block：拆分 blk_plug 头文件

系列概况

标题：[PATCH v2] block: split out a new blk_plug.h header
作者：Christoph Hellwig <hch@lst.de>
版本：v2（单 patch）
规模：1 个 patch，diff 共 16 个文件，新文件 1 个（include/linux/blk_plug.h，95 行）
修改文件：fs/aio.c、fs/fs-writeback.c、include/linux/blk_plug.h（新）、include/linux/blkdev.h、include/linux/io_uring_types.h、io_uring/io_uring.h、io_uring/kbuf.c、io_uring/rsrc.h、io_uring/rw.h、kernel/exit.c、kernel/sched/core.c、mm/madvise.c、mm/page-writeback.c、mm/readahead.c、mm/swap_state.c、mm/vmscan.c
代码统计：净效果是 blkdev.h 减少约 84 行结构/函数定义，新增一个独立 blk_plug.h；多个调用方把 #include <linux/blkdev.h>`` 换成 #include <linux/blk_plug.h>`或直接去掉冗余包含
Message-ID：20260804125524.740996-1-hch@lst.de；回复 178584843869.926496.8137441533296046276.b4-ty@b4
完整性：完整，结尾被维护者 Jens Axboe 接受并合入，commit 758b86f7bc8a2582d0783f3535854ea05d3ff97d

补丁目的

把当前散落在 include/linux/blkdev.h 里的 struct blk_plug、blk_plug_cb、rq_list 以及 plug 相关 inline 函数搬到一个新的轻量头文件 include/linux/blk_plug.h 中。这样做的目的是：

让 block 层之外只想用 plug 的子系统（aio、writeback、io_uring、mm、scheduler core 等）不再被迫 #include <linux/blkdev.h> 这种重型头；
blkdev.h 后续改动时减少需要重编译的翻译单元；
头文件依赖更清晰：plug -> sched，blkdev -> plug，io_uring 只 include 真正需要的。

旧流程的问题

旧流程下任何用到 struct blk_plug 的代码都要 #include <linux/blkdev.h>。blkdev.h 本身又包含大量 SCSI/NVMe/分区/队列相关声明，牵一发动全身。例如 kernel/sched/core.c、kernel/exit.c 这类核心调度/进程退出路径根本不需要 block 队列概念，却只是因为 current->plug 字段而被迫 include 整头。这造成：

改动 blkdev.h 触发大规模重编译；
编译时间被无谓拖长；
头文件依赖耦合，scheduler/进程生命周期代码与 block 层抽象混在一起。

新流程

抽出 blk_plug.h 之后，依赖关系变成单向小图：

        +-------------------+
        |   blk_plug.h      |
        |  depends on       |
        +---------+---------+
                  |
                  v
        +-------------------+
        |   sched.h         |
        +-------------------+
                  ^
                  |
        +-------------------+
        |   blkdev.h        |
        |  (includes plug)  |
        +---------+---------+
                  |
   +--------------+--------------+
   |              |              |
   v              v              v
+-------+    +---------+    +-----------+
| aio.c |    | mm/*.c  |    | io_uring  |
| fs-wb |    | (plug   |    | (plug     |
| (plug)|    |  only)  |    |  only)    |
+-------+    +---------+    +-----------+

  kernel/sched/core.c  and  kernel/exit.c
  no longer include blkdev.h at all

调用方只 include 自己真正需要的：

只用 plug：#include <linux/blk_plug.h>
用 queue/block 设备：#include <linux/blkdev.h>（自动传递依赖到 plug）
kernel/sched/core.c、kernel/exit.c：直接去掉 #include <linux/blkdev.h>，因为它们只是通过 task_struct->plug 引用，并不需要 plug 的全部定义。

Patch 概览

单个 patch，包含三类改动：

新增 include/linux/blk_plug.h：把 rq_list、blk_plug、blk_plug_cb、blk_plug_cb_fn、blk_start_plug*、blk_finish_plug、blk_flush_plug、__blk_flush_plug、blk_plug_invalidate_ts、blk_check_plugged 的声明搬过来；在 !CONFIG_BLOCK 分支保留空 inline stub。
include/linux/blkdev.h：顶部 #include <linux/blk_plug.h>；删除被搬走的结构与 inline 函数；删除冗余 #include <linux/sched.h>（已通过 plug.h 间接拿到）。
调用方替换：在 aio.c、fs-writeback.c、io_uring_types.h、madvise.c、readahead.c、swap_state.c、vmscan.c 中把 <linux/blkdev.h> 换成 <linux/blk_plug.h>；在 mm/page-writeback.c、kernel/exit.c、kernel/sched/core.c 中直接删掉 <linux/blkdev.h>。io_uring 几个子头补上 <linux/file.h>、<linux/uio.h>、<linux/bvec.h> 等更精确的依赖。

关键实现

/* include/linux/blk_plug.h 关键片段 */
#include <linux/sched.h>

struct blk_plug_cb;
typedef void (*blk_plug_cb_fn)(struct blk_plug_cb *cb,
                               bool from_schedule);

struct rq_list {
    struct request *head;
    struct request *tail;
};

struct blk_plug {
    struct rq_list  mq_list;     /* blk-mq requests */
    struct rq_list  cached_rqs;  /* batch tag/rq alloc cache */
    u64             cur_ktime;
    unsigned short  nr_ios;
    unsigned short  rq_count;
    bool            multiple_queues;
    bool            has_elevator;
    struct list_head cb_list;    /* md needs unplug callback */
};

注意几个设计点：

blk_plug.h 只依赖 <linux/sched.h>，因为它需要 task_struct->plug 与 PF_BLOCK_TS，这是 plug 语义和调度器之间的最小契约。
from_schedule 形参从原来的 bool 显式命名为 bool from_schedule，让调用点（schedule() 里的 blk_flush_plug）意图更清楚。
!CONFIG_BLOCK 分支继续提供空实现，保证无 block 子系统的配置（tiny 等）下 plug 调用是 no-op。
blkdev.h 顶部 #include <linux/blk_plug.h>，所有原本透过 blkdev.h 间接拿到 plug 的代码无需改动。

调用方迁移示例：

/* fs/aio.c, fs/fs-writeback.c, mm/{madvise,readahead,swap_state,vmscan}.c */
- #include <linux/blkdev.h>
+ #include <linux/blk_plug.h>

/* kernel/sched/core.c, kernel/exit.c, mm/page-writeback.c */
- #include <linux/blkdev.h>     /* no longer needed */

类比

把 blk_plug.h 想成一个工具箱里的「常用小工具袋」：以前不管是修水管还是做木工，大家都要打开整个巨型工具箱（blkdev.h），因为里面塞着一把小螺丝刀（struct blk_plug）。结果每次只换一把螺丝刀，整箱工具都要搬出来晒一遍。

这次重构相当于把那把小螺丝刀、几个常用内联函数和说明卡抽出来，做成一个小腰包（blk_plug.h），木工（block 层）继续背着大工具箱，里面顺带装了小腰包；水管工（aio/writeback/mm/scheduler core）只需要小腰包就够了——大工具箱从此不被他们搬进搬出，工坊里也更整洁。schedule() 是那位「出门前清点小腰包」的人：调用 blk_flush_plug(plug, from_schedule=true) 把攒下的请求一次提交出去。

Highlight：风险与注意点

header 顺序：<linux/blk_plug.h> 自己 include 了 <linux/sched.h>，所以下游必须仍然能拿到 task_struct 的定义；如果某文件原本只靠 <linux/blkdev.h> 间接获得 current->flags，替换后必须保证 <linux/sched.h> 仍被传递，否则 PF_BLOCK_TS 引用会编译失败。本 patch 的迁移点都是 plug 真正使用方，依赖完整。
io_uring 几个子头里原本依赖 <linux/blkdev.h> 间接带出的类型，迁移后被替换成 <linux/uio.h>、<linux/bvec.h>、<linux/file.h>，要留意这些头是否真的覆盖了被删除的声明——一旦遗漏就是 build breakage。
kernel/sched/core.c 与 kernel/exit.c 直接去掉 <linux/blkdev.h>，这是最激进的改动；如果将来有人给 task_struct->plug 之外的字段引入新依赖，需要重新审视。
API 兼容：blk_plug、blk_plug_cb、rq_list 的布局完全保留，只是搬家，没有 ABI/行为变更风险。
维护者 Jens Axboe 当日直接 ack 应用，说明 v1->v2 的改动已经满足 block 子系统的口味。

版本变化

邮件线程仅出现 v2，无 v1 diff 与变更说明可考（v1 改动未在 lore 中展示）。从 v2 提交内容看，新头文件已经成定型结构，v1->v2 的差异更可能是微调（例如 blk_plug_cb_fn 形参命名 bool -> bool from_schedule、对 io_uring 子头补 include 这种收尾）。

一句话总结

把 struct blk_plug 与相关 plug API 从 blkdev.h 抽到独立 blk_plug.h，让调度器、退出路径、mm、io_uring 等非 block 模块不必再 include 重型头，从而加快编译并收敛头依赖。

[PATCH v2] block: split out a new blk_plug.h header

LLM 分析