记录一次使用ros时产生的段错误

问题描述

最近在修改项目中与下位机的通信协议时，抛出了一个段错误。调试找到该错误出现在下面这行代码：

ros::NodeHandle nh_;

显然这个错误是不正常的，因为所有的ros包中都需要这个对象，而且这个对象在其他地方都是正常的。
经过分析，发现问题出在#pragma pack(1)上面。

问题分析

为了保证通信协议结构体的长度等于内部成员的长度之和，我在通信协议结构体定义前加上了#pragma pack(1)：

#pragma pack(1)     // 对齐长度 1 字节，即不对齐
typedef struct Protocol_s
{
    uint8_t start;
    uint8_t type;
    uint8_t buffer[29];
    uint8_t end;
}

防止内存对齐，保证结构体长度一定是32字节。

同时，我将包含通信协议的头文件放在了ros的头文件前面：

#include "protocol.h"
// 省略其他头文件
#include <ros/ros.h>

在编译时，编译器会将头文件中的内容拷贝到源文件中，因此#pragma pack(1)也会被拷贝到源文件中，并且在ros.h的前面，对ros中的相关结构定义产生影响。猜测ros中为了保证速率，会直接对内存进行操作，而这些操作考虑了内存对齐的问题，因此在取消内存对齐后这些操作会出现非法访问，导致段错误。

解决方案

1. 将自定义的头文件放在ros的头文件后面，这样#pragma pack(1)就不会影响ros的结构体定义。
2. 在结构体定义后面加上#pragma pack()，还原内存对齐：

   #pragma pack(1)     // 对齐长度 1 字节，即不对齐
   typedef struct Protocol_s
   {
       uint8_t start;
       uint8_t type;
       uint8_t buffer[29];
       uint8_t end;
   }
   #pragma pack()    // 还原内存对齐