执行memcpy拷贝以太网地址时触发SegFault段错误 已初始化指针仍崩溃

核心触发原因 #

• 未初始化局部变量导致内存分配完全失效
  get_payload_to_send函数中定义的int t1是栈上未赋值的局部变量，存储的是随机垃圾值。你直接用这个垃圾值计算内存分配大小：malloc(sizeof(t1) + 1020)，会出现两种必然导致崩溃的情况：
  1. 垃圾值为负数时，转成无符号的内存分配长度会变成超大值，malloc直接返回NULL
  2. 垃圾值过小（比如0、1）时，实际分配的内存远小于构造完整数据包需要的长度
     由于代码完全没有对malloc的返回值做合法性检查，你直接把返回的空指针强转为struct ethhdr*。gdb观察到的eth->h_dest为NULL并非偶然：由于h_dest是struct ethhdr的第一个成员，当eth指针的基地址为NULL时，eth->h_dest的地址计算结果就是NULL + 0偏移，和调试现象完全吻合，直接证明malloc没有返回合法内存——对空指针做成员写入操作必然触发段错误。
• 越界内存写操作破坏堆结构
  代码中两处IP地址拷贝存在严重的长度越界：

  memcpy(ip->saddr, inet_addr(p->ip_dest), sizeof(c) - 1);
  memcpy(ip->daddr, inet_addr(p->ip_source), sizeof(c) - 1);
  

  其中ip->saddr、ip->daddr都是只有4字节的32位地址字段，但你取了栈上20字节数组c的长度减1（也就是19字节）做拷贝长度，直接向只有4字节的字段后面越界写15字节数据，会踩坏堆内存的管理结构、相邻的TCP头、甚至其他动态内存块。堆结构被破坏后，后续任意内存操作都可能访问到非法地址，表现为随机位置的段错误。
• 类型与字节序转换使用错误
  以太网头的h_proto字段是16位长度的网络序值，你用32位的字节序转换函数htonl(ETH_P_IP)给这个2字节的字段赋值，会额外多写2字节到相邻内存区域，也是越界来源。

针对性修复步骤 #

• 删除未初始化的int t1变量，按真实数据包结构计算内存分配长度，并补充返回值检查：

  // 总长度 = 以太网头 + IP头 + TCP头 + 1000字节payload
  size_t total_len = sizeof(struct ethhdr) + sizeof(struct iphdr) + sizeof(struct tcphdr) + 1000;
  *pay = (char*)malloc(total_len);
  if (*pay == NULL) {
      perror("allocate packet buffer failed");
      return;
  }
  memset(*pay, 0, total_len);
  

• 修正所有越界的IP地址赋值逻辑：inet_addr本身返回4字节的网络序IP值，不需要memcpy，直接赋值即可：

  ip->saddr = inet_addr(p->ip_dest);
  ip->daddr = inet_addr(p->ip_source);
  

• 修正以太网类型字段的字节序转换：
  把原来的eth->h_proto = htonl(ETH_P_IP);改成：

  eth->h_proto = htons(ETH_P_IP);
  

• 修正IP头总长度字段的计算与字节序转换：
  原来的ip->tot_len = sizeof(t1) + 1020;改成：

  // tot_len是IP头+负载的总长度，不含以太网头，且需要转网络序
  ip->tot_len = htons(sizeof(struct iphdr) + sizeof(struct tcphdr) + 1000);
  

• 补充以太网MAC地址的正确拷贝逻辑，统一使用ETH_ALEN（即6字节MAC长度）做拷贝长度：

  memcpy(eth->h_dest, p->h_source, ETH_ALEN);
  memcpy(eth->h_source, p->h_dest, ETH_ALEN);
  

额外优化提示 #

当前代码在持锁状态下调用get_payload_to_send，而函数内部存在sleep(2)的阻塞操作，会长时间持有互斥锁导致其他线程阻塞，建议把sleep操作移出临界区。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user786