为何Linux内核中struct task_struct::state需标记为volatile？

长期以来，Linux内核里struct task_struct::state的类型被定义为volatile unsigned long。按照常规认知，只要用自旋锁（或其他同步机制）保护数据结构，就不需要额外使用volatile，因此很多人会疑惑这里为什么要加这个修饰符。

Linus Torvalds曾针对volatile的内核用法给出过解释：

线程标记可被标记为volatile，但这只会让内存顺序变得‘不可见’。实际上，顺序约束存在于两个数据结构之间——并非其中某一个具有某种‘魔法般的’volatile属性。

他举例说明：如果需要按固定顺序访问preem_count和线程标记，给线程标记添加volatile是一种可行方式，但最佳实践是在两次访问操作之间插入barrier，因为volatile的作用逻辑相对隐晦，不如显式的内存屏障直观。

Chris Dodd的评论则直接解答了struct task_struct::state使用volatile的核心原因：这里的volatile是为了确保每次访问都能获取到最新的状态值，防止中断在修改或读取该状态时出现数据不一致的问题。本质上是因为进程状态的访问场景不需要自旋锁保护，内核便直接用volatile这种简单直接的方式来处理——比如内核会将进程状态设为TASK_UNINTERRUPT，以此告知中断处理程序“我已在等待特定事件，请不要打扰我”。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者rollingbee