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地址对齐问题引起的 Bug 一则

这两天一直在圈人一起玩 google+ 。由于众所周之的原因，在墙内推广这个东西阻力重重。还好不需要必须翻墙，google 在北京是有网关的，修改本机 hosts 文件，把相关的域名指过去即可。在这里就不列出方法了，希望下面的评论中也不要贴出来，私下交流即可。还好移动版 G+并没有封掉，究其原因可能是 m.google.com 是所有 google 移动服务的统一入口，如果封杀影响较大。而 https 协议让墙无法分析 url ，不可能做到部分干扰。如果有一天真封禁了，手机上都无法阅读 greader ，收取 gmail ，那还真是个悲剧。

我在拉我老爸玩 G+ 的过程中，他老人家反应了一个问题，家里用手机使用 android 的 app 发不了帖子。我估摸着可能是被墙了。虽然可以让他 root 掉手机修改 hosts ，但显然这不是一个简便的解决方案。我便着手远程登陆家里的网关。那是一台用 LinkStation Pro 改造的 linux debian 机器。拥有一块 Arm9 CPU ，在上面跑一个 DNS 服务，足以让家中的局域网解析到可以登陆 G+ 的 ip 地址。

我先想到的是配置 bind9 服务。这个用过一段时间，大致知道该怎么折腾。不过 google+ 用到的域名很多，配置起来非常麻烦。我想肯定有更简便的解决方案，搜索了一下没有找到，想想这种事情拜一下 twitter 大神即可。果然，5 分钟以后，各种半夜不睡觉的死程就跳出来刷拉拉列了一串解决方案。

我选了 @wuwx 同学的 DNRD 方案。因为它看起来最接近我一开始自己提出的需求。我需要一个类似 hosts 文件的列表，优先解析这些域名到我指定的 ip ，其它的 dns query 就转发出去好了。

apt-get 没有找到现成的包，便下载了一个编译。还好是 C 而不是 C++ 写的，让那台破机器可以几分钟编译完。但是，我配置了半天都无法正确工作。列表中有的域名可以正确解析，有的则不行。作为一个死程，当然第一反应就是 debug 了。我以为可能是列表格式有问题，但这部分 dnrd 没有给出详细的 log 。我只好自己加了几行，并在查询的地方也输出了一些 log 。但试验结果是，列表中所有的域名都加载了，但 query 时，根本没有进入匹配查询。

把 dnrd 的 debug level 开到最大 4 ，可以看到很详细的信息。仔细比较了一下可以正常工作的域名，和不能正常工作的域名，发现 query type 正常时是 1 ，也就是 'A' 类查询，而不正常时是 0 ，未知类型。class 也分别是 1 和 256 。而从 query 包的字节流看，表示 type 和 class 的地方的四个字节都是 00 01 00 01 。

我的第一反应是错位了。因为 256 正好是 0x100 。检查了一下源代码，没发现什么问题。在 src/dns.c 里发现了这么几行：

y->type = ntohs(*(unsigned short *)(&msg[i])); i += 2; y->class = ntohs( *(unsigned short *)(&msg[i])); i += 2;

脑子里一下闪现出初学 C 语言时某本书上提到的一句话：某些机器上，读取宽字需要地址对齐。

也就是说，如果 &msg[i] 的地址不对齐，从中读取一个 unsigned short 很可能是不可靠的（会强制对齐）。而网络包是紧凑排列，前面排的是域名字符串，不可能刚好在那个位置保证对齐。这也解释了为什么不同长度的域名查询，有的可以正确解析，有的不行。

加了几行 log 验证了我的想法之后，我动手 fix 这个 bug 。非常简单，只需要先用 memcpy 把 &msg[i] 后 sizeof(unsigned short) 个字节复制到一个局部 unsigned short 变量中，然后再调用 ntohs 即可。事实上，drnd 早期的版本正是这样做的，memcpy 的那几行还被注释在下面，不知道为何，后来改成了现在这样错误的版本。

修改过后，一切正常了。

云风 提交于 July 26, 2011 01:07 PM |

Comments

真牛逼，我也要试试你这样翻墙

Posted by: BF200 | (28) May 28, 2016 11:50 AM

以前不知道dnrd

Posted by: 福利工口姬 | (27) April 16, 2014 03:42 PM

呵呵，翻墙也有被墙的时候

Posted by: 400电话 | (26) September 5, 2011 03:20 PM

bind9 配置... 需要自己写 zone file. 好麻烦... 当时我也想做这个来着, 打算用v2ex dns 做 backend dns server, 但是怎么都失败, 后来改成8.8.8.8 莫名其妙地好了...... 之后就失去信心去折腾 bind9 了.

Posted by: liruqi | (25) September 5, 2011 02:17 PM

在x86下也是可以开启内存访问强制对齐检查的。若访问未对齐，也会出现您所说的情况。

Posted by: masefee | (24) August 29, 2011 08:57 AM

知道了，是云风说的“某些机器上，读取宽字需要地址对齐”的原因把，我真圡。。。

Posted by: slade | (23) August 22, 2011 10:53 AM

为什么在一个char数组中试验的时候，随便从哪个位置开始读取short都可以读出来呢？

Posted by: slade | (22) August 22, 2011 10:07 AM

菜鸟问个问题：“如果 &msg[i] 的地址不对齐，从中读取一个 unsigned short ”，&msg[i]是一个字节内容的地址，把它转成short*不是只读取了一个字节的内容吗？怎么读取两个字节的内容啊？谢谢

Posted by: slade | (21) August 15, 2011 12:11 PM

用ARM 6以下捣鼓老代码那叫一个悲催……

Posted by: zelor | (20) August 6, 2011 12:26 AM

刚刚才知道云风前辈的大名，慕名前来。^_^ 以后多来这里转转。

Posted by: 哲 | (19) August 4, 2011 11:31 AM

楼主解析的不错 用的是dnsmasq，可以达到相同的效果。而且dnsmasq可以用apt-get安装。值得一试。我试过了 我咋还那样。。。。

Posted by: 期刊 | (18) August 1, 2011 09:48 AM

这牛

Posted by: 辐射报 | (17) August 1, 2011 09:46 AM

同问: 云风，你领导的3D引擎及基于它开发的游戏怎样了？是不是挂掉了？貌似做了好几年了，都没点消息

Posted by: 大大方方 | (16) July 31, 2011 07:52 PM

求北京的google网关啊，一直上不了google+，唉，上一会就被墙

Posted by: balsampear | (15) July 31, 2011 12:25 PM

是的，不同处理器对自己对齐方式处理不一样，记得sun sparc芯片这种情况会core dump的,x86的不会。

Posted by: hanson | (14) July 30, 2011 07:28 PM

云风，你领导的3D引擎及基于它开发的游戏怎样了？是不是挂掉了？貌似做了好几年了，都没点消息。

Posted by: Anonymous | (13) July 29, 2011 05:01 PM

ARMv6开始硬件支持不对齐访问（需要修改标志寄存器使能），之前的架构要求对齐，否则结果不可靠。修正方法： 1、改程序。遇到不对齐情况memcpy到对齐buffer处理，但只能解决部分问题，例如某个消息前面对齐但后面不对齐； 2、改消息属性。例如gcc支持__attribute__((packed))属性，将一个指针强制转换成拥有此属性的struct再访问，参看linux内核的get_unalign()宏，同时arm cc也支持类似属性； 3、改内核参数。例如arm linux下echo 3>/proc/cpu/alignment让内核trap&fix不对齐访问异常（bit1），并输出警告（bit0），3=bit1|bit0。

Posted by: lifc0 | (12) July 28, 2011 10:32 PM

按软件工程这是需要加注释解释一下的，也许搞开源的大牛认为这是常识吧：）

Posted by: snowflip | (11) July 28, 2011 02:24 PM

ARM还真是有这个问题。关键是有的系统会给异常，有的不会。不同系统还不一样。

Posted by: sword007 | (10) July 28, 2011 12:07 PM

果然不直观的操作还是要把why加到注释里面啊。

Posted by: daseny | (9) July 28, 2011 09:28 AM

牛人！改完给作者发个邮件吧。开源软件也不能保证参与者各个都是身经百战。很可能是后来的程序员经验不足（有多种cpu上编程经历的人很少吧），看到平白无故浪费一次复制，就给优化了，哈哈。

Posted by: pig345 | (8) July 28, 2011 09:16 AM

有些arm芯片确实有这样的问题

Posted by: nothanks | (7) July 27, 2011 10:28 AM

这叫地址对齐吗？ntohs不是在转换字节顺序吗？ 为了验证我是人类？那怎么验证您是人类？

Posted by: tw | (6) July 27, 2011 03:54 AM

同样用dnsmasq。 估计修改者使用x86系列的cpu做的编译验证，没在arm上测试过。作者和维护者不是同一个人的情况下，常会出现的事情。 不过你还记得宽字节对齐的事情，很不容易啊。我得拿着汇编看，也未必能看出问题来。

Posted by: shell | (5) July 26, 2011 10:34 PM

请问代号 T3是你做的游戏么？

Posted by: 防辐射服 | (4) July 26, 2011 07:16 PM

为啥我以前就没发现dnrd这个好东西啊

Posted by: est | (3) July 26, 2011 04:17 PM

前两天刚干过一样的事情。用的是dnsmasq，可以达到相同的效果。而且dnsmasq可以用apt-get安装。值得一试。

Posted by: Adieu | (2) July 26, 2011 03:25 PM

真牛逼啊！环环相扣，逻辑严密，判断准确!

Posted by: 云快印 | (1) July 26, 2011 01:52 PM

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