关于armhf (hard-float ABI for ARM)

armhf是什么

在Ubuntu 12.04和Debian里,除了arm, armel,还出现了一个名为armhf的版本。这个东西是什么?

众所周知,armel是目前主要的ARM ABI。armhf则是armel的一个变种,主要区别在浮点计算上。

在armel中,关于浮点数计算的约定有三种。以gcc为例,对应的-mfloat-abi参数值有三个:soft,softfp,hard。soft是指所有浮点运算全部在软件层实现,效率当然不高,适合于早期没有浮点计算单元的ARM处理器;softfp是目前armel的默认设置,它将浮点计算交给FPU处理,但函数参数的传递使用通用的整型寄存器而不是FPU寄存器;hard则使用FPU浮点寄存器将函数参数传递给FPU处理。

需要注意的是,在兼容性上,soft与后两者是兼容的,但softfp和hard两种模式不兼容。默认情况下,armel使用softfp,因此将hard模式的armel单独作为一个abi,称之为armhf。

价值

使用softfp模式,会存在不必要的浮点到整数、整数到浮点的转换。而使用hard模式,在每次浮点相关函数调用时,平均能节省20个CPU周期[1]。对ARM这样每个周期都很重要的体系结构来说,这样的提升无疑是巨大的。

在完全不改变源码和配置的情况下,在一些应用程序上,使用armhf能得到20——25%的性能提升[2]。对一些严重依赖于浮点运算的程序,更是可以达到300%的性能提升[3]。

使用

armhf的开启需要硬件的支持,在Debian的wiki上要求ARMv7 CPU、Thumb-2指令集以及VFP3D16浮点处理器[4]。

在gcc的编译参数上,使用-mfloat-abi=hard -mfpu=vfp即可。

在工具上,CodeSourcery最早支持hard模式。也可已自己编译工具链[5]。

linux with armfp的历史

2010年5月20日,Konstantinos Margaritis发文称将Ubuntu Larmic移植为hard模式[6]。这一消息后来在powerdeveloper上引发关于性能提升的讨论[7]。

2010年7月6日,Hector Oron将他与Konstantinos的邮件讨论记录发往debian-arm邮件列表[8],将其称之为armelfp,引起社区重视,并得到armhf这个正式名称。

2010年7月18日,非官方的debian-armhf移植工作开始[9]。

2011年11月24日,该移植开始成为debian官方活动。

目前,debian仓库中超过90%的软件已经移植完毕[10]。

Debian预计在Wheezy (7.0)发布armhf的正式版。而Ubuntu也计划在Precise Pangolin 12.04 LTS中发布一个armhf版。

此外,对此前提到过的Toshiba AC100,目前已经有了armhf的debian和ubuntu镜像可以安装试用[11, 12]。

参考资料

[1] http://imxcommunity.org/profiles/blogs/ubuntu-rebuilt-with-hardfp

[2] http://lists.debian.org/debian-arm/2010/07/msg00019.html

[3] http://www.engadget.com/2011/06/23/genesis-hard-float-arm-optimizations-can-hasten-linux-floating/

[4] http://wiki.debian.org/ArmHardFloatPort

[5] http://randomsplat.com/id192-building-a-hard-float-arm-toolchain.html

[6] http://imxcommunity.org/profiles/blogs/ubuntu-rebuilt-with-hardfp

[7] http://www.powerdeveloper.org/forums/viewtopic.php?t=1821

[8] http://lists.debian.org/debian-arm/2010/07/msg00019.html

[9] http://www.powerdeveloper.org/forums/viewtopic.php?p=13645

[10] http://blog.einval.com/2012/01/09

[11] http://wiki.debian.org/InstallingDebianOn/Toshiba/AC100

[12] http://cdimage.ubuntu.com/daily-preinstalled/current/

关于armhf (hard-float ABI for ARM)》上有3条评论

  1. yufeng

    Ubuntu 12.04发布了for 东芝AC100的armhf版本,看过您的“Toshiba AC100 Ubuntu安装Flash Player”受益匪浅,按照Ubuntu11.10安装Flashplayer的教程来安装12.04发现构架不同无法安装。非常希望您能发布Ubuntu 12.04 for AC100安装FlashPlayer的教程,期待能获得您的帮助。

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    1. Claud 文章作者

      hi, flash player那个是为armel架构其他android系统预编译的binary文件,被借用到这里来的。由于调用约定的不同,在armhf很可能失败。这种“无法安装”可能是加载时发现体系结构不一致,也可能是加载起来了但执行时出错。由于adobe没有开放源码,所以暂时应该没有办法解决。
      另外,我还没有尝试实际安装,等正式版发布后,有空再试。

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