手动构建x64 ELF文件加载时ld-linux-x86-64.so段错误求助

问题背景 #

• 手动构建的x64 ELF文件p64在Ubuntu 20.04.x稳定运行10年，近3个月在Ubuntu 22.04、Mint 19.3、Fedora 36、MX Linux MX21上加载崩溃
• dmesg显示崩溃发生在ld-linux-x86-64.so.2中，触发地址0的段错误
• 二进制包含10种老旧/罕见重定位格式，未使用GOT/PLT结构
• 测试现象：
  • 直接运行./p64崩溃
  • 通过/usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2直接启动可正常运行
  • 带参数-c -test启动时仍崩溃

核心原因分析 #

新发行版的ld-linux动态链接器对老旧重定位格式的兼容性逻辑发生了变化，尤其是处理无GOT/PLT结构的二进制时，在命令行参数加载流程中未正确处理罕见重定位，导致空指针引用（地址0的段错误）。

修复方案：添加伪GOT/PLT结构 #

步骤1：准备工具 #

使用objcopy、readelf、objdump等ELF分析工具，配合二进制编辑工具（如hexedit或自定义Python脚本）。

步骤2：调整段表，预留GOT/PLT空间 #

1. 执行readelf -l p64查看现有段表，找到空闲虚拟地址区域，或扩展现有可执行/可读写段的大小，预留出至少64字节的空间（足够基础GOT/PLT结构使用）
2. 添加两个新段：
   • .got段：设置权限为可读写（SHF_WRITE | SHF_ALLOC），虚拟地址对齐到8字节
   • .plt段：设置权限为可执行（SHF_EXECINSTR | SHF_ALLOC），虚拟地址对齐到16字节

步骤3：添加GOT/PLT重定位项 #

1. 执行readelf -r p64列出所有现有重定位条目
2. 为每个需要动态解析的符号，添加R_X86_64_GLOB_DAT（用于数据引用）或R_X86_64_JUMP_SLOT（用于函数调用）类型的重定位，指向新创建的GOT表项

步骤4：写入PLT存根代码 #

在.plt段写入标准x86_64 PLT存根模板：

.plt:
  jmp QWORD PTR [rip+0x0]        ; 跳转到GOT中存储的函数地址
  push 0x0                      ; 对应符号的重定位索引
  jmp .plt+0x10                 ; 跳转到动态链接器的PLT解析入口

同时将GOT表的第一个条目设置为动态链接器的PLT解析器地址（可从正常ELF文件的readelf -d输出中获取）。

步骤5：更新动态段信息 #

修改.dynamic段，添加DT_PLTGOT条目，指向新创建的GOT段起始地址，确保动态链接器能识别GOT/PLT结构。

步骤6：验证修复 #

1. 执行readelf -l -r -d p64确认GOT/PLT段、重定位项和动态段条目已正确配置
2. 直接运行./p64和./p64 -c -test验证是否崩溃
3. 查看dmesg确认无地址0的段错误输出

临时替代方案 #

如果暂时无法修改二进制，可使用Ubuntu 20.04的旧版动态链接器启动：

/path/to/ubuntu20.04/ld-linux-x86-64.so.2 ./p64 -c -test

此方案仅为临时 workaround，长期仍需修改二进制适配新链接器。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Pete Lomax