前言
编写 C 语言代码时，指针无处不在。我们可以稍微额外利用指针，在它们内部暗中存储一些额外信息。为实现这一技巧，我们利用了数据在内存中的自然对齐特性。
内存中的数据并非保存在任意地址。处理器通常按照其字大小相同的块读取内存数据；那么考虑到效率因素，编译器会按照块大小的整数倍对内存中的实体进行地址对齐。因此在 32 位的处理器上，一个 4 字节整型数据肯定存放在内存地址能被4整除的地方。
下面，假设系统中整型数据和指针大小均为 4 字节。
现在有一个指向整型的指针。如上所述，整型数据可以存放在内存地址 0x1000 或者 0x1004 或者 0x1008，但是决不会存放在 0x1001 或者0x1002 或者 0x1003 或者其他不能被4整除的任何地址。所有是4整数倍的二进制数都是以 00 结尾。实际上，这意味着对于所有指向整型的指针，它的最后两位总是 0。
那么有 2 比特没有承载任何信息。此处的技巧是将我们的数据放置到这两个比特中，在需要时使用，并在通过指针解引用来访问内存前删除它们。
由于 C 标准对指针位操作的支持不是很好，所以我们将指针保存为一个无符号整型数据。
下面是一段简短的简单代码片段。完整的代码查看 github 代码仓库中的hide-data-in-ptr。
void put_data(int *p, unsigned int data)
{
assert(data < 4);
*p |= data;
}
unsigned int get_data(unsigned int p)
{
return (p & 3);
}
void cleanse_pointer(int *p)
{
*p &= ~3;
}
int main(void)
{
unsigned int x = 701;
unsigned int p = (unsigned int) &x;
printf("Original ptr: %un", p);
put_data(&p, 3);
printf("ptr with data: %un", p);
printf("data stored in ptr: %un", get_data(p));
cleanse_pointer(&p);
printf("Cleansed ptr: %un", p);
printf("Dereferencing cleansed ptr: %un", *(int*)p);
return 0;
}
