使用@GOT而非@GOTPCREL(%rip)引发段错误的原因咨询

我在调试GNU汇编和重定位类型时发现，只用@GOT替代@GOTPCREL(%rip)会导致程序段错误，不清楚问题出在哪。

出错的汇编代码 #

.text
.global main

main:

sub $8, %rsp

leaq hello(%rip), %rdi
call *printf@GOT

movq $60, %rax
syscall

.data
hello:
  .string "Hello, World!\n"

编译命令：gcc test.S -o test

正常运行的汇编代码 #

.text
.global main

main:

sub $8, %rsp

leaq hello(%rip), %rdi
call *printf@GOTPCREL(%rip)

movq $60, %rax
syscall

.data
hello:
  .string "Hello, World!\n"

编译命令：gcc test.S -o test

原因解析 #

1. @GOT的问题所在 #

@GOT对应的是R_X86_64_GOT重定位类型，它会生成一个指向GOT（全局偏移表）条目的绝对虚拟地址。但现在gcc默认编译生成PIE（位置无关可执行文件），程序运行时的加载地址是随机分配的，编译时的绝对虚拟地址和运行时的实际地址不匹配，直接调用这个错误的地址就会触发段错误。

2. @GOTPCREL(%rip)的工作原理 #

@GOTPCREL(%rip)对应的是R_X86_64_GOTPCREL重定位类型，这是x86_64平台位置无关代码的标准实现方式：

• %rip寄存器保存的是当前指令的下一条指令地址
• 通过计算当前%rip到GOT条目的偏移量来获取实际地址，这个偏移量在编译时就确定了，不受程序加载地址的影响
• 最终能正确找到GOT中保存的printf函数的实际运行地址，所以调用不会出错

额外说明 #

如果非要让@GOT版本的代码运行，可以用gcc -no-pie test.S -o test编译，关闭PIE模式后程序会以绝对地址加载，@GOT生成的绝对地址就能匹配运行时地址，但这种方式会丧失地址随机化的安全特性，不推荐在实际场景中使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user108813