📚 课程目录第2章 QNX进程管理基础

2. QNX进程管理基础

任务目标

在QNX Neutrino实时操作系统上，编写一个C程序演示多进程生命周期管理：使用fork()创建子进程，通过exec()族函数加载新程序，利用waitpid()回收子进程并检查其退出状态。程序需输出每个阶段的进程PID与状态变化，便于在QNX Shell中直接观察验证。

环境与依赖

QNX SDP 7.0或更高版本（含qcc编译器）
目标机为x86_64或ARM架构的QNX Neutrino运行时
无需额外库，仅依赖POSIX标准头文件

核心实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>

#define CHILD_COUNT 3

int main(void) {
    pid_t pids[CHILD_COUNT];
    int i;

    printf("父进程 PID=%d 开始\n", getpid());

    // 创建3个子进程
    for (i = 0; i < CHILD_COUNT; i++) {
        pid_t pid = fork();
        if (pid < 0) {
            perror("fork失败");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        if (pid == 0) {
            // 子进程分支：执行外部命令
            char arg[8];
            snprintf(arg, sizeof(arg), "%d", i + 1);
            printf("子进程 PID=%d (来自fork #%d) 准备exec\n", getpid(), i + 1);
            execl("/bin/echo", "echo", "子进程", arg, "执行完毕", (char *)NULL);
            // 仅当exec失败时才会到达此处
            perror("exec失败");
            _exit(EXIT_FAILURE);
        }
        pids[i] = pid;
    }

    // 父进程回收所有子进程
    for (i = 0; i < CHILD_COUNT; i++) {
        int status;
        pid_t ret = waitpid(pids[i], &status, 0);
        if (ret == -1) {
            perror("waitpid失败");
            continue;
        }
        if (WIFEXITED(status)) {
            printf("回收子进程 PID=%d，退出码=%d\n", ret, WEXITSTATUS(status));
        } else if (WIFSIGNALED(status)) {
            printf("回收子进程 PID=%d，被信号 %d 终止\n", ret, WTERMSIG(status));
        }
    }

    printf("父进程 PID=%d 结束\n", getpid());
    return EXIT_SUCCESS;
}

编译与运行

# 在QNX主机开发环境编译
qcc -o proc_mgmt proc_mgmt.c

# 将可执行文件复制到目标机（或直接在目标机编译）
# 在目标机QNX Shell中运行
./proc_mgmt

验证方法与判定标准

运行程序后，观察输出应满足以下条件即判定通过：

父进程先打印启动信息，随后依次创建3个子进程。
每个子进程在exec前打印自己的PID，exec后由/bin/echo输出对应文本（证明exec成功替换了进程映像）。
父进程最终按创建顺序回收全部子进程，并打印每个子进程的PID与退出码0。
程序正常退出，无fork失败或exec失败错误信息。

若需观察进程状态变化，可在程序运行期间于另一个Shell执行pidin | grep proc_mgmt，可看到父进程与子进程的瞬时状态（如RUN/WAIT），但注意子进程生命周期极短，需快速执行或适当增加延时才能捕获。

关键说明

fork()返回两次：父进程收到子进程PID，子进程收到0；返回-1表示失败。
子进程必须使用_exit()而非exit()，避免刷新父进程的stdio缓冲区造成重复输出。
exec成功后原进程代码不再执行，因此perror("exec失败")仅在exec返回-1时触发。
父进程使用waitpid精确等待指定子进程，避免回收顺序混乱。