Стандартный дистрибутив Debian 9.4. Сам perl, компилятор и всё остальное штатное. Никаких патчей не накатывал. Повторяется стабильно на разных машинах Debian 9.3 и Debian 9.4.

Но я нашёл причину падения и она связана с disable_not_modified. Вот такой патч устраняет падение в корку:

--- ../nginx-1.15.0/src/http/modules/ngx_http_not_modified_filter_module.c 2018-06-05 16:47:25.000000000 +0300
+++ src/http/modules/ngx_http_not_modified_filter_module.c 2018-06-25 01:25:22.299577899 +0300
@@ -54,6 +54,7 @@
static ngx_int_t
ngx_http_not_modified_header_filter(ngx_http_request_t *r)
{
+ r->disable_not_modified = 1;
if (r->headers_out.status != NGX_HTTP_OK
|| r != r->main
|| r->disable_not_modified)