启用PIE时如何正确构建.rodata字符串表？

我在编程练习平台用x86-64 NASM汇编编写代码，希望将字符串表放在.rodata只读段中，但遇到了与PIE（位置无关可执行文件）机制相关的编译错误。将字符串表移至.data段时代码可正常编译，但我想了解如何在.rodata段中正确实现只读字符串表。

原.rodata段代码片段：

section .rodata
align 8, db 0
table:
    dq .Leucine         ; UUA
    dq .Phenylalanine   ; UUC
    dq .Phenylalanine   ; UUU
    dq .Leucine         ; UUG
    dq 0                ; UGA
    dq .Cysteine        ; UGC
    dq .Cysteine        ; UGU
    dq .Tryptophan      ; UGG

.Leucine:
    db "Leucine", 0
.Phenylalanine:
    db "Phenylalanine", 0
.Cysteine:
    db "Cysteine", 0
.Tryptophan:
    db "Tryptophan", 0

提交时收到的错误信息：

/usr/lib/gcc/x86_64-alpine-linux-musl/12.2.1/../../../../x86_64-alpine-linux-musl/bin/ld: protein_translation.o: warning: relocation in read-only section `.rodata'
/usr/lib/gcc/x86_64-alpine-linux-musl/12.2.1/../../../../x86_64-alpine-linux-musl/bin/ld: warning: creating DT_TEXTREL in a PIE
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [Makefile:32: tests] Error 1

我知道在可执行代码中可以使用RIP相对寻址（如lea rsi, [rel .Leucine]），想了解字符串表如何实现类似效果。

问题原因 #

PIE模式下，程序的加载地址是动态分配的，.rodata段中直接用dq .Leucine这种绝对地址引用会产生TEXTREL（文本段重定位）——链接器需要在运行时修改只读段中的绝对地址，这违背了只读段的设计初衷，也会触发错误。

解决方案：用相对偏移量替代绝对地址 #

核心思路是：在.rodata中存储字符串相对于表起始位置的偏移量（编译时可确定的常量），然后在代码中通过RIP相对寻址获取表的动态基地址，再加上偏移量得到字符串的实际地址。

1. 修改.rodata段的字符串表

section .rodata
align 8, db 0
table:
    dq .Leucine - table         ; 存储相对于table的偏移量
    dq .Phenylalanine - table
    dq .Phenylalanine - table
    dq .Leucine - table
    dq 0                        ; UGA 对应空指针
    dq .Cysteine - table
    dq .Cysteine - table
    dq .Tryptophan - table

.Leucine:
    db "Leucine", 0
.Phenylalanine:
    db "Phenylalanine", 0
.Cysteine:
    db "Cysteine", 0
.Tryptophan:
    db "Tryptophan", 0

2. 在代码中访问字符串

通过RIP相对寻址获取table的基地址，再加上偏移量计算出字符串地址：

; 示例：获取table中第0项对应的字符串地址
lea rbx, [rel table]       ; 用RIP相对寻址拿到table的动态基地址
mov rax, [rbx]             ; 取出对应的偏移量
add rax, rbx               ; 基地址 + 偏移量 = 字符串实际地址
; 此时rax中存储的就是.Leucine的有效地址

这种方式完全兼容PIE机制：偏移量是编译时确定的常量，可安全存放在只读段中；代码通过RIP相对寻址处理动态加载地址，无需修改只读段，也就不会产生TEXTREL错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Venusaur