为什么在使用 LLDB 时 STL 中设置的断点被“跳过/忽略”？

Question

我的目标是：我想进入 STL istream 的某行代码。所以我使用自定义构建的 "LIBC++13" 和 "Debug" 构建类型（我使用的命令显示在底部），所以（我认为）我可以得到一个完全可调试的 STL 版本，并且能够进入我想要的一切。但是我遇到了问题。

这是我对istream、BREAKPOINT A(Line 1447) 的断点设置并想进入Line 310：

// -*- C++ -*-
//===--------------------------- istream ----------------------------------===//

// ..................(other).....................

basic_istream<_CharT, _Traits>&
operator>>(basic_istream<_CharT, _Traits>& __is,
           basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator>& __str)
{
    ios_base::iostate __state = ios_base::goodbit;
    typename basic_istream<_CharT, _Traits>::sentry __sen(__is);      // BREAKPOINT A (Line 1447)

    if (__sen)                                                   // Line 1448                         
    {
    // ...
}

// ..................(other).....................

template <class _CharT, class _Traits>
basic_istream<_CharT, _Traits>::sentry::sentry(basic_istream<_CharT, _Traits>& __is,
                                               bool __noskipws)
    : __ok_(false)
{

    if (__is.good())                  // Want To Step Into Here   (Line 310)
    {
    // ...
}

和程序：

#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    ifstream ifs{"testdata.txt"};
    string tmp{};
    ifs >> tmp;     
}

我的问题是：使用 GDB，当我停在 “BREAKPOINT A” 时，我可以踏入 “Line 310”。但是对于 LLDB，当我停在 “BREAKPOINT A” 时，我无法 踏入 “Line 310”，而尝试踏入会导致执行停止在“Line 1448”，它只是跳过了“Line 310”。那是为什么？而且，无论是使用 LLDB 还是 GBD，我都无法在 “Line 310” 处显式设置断点。不知道我的情况发生了什么。

所以我的问题是：为什么 STL 中的某些代码行会被 LLDB 跳过/忽略？ （就我而言，即第 310 行）

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LIBC++13 是通过命令构建的：（使用Building Libcxx Guides 中的示例，/usr/local/myllvm 是我的安装位置）

cmake -G Ninja -S llvm -B build \ 
        -DLLVM_ENABLE_PROJECTS="libcxx;libcxxabi" \
        -DCMAKE_BUILD_TYPE="Debug" \
        -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="/usr/local/myllvm" \
        -DCMAKE_CXX_COMPILER="clang++"

程序使用recommended 选项编译：

clang++ -nostdinc++ -nostdlib++ \
        -isystem /usr/local/myllvm/include/c++/v1 \
        -L /usr/local/myllvm/lib \
        -Wl,-rpath,/usr/local/myllvm/lib \
        -lc++ -g -O0 test1.cpp

Answer 1

默认情况下，lldb 将 std::: 命名空间中的函数视为没有调试信息的函数，并自动退出而不是在函数中停止。

对于大多数用户而言，您拥有内联 stl 函数的源信息这一事实与其说是对这些函数感兴趣，不如说是实现的意外；并且步入 STL 函数体是破坏性的并且没有帮助。

此行为由 lldb 设置 target.process.thread.step-avoid-regex 控制 - 如果 lldb 步入与此正则表达式匹配的函数，则 lldb 将再次自动步出。默认值为：

(lldb) settings show target.process.thread.step-avoid-regexp
target.process.thread.step-avoid-regexp (regex) = ^std::

如果您确实需要单步执行 STL 函数，只需运行：

(lldb) settings clear target.process.thread.step-avoid-regexp

然后 lldb 将停止在您有源信息的 stl 函数中。

Answer 2

感谢@Jim Ingham 提供关于我的问题的第一个地址。

除了解决了我大部分问题的@Jim Ingham's Answer之外，我将添加一些补充信息以解决我的部分问题。

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1. 为什么使用 LLDB 或 GBD，我们只是不能在“第 310 行”显式设置断点。

简短的原因：我们可以直接在“Line 1447”设置断点是因为该行驻留在istream头文件中（即INSTALL_DIR/include/c++/v1/istream），而“Line 310”没有而是驻留在原始istream 源文件中（即BUILD_DIR/include/c++/v1/istream）。

实际发生的事情都与可调试的可执行目标文件提供的源信息有关，尽管看起来，这两行应该在同一个源文件中，但由于其生成的 DWARF 部分包含这两行的不同信息：

########### Using "llvm-dwarfdump" tool
########### Output by: llvm-dwarfdump a.out

...

# This relates to "Line 310"
0x00003a4a:         DW_TAG_class_type
                      DW_AT_name        ("sentry") 
                      DW_AT_declaration (true)

... 

# This relates to "Line 1448"
0x00004ae4:         DW_TAG_variable
                      DW_AT_location    (DW_OP_fbreg -24)
                      DW_AT_name        ("__sen")
                      DW_AT_decl_file   ("/usr/local/myllvm/include/c++/v1/istream")
                      DW_AT_decl_line   (1448)
                      DW_AT_type        (0x00003a4a "sentry")
...

根据DWARF 2 Standard，DW_AT_declaration (true)表示相应的类类型在别处定义，因此，我们不能设置断点，除非调试器已经进入与该类定义相关的指令。 （TODO：仍然不知道调试器如何动态找到它）

相反，我们可以在需要符号__sen的行设置断点，它之所以起作用是因为编译器已经为它生成了完全可调试的信息，即DW_AT_decl_file对应于“Source文件”，DW_AT_decl_line对应“源文件行号”等