getpwnam函数异常行为排查：为何打印用户名重复？

代码示例 #

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

int main(void)
{
        printf("%s %s\n", getpwnam("steve")->pw_name, getpwnam("root")->pw_name);
        printf("%d %d\n", getpwnam("steve")->pw_uid, getpwnam("root")->pw_uid);

        return EXIT_SUCCESS;
}

编译运行结果 #

$ gcc main.c && ./a.out
steve steve
1000 0

异常现象 #

第8行代码尝试打印用户steve和root的用户名，却两次输出steve；第9行打印二者的UID，却能正常输出1000和0。

根本原因解析 #

1. getpwnam的静态内存特性 #

getpwnam函数返回的指针指向静态分配的内存区域，结构体中的pw_name字段同样指向该静态内存中的字符串。每次调用getpwnam时，新的用户信息会覆盖这块静态内存的内容。

2. C语言函数参数的求值顺序 #

C语言标准未规定函数参数的求值顺序，多数编译器（如GCC）默认采用从右到左的求值顺序。

针对第8行的printf调用：

• 编译器先求值右侧的getpwnam("root")->pw_name：此时静态内存中存储root的信息，pw_name指向字符串root；
• 接着求值左侧的getpwnam("steve")->pw_name：静态内存被steve的信息覆盖，pw_name指向字符串steve；
• 最后printf读取两个pw_name指针，但这两个指针指向的是同一块被覆盖后的静态内存，因此两次输出都是steve。

而第9行的UID输出正常，原因在于pw_uid是整数类型：

• 不管参数求值顺序如何，每次调用getpwnam时，都会将当前静态内存中的pw_uid数值取出并压入栈中；
• 后续调用覆盖静态内存的UID值时，栈中已经保存了之前的数值，因此printf能正确输出两个不同的UID。

补充说明：这是《Linux编程接口》习题8-1，原书问题存在错误，可查看官方修订版本。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Steve Lau