c++ - GDB 报告 C++ 对象的构造函数中的参数地址错误

Question

当 GDB 将字符串作为参数传递给构造函数时，我遇到了一个奇怪的行为。代码工作正常，但是当我在调试器中单步执行时，GDB 似乎认为我的参数位于不同的地址。有谁知道这里发生了什么？

这是我可以创建的最简单的程序来演示该问题:

--(jwcacces@neptune)--------------------------------------------(/home/jwcacces)--
--$ nl gdb_weird.cpp
     1  #include <iostream>
     2  #include <string>
     3
     4  class C
     5  {
     6  public:
     7     C(std::string str)
     8     {
     9        std::string* str_ptr = &str;
    10        std::cout << "Address of str: " << &str << std::endl;
    11        std::cout << "Address in str_ptr: " << str_ptr << std::endl;
    12        std::cout << "Value of str: " << str << std::endl;
    13     };
    14  };
    15
    16  int main(int, char*[])
    17  {
    18     std::string s("Hello, World!");
    19     C c(s);
    20     return 0;
    21  }

使用调试信息编译，没有优化。
请注意，我在为 x86、x64 和 mingw(x86) 编译时看到了这个问题。
我没有尝试过其他架构。

--(jwcacces@neptune)--------------------------------------------(/home/jwcacces)--
--$ g++ -O0 -g -Wall -Wextra gdb_weird.cpp -m32

--(jwcacces@neptune)--------------------------------------------(/home/jwcacces)--
--$ g++ --version
g++ (Ubuntu/Linaro 4.6.1-9ubuntu3) 4.6.1
Copyright (C) 2011 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

现在，调试:

--(jwcacces@neptune)--------------------------------------------(/home/jwcacces)--
--$ gdb a.out
GNU gdb (Ubuntu/Linaro 7.3-0ubuntu2) 7.3-2011.08
Copyright (C) 2011 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-linux-gnu".
For bug reporting instructions, please see:
<http://bugs.launchpad.net/gdb-linaro/>...
Reading symbols from /home/jwcacces/a.out...done.

(gdb) br main
Breakpoint 1 at 0x80488ce: file gdb_weird.cpp, line 18.

(gdb) run
Starting program: /home/jwcacces/a.out

Breakpoint 1, main () at gdb_weird.cpp:18
18         std::string s("Hello, World!");

(gdb) next
19         C c(s);

(gdb) step
C::C (this=0xffffd74f, str=...) at gdb_weird.cpp:9
9             std::string* str_ptr = &str;

奇怪的是，当我尝试输出 str 时，我得到了垃圾:

(gdb) output str
{
  static npos = <optimized out>,
  _M_dataplus = {<std::allocator<char>> = {<__gnu_cxx::new_allocator<char>> = {<No data fields>},
                                           <No data fields>},
                 _M_p = 0xffffd748 "\024\260\004\b\364\177\354\367\360\211\004\b\364\177\354", <incomplete sequence \367>
                }
}

那么，GDB 认为 str 的地址是什么？

(gdb) output &str
(std::string *) 0xffffd734

程序认为 str 的地址是什么？

(gdb) next
10            std::cout << "Address of str: " << &str << std::endl;

(gdb) next
Address of str: 0xffffd748
11            std::cout << "Address in str_ptr: " << str_ptr << std::endl;

(gdb) next
Address in str_ptr: 0xffffd748
12            std::cout << "Value of str: " << str << std::endl;

这真的很奇怪，程序认为 str 在 0xffffd748，但 gdb 认为它在 0xffffd734
而且，当您输出位于 0xffffd748 的字符串对象时，它可以正常工作。

(gdb) output *(std::string*)0xffffd748
{
  static npos = <optimized out>,
  _M_dataplus = {<std::allocator<char>> = {<__gnu_cxx::new_allocator<char>> = {<No data fields>}, 
                                           <No data fields>
                                          },
                 _M_p = 0x804b014 "Hello, World!"
                }
}

而且程序本身使用参数没有问题:

(gdb) next
Value of str: Hello, World!
13         };

(gdb) continue
Continuing.
[Inferior 1 (process 19463) exited normally]

(gdb) quit

我已经尝试将构造函数参数的类型更改为 int、结构、指针，但我无法重现这种怪异现象。
另外，我尝试将调试格式设置为 -ggdb。

问题:

• 这是怎么回事？
• 为什么 gdb 说 std::string 的 npos 成员被优化掉了(也许是从库中优化出来的)，这与它有什么关系吗？
• 在 GDB 认为 str 所在的“对象”中，_M_p 成员指向 0xffffd748 只是巧合吗，str实际所在的地址？
• 在其他什么情况下会发生这种行为？

----哇，突破----
如果我将调试格式设置为-gstabs+，GDB 将正确获取str 的地址。
这是否意味着 gdb 调试格式无法正常工作？

Answer 1

从任何帖子 (https://gcc.gnu.org/ml/gcc/2001-04/msg01037.html) 看来，-gstabs 或 -gstabs+ 是调试 C++ 时的正确标志。我希望这能有所帮助。