Mold链接器DWARF调试信息损坏问题分析与修复

在Linux系统开发过程中，开发者Danil42Russia在使用Mold链接器时发现了一个DWARF调试信息损坏的问题。这个问题会导致使用addr2line工具时函数名称显示异常，表现为函数名前缀被截断或包含错误信息。

问题背景

该问题出现在一个特定的构建流程中：

1. 从PHP代码生成约20万份C++文件
2. 将这些C++文件编译为目标文件(.o)
3. 将每个目录下的约2000个目标文件合并为一个中间目标文件
4. 最后将100个中间目标文件链接成最终可执行文件

当使用Mold链接器进行第三步的合并操作时，生成的中间目标文件中的DWARF调试信息出现了损坏，而使用LLD链接器则表现正常。

问题现象分析

通过objdump工具检查DWARF调试信息时，可以观察到以下异常现象：

• 文件名路径信息被截断
• 字符串偏移量超出预期范围
• 部分属性包含了不应存在的信息
• 出现大量"DW_FORM_strp offset too big"警告

例如，原本应该是完整路径的文件名被显示为：

m_reproducer/obj_1/file_6.cpp

或

ucer/obj_1/file_1.cpp

技术原理

DWARF是一种广泛使用的调试数据格式，它使用字符串表(string table)来存储重复使用的字符串。在链接过程中，链接器需要正确处理这些字符串引用：

1. 每个输入目标文件都有自己的字符串表
2. 链接器需要合并这些字符串表
3. 需要更新所有对字符串的引用偏移量

Mold在处理这一步时出现了错误，导致字符串引用偏移量计算不正确，从而产生了截断的字符串和错误的调试信息。

修复方案

Mold的维护者Rui Ueyama快速响应并修复了这个问题。修复的核心在于正确处理字符串表的合并和偏移量更新。修复后的版本能够像LLD一样生成正确的DWARF调试信息。

对开发者的建议

1. 当遇到调试信息异常时，可以使用objdump检查DWARF信息
2. 在复杂的构建流程中，特别是在合并多个目标文件时，要特别注意调试信息的完整性
3. 保持链接器工具的最新版本，以获取最新的错误修复
4. 对于关键项目，可以考虑使用多个链接器进行交叉验证

这个问题展示了即使在成熟的工具链中，复杂的构建流程仍可能暴露出边缘情况的问题。开发者在设计构建系统时应当考虑到调试信息的完整性，这对于后续的调试和维护至关重要。