Ubuntu22.04中链接自定义编译glibc-2.31后段错误原因排查

环境与编译配置 #

• 运行环境：WSL x86-64 Ubuntu22.04 LTS，系统默认glibc版本为2.35
• 编译工具：gcc/g++ 11.4.0
• glibc-2.31编译配置命令：

$ /home/<username>/glibc-src/glibc-2.31/configure --prefix=/home/<username>/glibc-2.31 --disable-werror --enable-kernel=3.2 --host=x86_64-linux-gnu --build=x86_64-linux-gnu CC=gcc CXX=g++

编译时的手动修改 #

为解决编译阶段的链接错误，手动修改了两个Makefile文件：

1. 根目录Makefile：

# 注释原577-581行逻辑，强制指定C版本链接程序
577 #ifeq (,$(CXX))
578 #LINKS_DSO_PROGRAM = links-dso-program-c
579 #else
580 #LINKS_DSO_PROGRAM = links-dso-program
581 #endif
582 LINKS_DSO_PROGRAM = links-dso-program-c

2. support/Makefile：

# 注释原191-196行逻辑，强制指定C版本链接程序
191 #ifeq (,$(CXX))
192 #LINKS_DSO_PROGRAM = links-dso-program-c
193 #else
194 #LINKS_DSO_PROGRAM = links-dso-program
195 #LDLIBS-links-dso-program = -lstdc++ -lgcc -lgcc_s $(libunwind)
196 #endif
197 LINKS_DSO_PROGRAM = links-dso-program-c

测试情况与错误现象 #

编译安装完成后，编译测试程序并链接自定义glibc：
测试代码test.c：

// test.c
int main()
{
    return 0;
}

编译命令：

$ gcc -o test test.c -L/home/<username>/glibc-2.31/lib -Wl,-rpath=/home/<username>/glibc-2.31/lib -Wl,-dynamic-linker=/home/<username>/glibc-2.31/lib/ld-linux-x86-64.so.2

运行程序触发段错误，GDB调试信息显示：

• 错误发生在ld-linux-x86-64.so.2的_dl_lookup_symbol_x函数内mov %fs:0x10, %rax指令处
• 调用栈指向查找__vdso_clock_gettime符号的过程

额外现象：

• Ubuntu22.04编译glibc-2.32同样出现段错误，glibc-2.33可正常运行
• Ubuntu20.04编译的glibc-2.31在本地及Ubuntu22.04中均正常，且无需修改上述Makefile

原因分析 #

1. 新内核与旧版glibc的vDSO兼容性问题 #

Ubuntu22.04的内核版本远高于编译时指定的--enable-kernel=3.2，而glibc-2.31/2.32对新内核的vDSO（虚拟动态共享对象）处理存在缺陷：

• 新内核调整了vDSO的结构或__vdso_clock_gettime符号的查找逻辑，旧版glibc的动态链接器在访问fs段寄存器关联的线程本地存储（TLS）时出现非法内存访问，直接触发段错误。
• glibc-2.33开始修复了对新内核vDSO的适配逻辑，因此可以正常运行。

2. 手动修改Makefile的副作用 #

强制将LINKS_DSO_PROGRAM设为C版本链接程序，跳过了C版本工具的编译，可能导致glibc编译过程中部分依赖C的辅助功能未正确生成，间接破坏了动态链接器符号查找的完整性。而Ubuntu20.04默认gcc 9与glibc-2.31兼容性更好，无需修改Makefile即可完成编译，因此没有引入该问题。

3. 高版本编译器的适配问题 #

gcc 11.4.0属于较新的版本，glibc-2.31发布时并未针对该版本做适配，编译过程中可能生成了旧版glibc无法正确处理的代码，尤其是TLS相关指令，导致动态链接器运行时访问非法内存。

总结 #

问题核心是Ubuntu22.04的新内核、高版本编译器与glibc-2.31/2.32的兼容性不匹配，手动修改Makefile进一步加剧了动态链接器的功能缺陷。glibc-2.33及以后版本修复了相关兼容性问题，而Ubuntu20.04的环境更贴合glibc-2.31发布时的目标环境，因此可以正常运行。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Zakstamaj