正如你所知道的， Linux 内核通过许多不同库以及函数提供各种数据结构以及算法。这个部分我们将介绍其中一个数据结构 Radix tree。Linux 内核中有两个文件与 radix tree 的实现和 API 相关：
include/linux/radix-tree.h
lib/radix-tree.c
首先说明一下什么是 radix tree ，Radix tree 是一个 压缩 trie， trie 是一种通过保存关联数组（associative array）来提供 关键字-值（key-value） 存储与查找的数据结构。通常关键字是字符串，不过也可以是其他数据类型。 Trie 结构的节点与 n-tree 不同，其节点中并不存储关键字，取而代之的是存储单个字符标签。关键字查找时，通过从树的根开始遍历关键字相关的所有字符标签节点，直至到达最终的叶子节点。下面是个例子：
这个例子中，我们可以看到 trie 所存储的关键字信息 go 与 cat，压缩 trie 或 radix tree 与 trie 所不同的是，对于只有一个孩子的中间节点将被压缩。
Linux 内核中的 Radix 树将值映射为整型关键字，Radix 的数据结构定义在 include/linux/radix-tree.h 文件中 :
struct radix_tree_root {
unsigned int height;
gfp_t gfp_mask;
struct radix_tree_node __rcu *rnode;
};
上面这个是 radix 树的 root 节点的结构体，它包括三个成员：
height：从叶节点向上计算出的树高度。
gfp_mask：内存申请的标识。
rnode：子节点指针。
这里首先要讨论的结构体成员是 gfp_mask :
Linux 底层的内存申请接口需要提供一类标识（flag） – gfp_mask ，用于描述内存申请的行为。这个以 GFP_ 前缀开头的内存申请控制标识主要包括，GFP_NOIO 禁止所有 IO 操作但允许睡眠等待内存，__GFP_HIGHMEM 允许申请内核的高端内存，GFP_ATOMIC 高优先级申请内存且操作不允许被睡眠。
接下来说的节结构体成员是 rnode：
struct radix_tree_node {
unsigned int path;
unsigned int count;
union {
struct {
struct radix_tree_node *parent;
void *private_data;
};
struct rcu_head rcu_head;
};
/* For tree user */
struct list_head private_list;
void __rcu *slots[RADIX_TREE_MAP_SIZE];
unsigned long tags[RADIX_TREE_MAX_TAGS][RADIX_TREE_TAG_LONGS];
};
这个结构体中包括这几个内容，节点与父节点的偏移以及到树底端的高度、子节点的个数、节点的存储数据域，具体描述如下：
path：与父节点的偏移以及到树底端的高度
count：子节点的个数。
parent：父节点的指针。
private_data：存储数据内容缓冲区。
rcu_head：用于节点释放的 RCU 链表。
private_list – 存储数据。
结构体 radix_tree_node 的最后两个成员 tags 与 slots 是非常重要且需要特别注意的。每个 Radix 树节点都可以包括一个指向存储数据指针的 slots 集合，空闲 slots 的指针指向 NULL。 Linux 内核的 Radix 树结构体中还包含用于记录节点存储状态的标签 tags 成员，标签通过位设置指示 Radix 树的数据存储状态。
至此，我们了解到 radix 树的结构，接下来看一下 radix 树所提供的 API。
