LwIP BUG之ARP缓存

在1.4.1中，ARP数据缓存存在一个很明显的缺陷。当IP层试图发送一个IP包时，如果这个目的IP地址在ARP中找不到对应的MAC地址，那么这个IP包会被首先缓存在ARP层，只有当ARP解析到目标MAC地址后，这个IP包才会被发送出去。但是这里的数据缓存过程，有点小问题。

如果IP包被缓存在ARP中，ARP需要对这个包进行一次拷贝。有一种情况是不需要拷贝的，即IP包对应的pbuf是以PBUF_ROM形式存在，因为这种形式的数据包引用的是外部ROM中的一些固定数据（如静态网页数据，文件数据等等），即使这个IP包被缓存在ARP中后，不会担心所引用数据被别人修改，因此也不会出现数据异常。但是对于其他类型的数据而言（PBUF_RAM，PBUF_POOL，PBUF_REF）ARP需要拷贝一份到PBUF_RAM中并缓冲。为什么必须要拷贝呢，这里面的历史很长，见这里：

http://savannah.nongnu.org/bugs/?func=detailitem&item_id=11400#comment0

好了，我们来看看这里进行pbuf拷贝判断以及拷贝的例子，etharp.c中的etharp_query函数中：

if (arp_table[i].state == ETHARP_STATE_PENDING) { //如果目的IP地址的MAC解析还没有完成 struct pbuf *p; int copy_needed = 0; //标记是否需要拷贝 p = q; //这里循环检测pbuf链表，如果发现任意的非PBUF_ROM节点，那么就需要拷贝 while (p) { if(p->type != PBUF_ROM) { copy_needed = 1; break; } p = p->next; } if(copy_needed) { //如果需要拷贝，则申请p->tot_len长度的空间， p = pbuf_alloc(PBUF_RAW, p->tot_len, PBUF_RAM); if(p != NULL) { if (pbuf_copy(p, q) != ERR_OK) { //拷贝pbuf链表 pbuf_free(p); p = NULL; } } }

这里的问题是，经过while(p)的循环后，p->tot_len并不是原始IP数据包的长度了，而是第一个非PBUF_ROM节点处的tot_len，因此如果我们试图发送一个pbuf(PBUF_ROM)->pbuf(PBUF_RAM/PBUF_POOL)->....类型的数据包时，内核就必然出错（assert发生）。

这里正确的写法是：

p = pbuf_alloc(PBUF_RAW,q->tot_len, PBUF_RAM);

值得庆幸的是，在内核中，极少产生这种pbuf(PBUF_ROM)->pbuf(PBUF_RAM/PBUF_POOL)->....类型的数据包，因此内核这种异常也很难被跑到。但是这是一个很明显的代码设计缺陷，值得引起大家的注意。