这段代码定义了一个红黑树(Red-Black Tree)的节点结构 rb_node
,常见于 Linux 内核中的红黑树实现。以下是逐行解析:
1. unsigned long __rb_parent_color
- 作用:存储父节点指针和节点颜色。
- 实现技巧:
- 利用指针地址的低两位(对齐要求下,指针地址通常是 4⁄8 字节对齐,最低位为 0)存储额外信息。
- 最低位表示节点颜色(通常
0
=红色,1
=黑色)。 - 剩余高位部分存储父节点的实际地址(通过掩码操作清除低两位后获取)。
- 示例: “`c // 获取父指针(屏蔽低2位) #define rb_parent® ((struct rb_node *)(®->__rb_parent_color & ~3))
// 获取颜色(取最低位) #define rb_is_red® (!(®->__rb_parent_color & 1)) “`
2. 左右子节点指针
struct rb_node *rb_right
:指向右子节点。struct rb_node *rb_left
:指向左子节点。
3. __attribute__((aligned(sizeof(long))))
- 作用:强制结构体按
sizeof(long)
(通常为4或8字节)对齐。 - 原因:
- 内存对齐优化:确保
__rb_parent_color
的最低两位始终为0,从而安全地用于存储颜色信息。 - 兼容性需求:注释提到 CRIS架构需要这种对齐方式(可能是历史原因或硬件限制)。
- 内存对齐优化:确保
关键点总结
- 空间优化:通过指针地址的未使用位存储颜色信息,节省了额外的
color
字段。 - 线程安全与性能:依赖内存对齐和原子操作保证并发安全(Linux内核场景)。
- 可移植性:显式对齐确保跨平台行为一致。
如果需要进一步分析红黑树的操作逻辑(如插入、旋转等),可以继续探讨!
内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问