如何在C的`execv`中组合`lshw`和`grep`命令？

Question

下面是一个C程序，它通过连续调用lshw (以访问具有相应属性的总硬件列表)和grep (仅从lshw结果中选择相关点)来查找特定属性，如CPU总线信息：

char *strCombine(char *str1, char *str2, int n)
{
    int i = strlen(str2);
    int j = 0;
    if((str2 = (char *) realloc(str2, (i + n + 1))) == NULL)
        perror(0);
    while(j < n && str1[j])
    {
        str2[i] = str1[j];
        i++;
        j++;
    }
    str2[i] = 0;
    return (str2);
}

int main() 
{
    pid_t parent;
    char buf[1000] = {0};
    char *str;
    char *argv[6] = {"/usr/bin/lshw", "-C", "CPU", "|", "grep", "bus info"};       
    int fd[2];
    int ret;

    if(pipe(fd) == -1)
    {
        perror(NULL);
        return -1;
    }
    parent = fork();
    if(parent == 0)
    {
        close(fd[1]);
        while((ret = read(fd[0], buf, 1000)))
            str = strCombine(buf, str, ret);
        close(fd[0]);
    }
    else
    {
        close(fd[0]);
        execv(argv[0], argv);            
        close(fd[1]);
        wait(0);
    }
    wait(0);
    printf("%s", str);


    return 0;
}

在这段代码中，grep应该遵循lshw，因为两者都是通过调用execv来执行的。然而，这个管道无法工作，因为lshw用法参考在终端(运行在Ubuntu18.04LTS上)中打印出来，而不是最初需要的bus info。是什么使得这个程序不能只显示重要的信息，以及我必须用什么方式来设置管道？

Answer 1

竖线不是用来分隔命令的参数，因为execve(2)系统调用只会将程序加载到one process的虚拟空间中。您需要创建两个进程，一个是您想要执行的命令，一个是您想要执行的命令，并对它们进行通信，以便从一个进程的输入转到另一个进程的输出。我认为您还会对最后一个命令的输出感兴趣，因此需要执行两个重定向(一个从第一个命令重定向到第二个命令，另一个重定向从第二个命令的输出重定向到管道描述符)、两个fork和两个exec。

首先，好消息是，您可以通过对popen(3)的简单调用来完成所有这些工作，而不需要在从单个命令重定向i/o时创建分支和execs。只需使用以下命令：

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

int main()
{
        char *cmd = "/usr/bin/lshw -C CPU | grep 'bus info'";
        int n = 0;
        char line[1000];

        /* f will be associated to the output of the pipeline, so you can read from it.
         * this is stated by the "r" of the second parameter */
        FILE *f = popen(cmd, "r");
        if (!f) {
                perror(cmd);
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
        /* I read, line by line, and process the output,
         * printing each line with some format string, but
         * you are free here. */
        while (fgets(line, sizeof line, f)) {
                char *l = strtok(line, "\n");
                if (!l) continue;
                printf("line %d: [%s]\n", ++n, l);
        }

        /* once finished, you need to pclose(3) it.  This
         * makes program to wait(2) for child to finish and
         * closing descriptor */
        pclose(f);
}

如果您需要挂载这样的管道，您将不再需要从第一个命令重定向到第二个，从第二个重定向到父进程，并且fork/exec这两个进程都要自己执行。

在这种方法中，您处理一个子subshell来为您执行管道和重定向工作，并且您只需要获得一个FILE *描述符就可以读取。

(如果我有时间，我会向您展示N个命令链的完整示例，这些命令带有重定向，但我不能保证，因为我必须编写代码)

备注

fork()返回子进程的pid给父进程，0返回子进程本身。我不明白为什么要有一个名为parent的变量来存储从fork()接收到的值。如果它为非零(非负)，则表示子进程的pid。您需要两个进程，因为您需要两个进程。在我发布的示例中，您创建了三个进程(您要求一个子subshell为您挂载管道，因此您有一个子subshell，您指示它创建另外两个进程，以执行您的命令)。如果您必须挂载所有这些工具，您还需要对子进程执行wait(2) (这是在pclose(3)调用中完成的)

我有一个小程序，可以重复产生一个进程(只有一个)，同时在相同的位置打印它的输出。当我尝试查看ls -l的输出(显示正在填充的文件的增长)或df命令的输出时，我会将其用作某种htop程序。它启动程序，生成一个分支，将其输出重定向到管道，并获取命令的输出以计算输出的行数(发出转义序列以将光标放在清单的顶部，并在每一个输出行之后发出一个到行尾的清除标记，以便较短的行不会被较长的行模糊。它向您展示了如何处理forks和exec系统调用，并且您可以使用示例来说明如何以勇敢的方式完成这些工作。但我认为拥有popen(3)是解决问题的办法。如果你想看看我的cont程序，只要找到here就行了。