4.1树的基本概念

4.1树的基本概念

定义:树是N(N>=0)个结点的有限集合,N=0时,称为空树,这是一种特殊情况。在任意一颗非空树中应满足:

1)有且仅有一个特定的称为根的结点。

2)当N>1时,其余结点可分为m(m>0)个无互不相交的有限集合T1,T2,…,Tm,其中每一个集合本身又是一棵树,并且称其为根结点的子树。

结构:一对多的树型结构。

基本概念:

[外链图片转存失败(img-DneucDFb-1566394144751)(C:\Users\liuhao\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1566390724740.png)]

[外链图片转存失败(img-eyLSNpll-1566394144752)(C:\Users\liuhao\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1566390783816.png)]

树的特性:

@树中的结点树数等于所有结点的度数加1。

证明:除了根结点,每个结点和指向它的分支一一对应。

@度为m的树中第i层上至多有m^(i-1)个结点(i>=1).

归纳法:

1.i=1,第一层有一个结点。

2.假设i=n-1成立,最多有m^(n-2)个结点。

3.i=n,第n层最多有m*(m^(n-2)) = m^(n-1)。

所以假设成立。

@高度为h的m叉树至多有(m^h-1)/(m-1)个结点。

最大结点数=1+m+m^2+ m^3 +…+m^(h-1)= (1-m^h)/(1-m)。(等比公式)

3 +…+m^(h-1)= (1-m^h)/(1-m)。(等比公式)

@具有n个结点的m叉树的最小高度为 [logm(n(m-1)+1)] (向上取整)

ARM **GICv4.1**(Generic Interrupt Controller version 4.1)是 ARM GIC 架构的最新版本之一,它在 GICv4 的基础上引入了多项增强功能,主要目标是提升中断虚拟化的性能、灵活性和可扩展性。GICv4.1 是为现代服务器级 ARM64 平台设计的,特别适用于大规模虚拟化、嵌入式系统和高性能计算场景。 --- ## ✅ GICv4.1 简介 ### 📌 基本概念: - **GIC(Generic Interrupt Controller)**:ARM 处理器上的通用中断控制器。 - **GICv4.1**:GIC 的第 4.1 版本,是 GICv4 的演进版本。 - 支持以下关键组件: - **ITS(Interrupt Translation Service)** - **LPI(Locality-specific Peripheral Interrupt)** - **Redistributor** - **CPU Interface** --- ## 🔧 GICv4.1 新增特性 | 特性 | 描述 | |------|------| | **Enhanced ITS Sharing** | 允许多个虚拟机共享同一个物理 ITS,提高资源利用率 | | **ITS VMID/GroupID Support** | 支持为每个虚拟机分配唯一标识符(VMID),用于中断隔离 | | **Improved LPI Scalability** | 支持更多 LPI 中断源,适合大规模系统 | | **Secure Virtualization Extensions** | 增强对安全世界(Secure World)中断的支持 | | **Reduced Host Overhead** | 减少主机(Host)处理中断转发的负担,提升性能 | --- ## 🧩 GICv4.1 核心组件结构图(简化) ``` +-----------------------------+ | Guest OS | | +---------------------+ | | | vITS (Virtual) |<--+-- MSI Injection | +---------------------+ | +----------------------------+ | v +-----------------------------+ | KVM / Hypervisor | | +---------------------+ | | | ITS emulation | | | +---------------------+ | +-----------------------------+ | v +-----------------------------+ | Physical GICv4.1 HW | | +---------------------+ | | | ITS Hardware | | | +---------------------+ | +-----------------------------+ ``` --- ## 📦 GICv4.1 在虚拟化中的作用 在 KVM(Kernel-based Virtual Machine)中,GICv4.1 提供了以下优势: - **支持多租户虚拟化环境**:多个虚拟机可以共享同一个物理 ITS。 - **MSI/MSI-X 直接注入**:允许 VFIO 设备直接向虚拟机发送 MSI 中断,无需 Host 转发。 - **中断上下文保存与恢复**:在虚拟机切换时自动保存和恢复中断状态。 - **减少 Host 内核开销**:通过硬件辅助机制减少中断转发延迟。 --- ## 💡 示例:启用 GICv4.1 支持(Linux 内核配置) 确保你的内核启用了以下配置项以支持 GICv4.1: ```bash CONFIG_ARM_GIC_V4=y CONFIG_KVM_ARM_VGIC_V4=y CONFIG_KVM_ARM_VGIC_V4_1=y CONFIG_ARM_GIC_V4_ITS=y ``` 你可以在 `/boot/config-$(uname -r)` 中查看是否启用这些选项。 --- ## 🔍 如何判断平台是否支持 GICv4.1? 你可以通过以下方式检查: ### 方法一:读取设备(Device Tree) 查看 `/proc/device-tree` 或使用 `dtc` 工具解析 `.dts` 文件,查找: ```dts interrupt-controller@xxxxxx { compatible = "arm,gic-v4.1"; ... }; ``` ### 方法二:使用 `cat /proc/interrupts` 如果你看到类似如下输出: ``` GICv4 ITS interrupts: ... ``` 说明系统已识别到 GICv4.1 控制器。 --- ## 🛠️ 如何在 QEMU/KVM 中启用 GICv4.1? QEMU 支持 GICv4.1 从 v6.0 开始。以下是启动一个支持 GICv4.1 的虚拟机示例命令: ```bash qemu-system-aarch64 \ -machine virt \ -cpu cortex-a53 \ -nographic \ -kernel your_kernel_image \ -machine gic-version=4 \ -device arm-gicv4-its ``` > 注意:需要宿主机 CPU 和固件都支持 GICv4.1。 --- ## ✅ 使用场景 | 场景 | 说明 | |------|------| | **云服务器虚拟化** | 支持大量虚拟机并发,高效处理中断 | | **NFV(网络功能虚拟化)** | 实现低延迟的网络数据包处理 | | **边缘计算设备** | 支持中断虚拟化和多租户隔离 | | **嵌入式系统开发** | 利用 GICv4.1 的新特性优化中断管理 | --- ##
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