如何为Linux内核task_struct添加weight字段并实现fork继承？

背景与已完成操作 #

作为操作系统课程作业，我正在基于Linux 18.04内核添加系统调用，需为进程控制块（PCB，即task_struct）新增名为weight的字段，新系统调用将对该字段进行修改或读取（无实际业务用途）。目前已完成两处修改：

1. 在/include/linux/init_task.h的INIT_TASK宏中添加weight字段并初始化为0：

#define INIT_TASK(tsk)  \
{                                   \
    INIT_TASK_TI(tsk)                       \
    .state      = 0,                        \
    .stack      = init_stack,                   \
    .weight = 0,                 \
     ...

2. 在/include/linux/sched.h的task_struct结构体中添加weight字段：

struct task_struct {
    #ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK
    /*
     * For reasons of header soup (see current_thread_info()), 
     * this must be the first element of task_struct.
     */
    struct thread_info      thread_info;
    #endif
    /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped: */
    volatile long           state;
    long weight;
    ...

核心疑问 #

我希望子进程在fork时能继承父进程的weight字段（例如init进程的子进程weight为0，后续子进程继承父进程的当前weight值），想明确：

• fork机制对新增的weight字段默认会如何处理？
• 是否需要修改fork相关代码手动复制该字段，还是会自动从init_task继承？

解答 #

Linux的fork流程中，子进程的task_struct并非直接从init_task复制，而是通过复制父进程的task_struct创建。但内核仅会自动复制fork流程中明确处理过的字段，你新增的weight不在默认复制范围内，因此必须手动修改fork相关代码才能实现继承。

具体操作步骤：

1. 找到负责复制进程结构体的核心函数copy_process（位于kernel/fork.c）；
2. 在该函数中，当成功创建子进程的task_struct指针p后，添加一行代码将父进程的weight值赋值给子进程：

p->weight = current->weight;

这里current是指向父进程task_struct的全局指针。

另外，你在INIT_TASK中对weight的初始化只会作用于init进程的初始值，后续所有进程的weight初始值均来自父进程的继承，因此当前的初始化设置是正确的，能保证init进程的子进程继承到0值。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mikealexx