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風邪をひいてしまって、ちょっと間が開いてしまいましたが、2GB越えメディアへのインストール対応の ipk パッケージを作成しました。→ダウンロードページへ

今回は SL-C1000, 3000 のみで、SL-C3100 は対象外になってます。hekke様に調べていただいた所、SL-C3000 とはバイナリが違うためです。

原理的には同じ方法で修正できるはずなのですが、バイナリが手元にないことには解析できないのです。しかも、GPLではないのでバイナリをもらうわけにもいかず・・。
どうしようかなと思案中です。

とりあえず、SL-C1000, 3000 用を先に作成しましたので 4GB 以上の SD カード、CF をお持ちの方はお試しください。

何だかんだでシリーズ第4弾 (^^;
結果を先に言うと、修正に成功しました！！

Haniwa様がコメントされていた SL-C3200 では2GB超えメディアへのインストールができる件は、SHARPのサイトに書いてありました。

• SL-C3100 動作確認済み CF 一覧
• SL-C3200 動作確認済み CF 一覧

SL-C3100 までは、4GB以上の CF では「メモリが足りません」と表示されてインストールできないと書かれていますが、SL-C3200では修正されているようですね。

それでは続きです。

コード置き場探し

原因も対処法もおおよそ目処がたったけど、まだ問題が1つだけ残っていた。それは修正コードを置く場所。

1命令で修正できればいいが、いろいろ考えてみたものの、今回の修正には数命令が必要そうだ。当然ながら普通にコンパイルされたコードには、わざわざ無駄なスペースなどない。

どこにコードを置こうか。どっかいいところないかな？ 置けそうな場所は・・・

$ LANG=C arm-linux-readelf -l qinstall.so

Elf file type is DYN (Shared object file)
Entry point 0x1214c
There are 3 program headers, starting at offset 52

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr   PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align
  LOAD           0x000000 0x00000000 0x00000000 0x362c4 0x362c4 R E 0x8000
  LOAD           0x0362c4 0x0003e2c4 0x0003e2c4 0x02e04 0x02e04 RW  0x8000
  DYNAMIC        0x038ff8 0x00040ff8 0x00040ff8 0x000d0 0x000d0 RW  0x4

 Section to Segment mapping:
  Segment Sections...
   00     .hash .dynsym .dynstr .gnu.version .gnu.version_r .rel.rodata .rel.data .rel.got .rel.plt .init .plt .text .fini .rodata 
   01     .data .ctors .dtors .got .dynamic 
   02     .dynamic 

.text と同じセグメントにロードされるセクションである必要がある。そうでないと、アドレス解決しない限りロードされるアドレスが分からないので。

ELFについてそんなに詳しくないので分からないが、.gnu.version とかって要らないんじゃないのか？

と思って、おもむろに .gnu.version を strip したら動かなくなってしまった
必要なセクションだったのね。

うーん。他は必要そうなセクションばかりだな。。.hash, .dynsym, .dynstr, .init, .plt, .text, .fini と全然無駄がないじゃないか （当たり前だ ＾＾；）

ふと、.rodata が目に止まる。あれ？ .rodata って .data とかと同じセグメントじゃないんだ。ReadOnlyだからか。

.rodata に無駄な文字列とかないかな・・・と思って .rodata セクションを見てみると・・・

$ LANG=C arm-linux-readelf -x 14 qinstall.so | less

Hex dump of section '.rodata':
  0x00032f04 726f6c6f 43746573 00000072 6f6c6f63 color...setColor
  0x00032f14 00000000 656e694c 6e616373 00000000 ....scanLine....
       :
  0x00032f84 6d6f682f 00000000 303d3d69 00296425 %d).i==0..../hom
  0x00032f94 616d2d74 712f316e 2f797474 616d2f65 e/matty/n1/qt-ma
  0x00032fa4 6e692f32 2e332e32 2d74712f 72657473 ster/qt-2.3.2/in
  0x00032fb4 682e786f 62747369 6c712f65 64756c63 clude/qlistbox.h
  0x00032fc4 0000002f 6e69622f 00007772 00000000 ....rw../bin/...

お！ 程よく長くてデバッグ用とおぼしき文字列を発見。開発環境のファイル名だろうし、これは潰しても問題ないでしょう。

初めに \0 で終端したダミー文字列を用意しても、52Byteあるので 13 命令も置ける。これはいけそうだ。

修正コードの作成

修正コードは以下の掛け算を置き換える形で作成する。

   26e90:       e0050293        mul     r5, r3, r2

このコードを bl 0x?????? のコードに書き換え、コール先で r5 = r2 * r3 を計算する。その結果が 0x80000000 以上だったら 0x7fffffff を r5 に代入してリターンするようなコードを書けば、うまく修正ができそうだ。

ということで、 そんな感じのコードをインラインアセンブラで書いてちゃんと動くか確認。（確認用コード）

実行してみると

res:7fff0000 rlong=7fff0000
res:7fff2000 rlong=7fff2000
res:7fff4000 rlong=7fff4000
res:7fff6000 rlong=7fff6000
res:7fff8000 rlong=7fff8000
res:7fffa000 rlong=7fffa000
res:7fffc000 rlong=7fffc000
res:7fffe000 rlong=7fffe000
res:7fffffff rlong=80000000
res:7fffffff rlong=80002000
res:7fffffff rlong=80004000
res:7fffffff rlong=80006000
res:7fffffff rlong=80008000
res:7fffffff rlong=8000a000
res:7fffffff rlong=8000c000
res:7fffffff rlong=fffffffe
res:7fffffff rlong=100000000
res:7fffffff rlong=100000002

OK。rlong が 0x80000000 以上の場合は 0x7fffffff が変数に格納できるようになった。4GB越えでも大丈夫。

この確認コードをベースに作った埋め込み用コードは以下の通り。あまりARMアセンブラに精通してないので、本当はもっと短く書けるかも。

    84ec:       e0805392        umull   r5, r0, r2, r3
    84f0:       e3500000        cmp     r0, #0  ; 0x0
    84f4:       159f5008        ldrne   r5, [pc, #8]    ; 8504
    84f8:       e3550000        cmp     r5, #0  ; 0x0
    84fc:       459f5000        ldrmi   r5, [pc, #0]    ; 8504
    8500:       e1a0f00e        mov     pc, lr
    8504:       7fffffff        swivc   0x00ffffff

mul 命令前後を読んで調べた結果、r0 が破壊可能なレジスタだったのでワーク用に使用した。

アドレスは適当だけどリロケータブルなコードなのでそのまま埋め込める。6命令+4Byteなので、前回見つけた領域にも余裕で収まる。

ということでバイナリエディタで上記コードを埋め込んでみた。

修正コード埋め込み前

文字列の先頭はダミー文字列として "/ho" だけ残した。

その後は13ロングワード分が書き換え可能な領域なので、一度すべてFFで埋めた後、作成した修正コードをリトルエンディアンで埋め込んだ。 後で埋め込んだコードがわかりやすいように、先頭にFFFFFFFFを1つだけ入れておいた。

埋め込んだコードを objdump で逆アセンブルして確認。

$ LANG=C arm-linux-objdump -D --start-address=0x32f90 --stop-address=0x32fc0 qinstall.so

 00032f90 <.rodata+0x8c>:
   32f90:       006f682f        rsbeq   r6, pc, pc, lsr #16
   32f94:       ffffffff        swinv   0x00ffffff
   32f98:       e0805392        umull   r5, r0, r2, r3
   32f9c:       e3500000        cmp     r0, #0  ; 0x0
   32fa0:       159f5008        ldrne   r5, [pc, #8]    ; 0x32fb0
   32fa4:       e3550000        cmp     r5, #0  ; 0x0
   32fa8:       459f5000        ldrmi   r5, [pc, #0]    ; 0x32fb0
   32fac:       e1a0f00e        mov     pc, lr
   32fb0:       7fffffff        swivc   0x00ffffff
   32fb4:       ffffffff        swinv   0x00ffffff
   32fb8:       ffffffff        swinv   0x00ffffff
   32fbc:       ffffffff        swinv   0x00ffffff

埋め込み完了。思惑どおりのコードになった。あとは、mul命令の代わりにこのコードをコールするだけ。
コール先のアドレスは上記 objdump の結果から、0x32f98 を呼べばよい。

修正コードのコール

前に書いたように、以下の mul 命令を bl 命令に置き換えて修正コードをコールするようにする。

  26e90:       e0050293        mul     r5, r3, r2

bl は相対ジャンプ命令なので、オフセットを計算する。このページによると、この命令があるアドレス+8からジャンプ先までのオフセットを4で割った値を24bitオフセットとして指定するらしい。

ジャンプ先は 0x32f98 なので、オフセットは (0x32f98 – (0x26e90 + 8)) / 4 = 0x003040 となる。

無条件 bl は 0xeb?????? (??はオフセット) らしいので、0xeb003040 を 0x26e90 へ書き込めばいい。

バイナリエディタでコードを書き換えて objdump で確認すると・・・

修正前

   26e88:       e51b205c        ldr     r2, [fp, -#92]
   26e8c:       e51b3050        ldr     r3, [fp, -#80]
   26e90:       e0050293        mul     r5, r3, r2
   26e94:       e5942000        ldr     r2, [r4]
   26e98:       e5923000        ldr     r3, [r2]

修正後

   26e88:       e51b205c        ldr     r2, [fp, -#92]
   26e8c:       e51b3050        ldr     r3, [fp, -#80]
   26e90:       eb003040        bl      0x32f98
   26e94:       e5942000        ldr     r2, [r4]
   26e98:       e5923000        ldr     r3, [r2]

OK。mul 命令と bl 命令の置き換え完了。コール先アドレスも正しく 0x32f98 を指しててオフセット計算も合っていたようだ。

これで修正は終了・・・。

動作確認

/opt/QtPalmtop/binlib/qinstall.so を上記の修正を施した qinstall.so へ置き換えて、再起動。
祈りながら４GB SDにインストールしてみると・・・

インストールできた！

一発で動くとは思わなかったけど、ちゃんと動いてくれたようだ。
長かっただけに感動もひとしお。

これで何も気にせずに 4GB SDを使えるよ。うん。

あとは、これを ipk 化するだけだ。
ただ、qinstall.so は SHARP 製のプログラムなので自由に配布することはできないので、バイナリパッチと言う形で、ipk をインストールした時にパッチを当てるような実装にしないといけないかな。

SL-C1000 と SL-C3000 は持ってるから qinstall.so を入手できるけど、SL-C3100 は。。。SL-C3000と同じかなぁ？

どなたか、SL-C3100で qinstall.so の md5sum を取ってもらえませんか？

以下 SL-C3000 での実行結果

$ md5sum /opt/QtPalmtop/binlib/qinstall.so
cd2629a9cd451bcd3e5198f933bb0c33  /opt/QtPalmtop/binlib/qinstall.so 

これと同じ MD5 だったら同じバイナリパッチが使えるんだけど・・・。

（次回いよいよ最終回？）

前回、前々回の続き。

調査を進めるにつれ、SDだけでなく、CFでも同じ問題があることが判明したため、タイトルを変更した。

qinstall.so の InstallUtil::getAvailableSize() で statfs() が呼ばれていることが判明した続き。

statfs前後の処理

statfs をコールする前を確認してみる。

   26e4c:       e1a00004        mov     r0, r4
   26e50:       ebffa6c1        bl      0x1095c            ; call QString::latin1(void) const
   26e54:       e24b1060        sub     r1, fp, #96     ; 0x60
   26e58:       ebffa617        bl      0x106bc            ; call statfs()

statfs を呼び出す前を見ると、第1引数(r0) に QString::latin1() の結果（おそらくパス名が入っていると思われる）が、第2引数(r1) には、fp – 96 （スタック上のローカル変数と思われる）がセットされている。

雰囲気的には以下みたいな感じかな？

unsigned long InstallUtil::getAvailableSize(QString)
{
          :
    struct statfs stat;
    int ret;
    ret = statfs(path.latin1(), &stat);
          :
} 

ふむふむ。

その後を追いかけてみる。(簡単なコメント付き)

   26e58:       ebffa617        bl      0x106bc            ; call statfs()
   26e5c:       e3500000        cmp     r0, #0  ; 0x0       // 戻り値確認
   26e60:       0a000008        beq     0x26e88           // 戻り値=0 (正常) なら 0x26e88 へジャンプ
   26e64:       e3a05000        mov     r5, #0  ; 0x0
   26e68:       ea000009        b       0x26e94
        :
        :
   26e88:       e51b205c        ldr     r2, [fp, -#92]     // struct statfs構造体の何かを r2 へ読み出し
   26e8c:       e51b3050        ldr     r3, [fp, -#80]     // struct statfs構造体の何かを r3 へ読み出し
   26e90:       e0050293        mul     r5, r3, r2         // r5 = r3*r2
        :
   26ecc:       e1a00005        mov     r0, r5             // 上の掛け算結果を r0 へ
   26ed0:       ea000000        b       0x26ed8
   26ed4:       00000800        andeq   r0, r0, r0, lsl #16
   26ed8:       e91bac70        ldmdb   fp, {r4, r5, r6, sl, fp, sp, pc}  // リターン

struct statfs の何かのメンバ同士を掛け合わせたものが getAvailableSize() 関数の戻り値(r0)に入るようだ。では、statfs の何のメンバなのか。

statfs の第2引数は fp-96 のアドレスだったので、fp-96 から struct statfs 構造体が始まっている。その構造体にアドレスを当てはめると・・・

   struct statfs {
      long    f_type;     /* fp-96 */
      long    f_bsize;    /* fp-92 */
      long    f_blocks;   /* fp-88 */
      long    f_bfree;    /* fp-84 */
      long    f_bavail;   /* fp-80 */
      long    f_files;    /* fp-76 */
      long    f_ffree;    /* fp-72 */
      fsid_t  f_fsid;     /* fp-68 */
      long    f_namelen;  /* fp-64 */
   };

fp-92 は f_bsize、fp-80 は f_bavail だと分かる。

man page によると、f_bsizeが「ブロックサイズ」、f_bavail が「非スーパーユーザが使用可能な空きブロック数」らしい。これらを掛け合わせているということは、非スーパーユーザが使用可能な空きバイト数を計算しているということになる。

掛け算で使用している mul という命令は、このページによると 32bit = 32bit * 32bit の符号なし掛け算のようだ。この時点で 4GB (32bit) を越える空き容量は正しく判断できないことが分かる。さらに、4GBSDで問題が起こると言うことは、この結果を singed long として扱っていると推測できる。

また、getAvailableSize() 関数は名前の通り、空き容量をバイト数で返す関数だということも確証が得られた。

さて、これをどうしようか。

空き容量2GBの壁の検証

前々回のブログに対して、Haniwa様から 4GB SD でもインストール可能でしたとのコメントを頂いた。
今までの解析結果と推測から、空き容量が 2GB 前後に壁があるのではないかと考えられる。
ということで、4GB SDにダミーファイルを作成して、空き容量を2GB前後にしてインストール可能/不可能が変わるのかを検証してみた。

その結果・・・

• 空き容量 2,147,450,880Byte  (0x7FFF8000 Bytes)
  → インストールOK
• 空き容量 2,147,483,648Byte  (0x80000000Bytes)
  → インストールNG

やはり、空き容量が2GBの所に境界があるようだ。(SL-C1000, SL-C3000 で確認)

ついでに、4GBのCFでも確認してみたところ、やはり 2GB 以上の空き容量の場合はインストールできないようだ。(SL-C1000で確認)

ただし、Haniwa様がお持ちなのは SL-C3200 なので、SL-C3200 では元々 4GB メディアに対応している可能性もある。内蔵MicroDrive は6GBなので、空き容量が2GB越えに対応する必要もありそうだし。（そう考えると SL-C3000で対応済みでもよさそうだが・・・SD/CFへのインストールと本体へのインストールは容量判定処理が別なのだろうか・・・）

修正方針

qinstall.so に手を入れるとすると、修正する方法は2通りある。InstallUtil::getAvailableSize() 関数に手を入れるか、この関数を呼び出した後の判定に手を入れるか。

getAvailableSize() を呼んでいる場所を調べるため、逆アセンブルした結果を bl 0x26d20 で grep したら 13 個も見つかった。これを追うのは気が滅入りそうなので、getAvailableSize()を修正することにした。

また、空き容量が2GB以下であれば、getAvailableSize() の呼出側は正常に動作できるようなので、空き容量が2GB以上の場合は 2GB-1Byteとして返却することにしよう。そうすれば、何GBのメディアでも対応可能だし。

（もう少し続く・・・）