为何设置LD_PRELOAD会改变重定位处理顺序并引发段错误？

问题背景 #

我开发了一款I/O插桩工具，通过LD_PRELOAD将共享对象libiot.so注入进程调用栈。设置该环境变量后，动态链接器的重定位处理顺序发生异常，最终导致ld-linux.so触发SEGFAULT（段错误）。

诊断细节 #

我通过两种方式定位问题根源：

1. 启用LD_DEBUG=all日志分析动态链接过程
2. 自行编译glibc-2.28源码，在ld-linux.so中添加调试打印，通过grep筛选关键流程：
   • 未设置LD_PRELOAD时：重定位顺序为libc.so.6 → libdl.so.2 → libirc.so，程序运行无异常；
   • 设置LD_PRELOAD=libiot.so时：重定位首先处理libirc.so，当解析memmove符号时，绑定到了尚未完成重定位的libc.so.6（此时l_relocated=0x0），触发RELINK逻辑后直接崩溃。

相关代码片段（glibc-2.28/sysdeps/x86_64/dl-machine.h） #

// 触发问题的关键代码片段
static inline ElfW(Addr)
elf_machine_fixup_plt (struct link_map *map, const ElfW(Rela) *reloc,
                       ElfW(Addr) *reloc_addr, ElfW(Addr) value)
{
  ElfW(Addr) *got = (ElfW(Addr) *) reloc_addr;
  if (*got == value)
    return *got;

  /* This is the first time we have resolved this PLT entry.  */
  if (__glibc_unlikely (GLRO(dl_rtld_map).l_relocated == 0))
    {
      /* If we are relocating the dynamic linker itself,
         we can't call functions yet.  */
      *got = value;
    }
  else
    {
      /* Perform the relocation.  */
      *got = value;
      /* XXX We should probably flush the instruction cache here.  */
    }

  return *got;
}

相关文件ldd输出 #

# libiot.so的ldd输出
libiot.so:
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffd3a5f3000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f9d7c400000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f9d7c620000)

# libirc.so的ldd输出
libirc.so:
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffd3a5f3000)
        libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007f9d7c3f6000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f9d7c400000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f9d7c620000)

预期与诉求 #

我预期libc.so.6应始终作为第一个被重定位的共享对象，请问如何调整LD_PRELOAD的注入逻辑或动态链接器配置，解决重定位顺序异常引发的段错误？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bauerjlb