腾讯工程师提交Linux内核RFC补丁：重构交换设备I/

2026年7月14日，腾讯工程师Kairui Song向Linux内核提交了一组RFC补丁，目标直指多个交换设备的I/O分配机制——进行一次彻底的架构重组。

这套补丁瞄准的是那些采用交换分层或分层交换处理的复杂服务器环境，说白了，就是想让系统整体性能更上一层楼，横向扩展能力也一并拉上去。

核心思路是什么？引入一套全新的I/O负载均衡策略，让多个交换设备之间的任务分配更公平。为了做到这一点，原有的可变优先级链表（plist）和全局互斥锁被直接拿掉，全局集群缓存也一并取消。这样一来，I/O分配和设备轮换就能跑在一个更灵活、更轻量的机制上。

回顾一下现状：之前每个交换设备各自维护一个每CPU集群缓存，后来一次内核变更把这个缓存挪到了全局空间，所有交换设备共享，目的是减少对plist的频繁更新。

在现有实现里，快速路径直接走每CPU集群缓存完成分配，设备轮换则继续依赖plist实现轮询。这种分离设计虽然勉强能跑，但长期来看存在结构性矛盾——最突出的问题是，位于设备选择逻辑之上的全局CPU集群缓存，跟交换分层、分层分配这些现代调度理念，本质上是互不兼容的。

除此之外，plist依赖plist_requeue函数执行轮换操作，这个过程中必须持有swap_a vail_lock全局锁。高并发场景下，所有CPU核心都在疯狂争抢这把锁，性能可想而知。而轮换本身被归为慢速路径，为了避开对plist的访问，系统不得不塞进去大量折中设计，结果就是架构既不够简洁，也难以继续演进。

新方案的做法是：把所有交换设备和新增加的每CPU读取器优先级队列，统一纳入每CPU读写信号量（percpu rwsem）保护之下。锁竞争大幅缓解，并发处理能力显著增强。这一调整不光解决了当前的瓶颈，也为后续支持交换分层等更先进的资源调度模型，铺好了路。