ARMHF(hard-float ABI for ARM)

在Ubuntu 12.04和Debian里，除了arm, armel，還出現(xiàn)了一個(gè)名為armhf的版本。這個(gè)東西是什么？

眾所周知，armel是目前主要的ARM ABI。armhf則是armel的一個(gè)變種，主要區(qū)別在浮點(diǎn)計(jì)算上。

在armel中，關(guān)于浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算的約定有三種。

以gcc為例，對(duì)應(yīng)的-mfloat-abi參數(shù)值有三個(gè)：

soft

soft是指所有浮點(diǎn)運(yùn)算全部在軟件層實(shí)現(xiàn)，效率當(dāng)然不高，適合于早期沒(méi)有浮點(diǎn)計(jì)算單元的ARM處理器；

softfp

softfp是目前armel的默認(rèn)設(shè)置，它將浮點(diǎn)計(jì)算交給FPU處理，但函數(shù)參數(shù)的傳遞--使用通用的整型寄存器而不是FPU寄存器

hard

hard則使用FPU浮點(diǎn)寄存器將函數(shù)參數(shù)傳遞給FPU處理。

需要注意的是，在兼容性上，soft與后兩者是兼容的，但softfp和hard兩種模式不兼容。

默認(rèn)情況下，armel使用softfp，因此將hard模式的armel單獨(dú)作為一個(gè)abi，稱之為armhf。

2. 價(jià)值

使用softfp模式，會(huì)存在不必要的浮點(diǎn)到整數(shù)、整數(shù)到浮點(diǎn)的轉(zhuǎn)換。

而使用hard模式，在每次浮點(diǎn)相關(guān)函數(shù)調(diào)用時(shí)，平均能節(jié)省20個(gè)CPU周期[1]。

對(duì)ARM這樣每個(gè)周期都很重要的體系結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，這樣的提升無(wú)疑是巨大的。

在完全不改變?cè)创a和配置的情況下，在一些應(yīng)用程序上，使用armhf能得到20——25%的性能提升[2]。

對(duì)一些嚴(yán)重依賴于浮點(diǎn)運(yùn)算的程序，更是可以達(dá)到300%的性能提升[3]。

3. 使用

armhf的開(kāi)啟需要硬件的支持，在Debian的wiki上要求ARMv7 CPU、Thumb-2指令集以及VFP3D16浮點(diǎn)處理器[4]。

在gcc的編譯參數(shù)上，使用-mfloat-abi=hard -mfpu=vfp即可。

在工具上，CodeSourcery最早支持hard模式。也可已自己編譯工具鏈[5]。

4. linux with armfp的歷史

2010年5月20日，Konstantinos Margaritis發(fā)文稱將Ubuntu Larmic移植為hard模式[6]。

這一消息后來(lái)在powerdeveloper上引發(fā)關(guān)于性能提升的討論[7]。

2010年7月6日，Hector Oron將他與Konstantinos的郵件討論記錄發(fā)往debian-arm郵件列表[8]，

將其稱之為armelfp，引起社區(qū)重視，并得到armhf這個(gè)正式名稱。

2010年7月18日，非官方的debian-armhf移植工作開(kāi)始[9]。

2011年11月24日，該移植開(kāi)始成為debian官方活動(dòng)。

目前，debian倉(cāng)庫(kù)中超過(guò)90%的軟件已經(jīng)移植完畢[10]。

Debian預(yù)計(jì)在Wheezy (7.0)發(fā)布armhf的正式版。而Ubuntu也計(jì)劃在Precise Pangolin 12.04 LTS中發(fā)布一個(gè)armhf版。

此外，對(duì)此前提到過(guò)的Toshiba AC100，目前已經(jīng)有了armhf的debian和ubuntu鏡像可以安裝試用[11, 12]。