Linux调度器修改作业求助：task_struct扩展与调度逻辑定制

1. 在task_struct中新增字段 #

• 定位task_struct：内核源码里，struct task_struct定义在include/linux/sched.h文件中，直接搜索该结构体即可找到。
• 添加字段：在结构体的调度相关字段区域（比如靠近policy、rt_priority的位置）新增整数字段，例如：int my_sched_flag;
• 初始化字段：
  • 对于新创建的进程，修改kernel/fork.c中的copy_process函数，在初始化新进程的task_struct时添加：p->my_sched_flag = 0;
  • 对于系统初始化的init进程，修改include/linux/init_task.h里的init_task结构体初始化，补充：.my_sched_flag = 0,

2. 创建终端命令修改字段值 #

用procfs节点实现，适合作业场景：

• 在kernel/sched/core.c中添加proc文件的写入逻辑：

  static ssize_t my_sched_flag_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos)
  {
      int val;
      struct task_struct *task = current;
  
      if (kstrtoint_from_user(buf, count, 10, &val) != 0 || (val != 0 && val != 1))
          return -EINVAL;
  
      task->my_sched_flag = val;
      return count;
  }
  
  static const struct proc_ops my_sched_flag_proc_ops = {
      .proc_write = my_sched_flag_write,
  };
  

• 在kernel/sched/core.c的sched_init函数末尾添加proc节点创建代码：

  proc_create("my_sched_flag", 0666, NULL, &my_sched_flag_proc_ops);
  

• 编译内核后，可通过终端命令修改当前进程的字段值：
  • 设置为1：echo 1 > /proc/my_sched_flag
  • 恢复为0：echo 0 > /proc/my_sched_flag

如果需要修改任意进程的字段，可扩展写入逻辑，支持传入PID格式（如echo "1234 1" > /proc/my_sched_flag），通过pid_task(find_vpid(pid), PIDTYPE_PID)获取目标进程的task_struct，注意加锁保护。

3. 修改调度逻辑 #

核心是让调度器在字段为1时直接保留当前进程的控制权：

• 找到kernel/sched/core.c中的schedule()函数，在函数开头添加判断：

  asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
  {
      struct task_struct *curr = current;
  
      if (curr->my_sched_flag == 1) {
          return;
      }
  
      // 原有调度逻辑代码...
  }
  

• 若要针对CFS调度类精准修改，可修改kernel/sched/fair.c中的pick_next_task_fair函数：

  static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
  {
      struct task_struct *curr = rq->curr;
  
      if (curr->my_sched_flag == 1) {
          return curr;
      }
  
      // 原有CFS调度逻辑代码...
  }
  

编译与测试 #

• 配置内核：进入源码目录执行make menuconfig，确保CONFIG_PROC_FS已开启（默认开启），保存配置。
• 编译内核：make -j$(nproc)，执行make modules_install install更新内核，再执行update-grub更新引导。
• 验证效果：重启进入新内核，执行echo 1 > /proc/my_sched_flag后运行循环程序（如while :; do echo test; sleep 0.1; done），该进程会独占CPU；执行echo 0 > /proc/my_sched_flag后调度恢复正常。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Caze7