffc14) at hello.c:5
(gdb)

　main()の先頭に張ったブレークポイントがまだ残っているので、main()の先頭でブレークしたはずだ。ここで「Hello World!」のメッセージがまだ画面上に残っているようならば、メッセージ出力のタイミングを見誤らないように、Ctrl＋Lを押すことで画面をリフレッシュしておこう。

　さらにcontinueを実行しよう。すると次のブレークポイントであるvfprintf()の先頭まで進むはずだ。画面は図2.15のようになるだろう。

図2.15: vfprintf()でブレークする

　先ほどと同様にnextiで処理を進め、メッセージが出力されるタイミングを調べよう。実際にやってみると、まず図2.16のようなstrchrnul()という関数の呼び出しがある。

図2.16: strchrnul()の呼び出し

　メッセージの出力が行われているのはこの関数の先だろうか？

　まあ関数名からして関係なさそうな気はするのだが、練習として一応見てみよう。nextiで関数を実行すると、図2.17のようになった。

図2.17: strchrnul()の呼び出しでは、メッセージは出力されない

　メッセージが出力されるようなことは無かったようだ。よってこの関数呼び出しは関係ないようだ。

　このようにしてメッセージ出力が行われる箇所を探っていくことができる。途中、repnzという命令でnextiで進まなくなる箇所があるが、数10回nextiを繰り返すと抜けられるので、気にせずに進めてほしい。

　すると、図2.18の位置でメッセージが出力されることがわかる。なお図2.18の位置はメッセージ出力までに何度か通過しているようなのだが、その中で数回目にメッセージが出力されるようだ。

図2.18: ポインタ経由の関数呼び出しでメッセージが出力される