elf-inspection

ELF の検査

目的

Linux の ELF バイナリを検査する方法として、シンボルテーブル、セクションのレイアウト、動的リンク、デバッグ情報、およびリンカーエラーの診断についてエージェントを案内します。

トリガー

• 「このバイナリが依存しているライブラリは何ですか？」
• 「このバイナリのサイズが大きいのはなぜですか？」
• 「undefined reference または実行時のシンボル未検出が発生しています」
• 「このバイナリにデバッグ情報が含まれているか確認するにはどうすればよいですか？」
• 「ライブラリがエクスポートしているシンボルを調べるにはどうすればよいですか？」
• 「バイナリが PIE か、RELRO が有効かを確認するにはどうすればよいですか？」

ワークフロー

1. 概要をすばやく確認する：file と size

file prog                    # type, arch, linkage, stripped or not
size prog                    # section sizes: text, data, bss
size --format=sysv prog      # detailed per-section breakdown

2. 動的依存関係：ldd

ldd ./prog                   # show all shared lib dependencies
ldd -v ./prog                # verbose: include symbol versions

# Check why a library is loaded
ldd ./prog | grep libssl

# For a library (not an executable)
ldd ./libfoo.so

ldd に not found と表示される場合、共有ライブラリが LD_LIBRARY_PATH または /etc/ld.so.conf に指定されていません。

修正方法：

export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/libs:$LD_LIBRARY_PATH
# Or install the library and run ldconfig
sudo ldconfig

3. シンボル：nm

nm prog                       # all symbols (T=text, D=data, U=undefined, etc.)
nm -D ./libfoo.so             # dynamic symbols only
nm -C prog                    # demangle C++ symbols
nm --defined-only prog        # only defined symbols
nm -u prog                    # only undefined (needed) symbols
nm -S prog                    # include symbol size

# Search for a symbol
nm -D /usr/lib/libssl.so | grep SSL_read

シンボルの種類を示すコード：

• T / t — テキスト（コード）：グローバル／ローカル
• D / d — データ（初期化済み）：グローバル／ローカル
• B / b — BSS（未初期化）：グローバル／ローカル
• R / r — 読み取り専用データ：グローバル／ローカル
• U — 未定義（リンク時に提供される必要があります）
• W / w — 弱シンボル

4. セクション：readelf

readelf -h prog               # ELF header (arch, type, entry point)
readelf -S prog               # all sections
readelf -l prog               # program headers (segments)
readelf -d prog               # dynamic section (like ldd but raw)
readelf -s prog               # symbol table
readelf -r prog               # relocations
readelf -n prog               # notes (build ID, ABI tag)
readelf --debug-dump=info prog | head -100  # DWARF info
readelf -a prog               # all of the above

5. 逆アセンブルとソース：objdump

# Disassemble all code sections
objdump -d prog
objdump -d -M intel prog      # Intel syntax

# Disassemble + intermix source (needs -g at compile time)
objdump -d -S prog

# Disassemble specific symbol
objdump -d prog | awk '/^[0-9a-f]+ <main>:/,/^$/'

# All sections (including data)
objdump -D prog

# Header info
objdump -f prog
objdump -p prog               # private headers (including needed libs)

6. バイナリの強化チェック

# Check for PIE, RELRO, stack canary, NX
# Use checksec (install separately)
checksec --file=prog

# Manual checks:
readelf -h prog | grep Type           # ET_DYN = PIE, ET_EXEC = non-PIE
readelf -d prog | grep GNU_RELRO      # RELRO present
readelf -d prog | grep BIND_NOW       # full RELRO
readelf -s prog | grep __stack_chk    # stack protector
readelf -l prog | grep GNU_STACK      # NX bit (RW = no exec, RWE = exec stack)

7. セクションサイズの分析（バイナリの肥大化）

# Detailed section sizes
size --format=sysv prog | sort -k2 -nr | head -20

# Per-object contribution (with -Wl,--print-map or bloaty)
# Bloaty (install separately): https://github.com/google/bloaty
bloaty prog

# Check stripped vs not
file prog
strip --strip-all -o prog.stripped prog
ls -lh prog prog.stripped

8. ビルド ID

ビルド ID はバイナリ／ライブラリのビルドを一意に識別し、debuginfod による検索を可能にします。

readelf -n prog | grep 'Build ID'
# or
file prog | grep BuildID

9. 一般的な診断フロー

「実行時に未定義シンボルが発生する」

# Which library was expected to provide it?
nm -D libfoo.so | grep mysymbol
# Is the library in the runtime path?
ldd ./prog | grep libfoo
# Check LD_PRELOAD / LD_LIBRARY_PATH

「バイナリのサイズが大きすぎる」

size --format=sysv prog | sort -k2 -nr | head
nm -S --defined-only prog | sort -k2 -nr | head -20
objdump -d prog | awk '/^[0-9a-f]+ </{fn=$2} /^[0-9a-f]/{count[fn]++} END{for(f in count) print count[f], f}' | sort -nr | head -20

クイックリファレンスについては、references/cheatsheet.md を参照してください。

関連スキル

• リンカーフラグと LTO については skills/binaries/linkers-lto を使用します
• ar、strip、objcopy、addr2line については skills/binaries/binutils を使用します
• ビルド ID と debuginfod の使用については skills/debuggers/core-dumps を使用します