不理解字节对齐，ARM上的threadx和DSP跨界通信就会崩溃

最近一口君在做一个项目，遇到一个问题，ARM上的threadx在与DSP通信采用消息队列的方式传递消息（最终实现原理是中断+共享内存的方式），在实际操作过程中发现threadx总是crash，于是经过层层排查定位到问题出现在对消息队列取数据的时候。仔细查看消息队列的代码，发现DSP发送过来的数据和threadx接收的数据结构不一样，其中一个数据结构中的数据需要进行字节对齐。如果DSP发送过来的数据结构不进行字节对齐，threadx在取数据的时候就会访问到错误的内存地址，从而导致程序崩溃。

字节对齐是指在内存中将数据按照一定的规则排列，以便提高程序的性能和稳定性。在Linux系统中，字节对齐通常是按4字节或8字节进行的。当数据结构中的数据需要进行字节对齐时，编译器会自动在数据结构前后添加一些填充字节，以确保数据结构的总长度是4字节或8字节的整数倍。

字节对齐在Linux系统中的作用主要有以下几点：

• 提高程序性能：字节对齐可以提高程序的性能，因为处理器在访问内存数据时，如果数据是字节对齐的，则可以一次性读取或写入多个字节，从而减少内存访问次数，提高程序的执行效率。
• 避免程序崩溃：字节对齐可以避免程序崩溃，因为如果数据结构中的数据没有进行字节对齐，则处理器在访问内存数据时可能会访问到错误的内存地址，从而导致程序崩溃。
• 提高程序的稳定性：字节对齐可以提高程序的稳定性，因为如果数据结构中的数据没有进行字节对齐，则程序可能会出现莫名其妙的错误，而这些错误往往很难排查。

在Linux系统中，可以通过以下几种方法来实现字节对齐：

• 使用编译器的#pragma pack指令：#pragma pack指令可以指定数据结构的字节对齐方式。例如，以下代码将指定数据结构struct test的字节对齐方式为4字节：

#pragma pack(4)
struct test {
    int a;
    char b;
    short c;
};

• 使用__attribute__((aligned(n)))属性：__attribute__((aligned(n)))属性可以指定数据结构或变量的字节对齐方式。例如，以下代码将指定数据结构struct test的字节对齐方式为4字节：

struct test {
    __attribute__((aligned(4))) int a;
    char b;
    short c;
};

• 使用memcpy()函数：memcpy()函数可以将数据从一个内存地址复制到另一个内存地址。在使用memcpy()函数复制数据时，可以指定数据的字节对齐方式。例如，以下代码将把数据从内存地址src复制到内存地址dst，并指定数据的字节对齐方式为4字节：

memcpy(dst, src, size, 4);

字节对齐在Linux系统中非常重要，它不仅影响着程序的性能，而且还会导致程序崩溃。在进行Linux系统编程时，一定要注意字节对齐的问题，以确保程序的性能和稳定性。