armel和armhf區別

出於低功耗、封裝限制等種種緣由，以前的一些ARM架構處理器由於內部資源寶貴，加入浮點運算單元是十分奢侈的，由於須要額外的軟件實現。以前的ARM處理器架構是什麼樣的？(http://www.cnblogs.com/zhangjiankun/p/4852749.html)

隨着技術發展，目前高端的ARM處理器已經具有了硬件執行浮點操做的能力。這樣新舊兩種架構之間的差別，就產生了兩個不一樣的嵌入式應用程序二進制接口（EABI）——軟浮點與矢量浮點（VFP）。矢量浮點和硬浮點什麼關係？(http://www.arm.com/zh/products/processors/technologies/vector-floating-point.php http://www.eefocus.com/ayayayaya/blog/14-03/302211_6ecdc.html )

可是軟浮點（soft float）和硬浮點（hard float）之間有向前兼容卻沒有向後兼容的能力，也就是軟浮點的二進制接口（EABI）仍然能夠用於當前的高端ARM處理器。

fpu單元

在ARM體系架構內核中，有些有浮點運算單元（fpu），有些沒有。對於沒有fpu內核，是不能使用armel和armhf的。在有fpu的狀況下，就能夠經過gcc的選項-mfloat-abi來指定使用哪一種，有以下三種值：

• soft：不用​fpu計算，即便有fpu浮點運算單元也不用。

• armel：也即softfp，用fpu計算，可是傳參數用普通寄存器傳，這樣中斷的時候，只須要保存普通寄存器，中斷負荷小，可是參數須要轉換成浮點的再計算。

• armhf：也即hard，用fpu計算，傳參數用fpu中的浮點寄存器傳，省去了轉換性能最好，可是中斷負荷高。

kernel、rootfs和app編譯的時候，指定的必須保持一致才行。

使用softfp模式，會存在沒必要要的浮點到整數、整數到浮點的轉換。而使用hard模式，在每次浮點相關函數調用時，平均能節省20個CPU週期。對ARM這樣每一個週期都很重要的體系結構來講，這樣的提高無疑是巨大的。

在徹底不改變源碼和配置的狀況下，在一些應用程序上，雖然armhf比armel硬件要求（確切的是指fpu硬件）高一點，可是armhf能獲得20-25%的性能提高。對一些嚴重依賴於浮點運算的程序，更是能夠達到300%的性能提高。

 

ABI 和 EABI

 

ABI：二進制應用程序接口(Application Binary Interface (ABI) for the ARM Architecture)。在計算機中，應用二進制接口描述了應用程序（或者其餘類型）和操做系統之間或其餘應用程序的低級接口。

 

EABI：嵌入式ABI。嵌入式應用二進制接口指定了文件格式、數據類型、寄存器使用、堆積組織優化和在一個嵌入式軟件中的參數的標準約定。開發者使用本身的彙編語言也可使用 EABI 做爲與兼容的編譯器生成的彙編語言的接口。

 

二者主要區別是，ABI是計算機上的，EABI是嵌入式平臺上（如ARM，MIPS等）。

 

armel與armhf

以前EABI中，armel（低端ARM硬件，支持armv4以上版本），在執行浮點運算以前，浮點參數必須首先經過整數寄存器，而後傳遞到浮點運算單元。新的EABI ，也就是armhf，經過直接傳遞參數到浮點寄存器優化了浮點運算的調用約定。

相比咱們熟悉的armel，armhf表明了另外一種不兼容的二進制標準。在一些社區的支持下，armhf目前已經獲得了很大的發展。像 Ubuntu，已經計劃在以後的發行版中放棄armel，轉而支持armhf編譯的版本。正如目前依然很火熱的Raspberry Pi（ARM11），因爲ubuntu只支持armv7架構的編譯，Raspberry Pi將不能直接安裝ubuntu系統。而BB Black（Cortex-A8）和Cubietruct（Cortex-A7）則同時支持ubuntu的armel與armhf的編譯。

 

arm-linux-gnueabi-gcc 和 arm-linux-gnueabihf-gcc

 

兩個交叉編譯器分別適用於 armel 和 armhf 兩個不一樣的架構，armel 和 armhf 這兩種架構在對待浮點運算採起了不一樣的策略（有 fpu 的 arm 才能支持這兩種浮點運算策略）。

 

其實這兩個交叉編譯器只不過是 gcc 的選項 -mfloat-abi 的默認值不一樣。gcc 的選項 -mfloat-abi 有三種值 soft、softfp、hard（其中後二者都要求 arm 裏有 fpu 浮點運算單元，soft 與後二者是兼容的，但 softfp 和 hard 兩種模式互不兼容）：
soft： 不用fpu進行浮點計算，即便有fpu浮點運算單元也不用，而是使用軟件模式。
softfp： armel架構（對應的編譯器爲 arm-linux-gnueabi-gcc ）採用的默認值，用fpu計算，可是傳參數用普通寄存器傳，這樣中斷的時候，只須要保存普通寄存器，中斷負荷小，可是參數須要轉換成浮點的再計算。
hard： armhf架構（對應的編譯器 arm-linux-gnueabihf-gcc ）採用的默認值，用fpu計算，傳參數也用fpu中的浮點寄存器傳，省去了轉換，性能最好，可是中斷負荷高。

 

把如下測試使用的C文件內容保存成 mfloat.c：
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    double a,b,c;
    a = 23.543;
    b = 323.234;
    c = b/a;
    printf(「the 13/2 = %f\n」, c);
    printf(「hello world !\n」);
    return 0;
}

 

一、使用 arm-linux-gnueabihf-gcc 編譯，使用「-v」選項以獲取更詳細的信息：
# arm-linux-gnueabihf-gcc -v mfloat.c
COLLECT_GCC_OPTIONS=’-v’ ‘-march=armv7-a’ ‘-mfloat-abi=hard’ ‘-mfpu=vfpv3-d16′ ‘-mthumb’
-mfloat-abi=hard

 

可看出使用hard硬件浮點模式。

 

二、使用 arm-linux-gnueabi-gcc 編譯：
# arm-linux-gnueabi-gcc -v mfloat.c
COLLECT_GCC_OPTIONS=’-v’ ‘-march=armv7-a’ ‘-mfloat-abi=softfp’ ‘-mfpu=vfpv3-d16′ ‘-mthumb’
-mfloat-abi=softfp

 

可看出使用softfp模式。

 

 

 

安裝

 

以上就是armel與armhf的比較。相信你們也應該有個大概的瞭解了。在Ubuntu系統下，如何根據需求分別實現兩種交叉編譯器的安裝呢？

 

arm-linux-gnueabi的安裝

 

sudo apt-get
install gcc-arm-linux-gnueabi

 

按操做下載便可，沒啥好說的。

 

 arm-linux-gnueabihf的安裝

 

兩種方法，

 

1. linaro開源組織有相關的交叉工具鏈下載，點擊進入網頁選擇下載便可，地址：https://launchpad.net/linaro-toolchain-binaries。

2. 到本站工具鏈頁面下載，地址：http://www.veryarm.com/arm-linux-gnueabihf-gcc。

 

而後就是解壓到自定義目錄中，並添加bin環境變量。

 

armhf 使用

 

armhf的開啓須要硬件的支持，在Debian的wiki上要求ARMv7 CPU、Thumb-2指令集以及VFP3D16浮點處理器。

 

在gcc的編譯參數上，使用-mfloat-abi=hard -mfpu=vfp便可。

 

在工具上，CodeSourcery最先支持hard模式。或者，也可已本身編譯工具鏈。

 

參考:(http://www.veryarm.com/296.html )