linux下C程序获取绝对路径各种方法分析

昨天肚腩群里有人问LINUX下C如何获取程序绝对路径。初看这问题，肚腩觉得很简单啊，就用getcwd或者argv[0]就可以了。写了个程序试试，

#include <unistd.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
char buffer[100];
getcwd(buffer, sizeof(buffer));
printf("The current directory is: %s\n", buffer);
printf("prog name : %s \n" , argv[0]);
return 0;
}

编译：

gcc -Wall -pipe -g -static -o getpath getpath.c

发现，getcwd不行，这个函数返回的是当时的执行路径，如果在其他目录执行该程序，如～/.这样调用就不行了。

argv[0]也不行，程序的第一个参数未必是绝对路径，比如使用/home/../../root/getpath这样调用，那么第一个参数就变成了这样的相对路径。

肚腩改进了这个程序，用realpath把相对路径转换成绝对路径：

#include <unistd.h>
main(int argc, char * argv[])
{
char resolved_path[80];
realpath(argv[0],resolved_path);
printf("resolved_path: %s\n", resolved_path);
sleep(300);
}

OK.这个时候argv[0]用相对路径调用的问题解决了。

BUGS

但随后肚腩又发现存在另外一个问题，比如把程序放到/usr/bin这些存在于环境变量PATH的目录下，然后在/home目录下通过程序名直接执行这个程序，输出的程序绝对路径就变成了/home/getpath,实际上应该是/usr/bin/getpath。

ELF文件里是否有相关信息

还有没有其它办法，肚腩先试了下在这个ELF文件下是否有一些绝对路径的信息。

执行：strings getpath| grep getpath

自然是没有找到了。从另一个方向想想，如果绝对路径的信息保存在ELF文件中，那么改变一个程序的路径，连程序的内容都要修改？所以是不可能滴。

尝试从进程内存获取

那么这个绝对路径的信息，只能是程序运行的时候，加入到进程空间里面的。我们看看是否能否进程内存获取?

写一个代码看下系统的内存地址分布情况：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include<stdlib.h>

int a = 0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区

main(int argc,char **argv)
{
int b; //栈
char s[] = "abc"; //栈
char *p2; //栈
char *p3 = "123456";// 123456\0在常量区，p3在栈上。
static int c =0;// 全局（静态）初始化区
static int uc,uc1,uc2;// 全局（静态）未初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
//分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456");// 123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。

printf("堆p1 \t\t\t%p\n",p1);
printf("堆p2 \t\t\t%p\n",p2);
printf("栈&p3 \t\t\t%p\n",&p3);
printf("栈&p2 \t\t\t%p\n",&p2);
printf("栈s \t\t\t%p\n",s);
printf("栈&s[1] \t\t%p\n",&s[1]);
printf("栈&b \t\t\t%p\n",&b);
printf("main地址\t\t%p\n",main);
printf("文本常量区\t\t%p\n",p3);
printf("全局初始化区\t\t%p\n",&a);
printf("（静态）初始化区\t%p\n",&c);
printf("全局未初始化区\t\t%p\n",&p1);
printf("（静态）未初始化区\t%p\n",&uc);
printf("（静态）未初始化区\t%p\n",&uc1);
printf("（静态）未初始化区\t%p\n",&uc2);

char *p;
if(p=getenv("PATH")){
printf("USER=%p\n",p);
}
printf("ARGC\t%p\n",&argc);
printf("ARGV\t%p\n",argv);
printf("ARGV\t%p\n",*argv);
sleep(300);
}

这里要指出一下，因为肚腩的系统是x86-64.64为系统，这里用gcc打印地址的是要注意是使用%p,不用去用%x.用uname -a可以查看系统版本。

编译一下：gcc -Wall -pipe -g -static -o memoryshow memoryshow.c

执行，结果是：

[root@localhost ~]# ./memoryshow
堆p1 0xa3e8b0
堆p2 0xa3e8d0
栈&p3 0x7fff94fec4a0
栈&p2 0x7fff94fec4a8
栈s 0x7fff94fec4b0
栈&s[1] 0x7fff94fec4b1
栈&b 0x7fff94fec4b4
main地址 0×400494
文本常量区 0x47f3b0
全局初始化区 0x6a6e50
（静态）初始化区 0x6a6e54
全局未初始化区 0x6a9ba8
（静态）未初始化区 0x6a6e58
（静态）未初始化区 0x6a6e5c
（静态）未初始化区 0x6a6e60
USER=0x7fff94fece29
ARGC 0x7fff94fec49c
ARGV 0x7fff94fec598
ARGV 0x7fff94fec82b

查看下这个进程的map情况：

[root@localhost ~]# ps -ef | grep showmemory
root 2715 2150 0 21:58 pts/1 00:00:00 grep showmemory
[root@localhost ~]# ps -ef | grep memory
root 2713 2087 0 21:58 pts/0 00:00:00 ./memoryshow
root 2717 2150 0 21:58 pts/1 00:00:00 grep memory
[root@localhost ~]# cat /proc/2713/maps
00400000-004a6000 r-xp 00000000 fd:00 524196 /root/memoryshow
006a6000-006a7000 rw-p 000a6000 fd:00 524196 /root/memoryshow
006a7000-006aa000 rw-p 00000000 00:00 0
00a3d000-00a60000 rw-p 00000000 00:00 0 [heap]
7f050a5c2000-7f050a5c3000 rw-p 00000000 00:00 0
7fff94fd8000-7fff94fed000 rw-p 00000000 00:00 0 [stack]
7fff94fff000-7fff95000000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0 [vsyscall]

再次重复一下操作，肚腩需要看下进程哪些地址会改变，那些不会改变。网上一般的32为线性分布，和肚腩的系统对不上号。所以自己写个程序一看就清晰明了了。

[root@localhost ~]# ./memoryshow
堆p1 0x76b8b0
堆p2 0x76b8d0
栈&p3 0x7fff9987a9f0
栈&p2 0x7fff9987a9f8
栈s 0x7fff9987aa00
栈&s[1] 0x7fff9987aa01
栈&b 0x7fff9987aa04
main地址 0×400494
文本常量区 0x47f3b0
全局初始化区 0x6a6e50
（静态）初始化区 0x6a6e54
全局未初始化区 0x6a9ba8
（静态）未初始化区 0x6a6e58
（静态）未初始化区 0x6a6e5c
（静态）未初始化区 0x6a6e60
USER=0x7fff9987ce29
ARGC 0x7fff9987a9ec
ARGV 0x7fff9987aae8
ARGV 0x7fff9987c82b

其对应的MAP情况：

[root@localhost ~]# cat /proc/2713/maps
cat: /proc/2713/maps: No such file or directory
[root@localhost ~]# ps -ef | grep memory
root 2719 2087 0 21:59 pts/0 00:00:00 ./memoryshow
root 2722 2150 0 21:59 pts/1 00:00:00 grep memory
[root@localhost ~]# cat /proc/2719/maps
00400000-004a6000 r-xp 00000000 fd:00 524196 /root/memoryshow
006a6000-006a7000 rw-p 000a6000 fd:00 524196 /root/memoryshow
006a7000-006aa000 rw-p 00000000 00:00 0
0076a000-0078d000 rw-p 00000000 00:00 0 [heap]
7f9987494000-7f9987495000 rw-p 00000000 00:00 0
7fff99868000-7fff9987d000 rw-p 00000000 00:00 0 [stack]
7fff999ff000-7fff99a00000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0 [vsyscall]

这里可以看到，前面三个段的地址是不变的，但堆开始，后面的高位地址段每次运行都会改变。
如果包含文件绝对路径的数据是落在前面三个段，那么可以通过地址直接获取，如果是在后面，可能就要通过计算获取。
用GDB调试下，看看何种情况：

[root@localhost ~]# gdb memoryshow
Reading symbols from /root/memoryshow…done.
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x4004a3: file memoryshow.c, line 11.
(gdb) r
Starting program: /root/memoryshow
Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe5c8) at memoryshow.c:11
11 char s[] = "abc"; //栈
(gdb) b 44
Breakpoint 2 at 0x4006db: file memoryshow.c, line 44.
(gdb) c
Continuing.
堆p1 0x6ab8b0
堆p2 0x6ab8d0
栈&p3 0x7fffffffe4d0
栈&p2 0x7fffffffe4d8
栈s 0x7fffffffe4e0
栈&s[1] 0x7fffffffe4e1
栈&b 0x7fffffffe4e4
main地址 0×400494
文本常量区 0x47f3b0
全局初始化区 0x6a6e50
（静态）初始化区 0x6a6e54
全局未初始化区 0x6a9ba8
（静态）未初始化区 0x6a6e58
（静态）未初始化区 0x6a6e5c
（静态）未初始化区 0x6a6e60
USER=0x7fffffffedff
ARGC 0x7fffffffe4cc
ARGV 0x7fffffffe5c8
ARGV 0x7fffffffe81b

Breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7fffffffe5c8) at memoryshow.c:45
45 sleep(300);
(gdb) x/30s 0x7fffffffedff
0x7fffffffedff: "/usr/local/maven/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/local/jrockit/bin:/usr/local/redis/bin:/usr/local/mysql/bin:/root/bin"
0x7fffffffee9c: "MAIL=/var/spool/mail/root"
0x7fffffffeeb6: "nodeName=_0_218"
0x7fffffffeec6: "_=/usr/bin/gdb"
0x7fffffffeed5: "PWD=/root"
0x7fffffffeedf: "JAVA_HOME=/usr/local/jrockit"
0x7fffffffeefc: "LANG=en_US.UTF-8"
0x7fffffffef0d: "configDir=/data/config"
0x7fffffffef24: "LINES=43"
0x7fffffffef2d: "HISTCONTROL=ignoredups"
0x7fffffffef44: "HOME=/root"
0x7fffffffef4f: "SHLVL=1"
0x7fffffffef57: "M2_HOME=/usr/local/maven"
0x7fffffffef70: "LOGNAME=root"
0x7fffffffef7d: "SSH_CONNECTION=192.168.0.158 62555 192.168.0.98 22"
0x7fffffffefb0: "LESSOPEN=|/usr/bin/lesspipe.sh %s"
0x7fffffffefd2: "G_BROKEN_FILENAMES=1"
0x7fffffffefe7: "/root/memoryshow" <–注意这里
0x7fffffffeff8: ""
0x7fffffffeff9: ""
0x7fffffffeffa: ""
0x7fffffffeffb: ""
0x7fffffffeffc: ""
0x7fffffffeffd: ""
0x7fffffffeffe: ""
0x7fffffffefff: ""
0x7ffffffff000: <Address 0x7ffffffff000 out of bounds>
0x7ffffffff000: <Address 0x7ffffffff000 out of bounds>
0x7ffffffff000: <Address 0x7ffffffff000 out of bounds>
0x7ffffffff000: <Address 0x7ffffffff000 out of bounds>

这里可以看到程序运行的绝对路径在envstring中保存，而envstring却在栈中，而栈地址是每次运行都变化的。而且如果继续测试，还可以发现，调用的方式不同，这个绝对路径对应栈开始地址的位置也是不同。而且机器不同，算法也不同。所以直接从进程内存里面获取绝对路径也不太靠谱。

从/proc/self/exe获取

肚腩在网上查了下，最常用的方法是利用进程映射文件,用readlink读取/proc/self/exe这个符号链接指向的文件.插一段，如何判断链接是符号链接或者是硬链接，主要是看文件的INODE，一样就是硬链接，不一样就是符号链接。用ls -li查看。
网上找到的一段代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define MAXBUFSIZE 1024
int main ( int argc, char * argv[] ) {
char buf[ MAXBUFSIZE ];
int count;
count = readlink( "/proc/self/exe", buf, MAXBUFSIZE );
if ( count < 0 || count >= MAXBUFSIZE ) {
printf( "Failed\n" );
return( EXIT_FAILURE );
}

buf[ count ] = '\0';
printf( "/proc/self/exe -> [%s]\n", buf );
return( EXIT_SUCCESS );
} /* end of main */

exe文件权限问题

可能有人会担心/proc/self/exe这个文件的权限问题，肚腩觉得不需要担心，该目录下的文件权限是由系统确认的，用户是不能修改的。因此读的是自己进程在PROC目录下的映射目录，用户权限肯定是有的。如果去读其它用户运行的程序在/proc下的映射目录，就不一定有权限了。

备注：文章内容均出自肚腩照明月个人的真实理解以及对网上一些知识的总结，而并非存心妄自揣测来故意愚人耳目。由于个人水平有限，虽力求内容正确无误，但仍然难免出错，请勿见怪，如果可以则请留言告之。

http://www.wjthink.org/?p=522