ARMHF(hard-float ABI for ARM)

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

眾所周知，armel是目前主要的ARM ABI。armhf則是armel的一個變種，主要區(qū)別在浮點計算上。

在armel中，關(guān)于浮點數(shù)計算的約定有三種。

以gcc為例，對應(yīng)的-mfloat-abi參數(shù)值有三個：

soft

soft是指所有浮點運算全部在軟件層實現(xiàn)，效率當(dāng)然不高，適合于早期沒有浮點計算單元的ARM處理器；

softfp

softfp是目前armel的默認設(shè)置，它將浮點計算交給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。

默認情況下，armel使用softfp，因此將hard模式的armel單獨作為一個abi，稱之為armhf。

2. 價值

使用softfp模式，會存在不必要的浮點到整數(shù)、整數(shù)到浮點的轉(zhuǎn)換。

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

對ARM這樣每個周期都很重要的體系結(jié)構(gòu)來說，這樣的提升無疑是巨大的。

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

對一些嚴(yán)重依賴于浮點運算的程序，更是可以達到300%的性能提升[3]。

3. 使用

armhf的開啟需要硬件的支持，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這個正式名稱。

2010年7月18日，非官方的debian-armhf移植工作開始[9]。

2011年11月24日，該移植開始成為debian官方活動。

目前，debian倉庫中超過90%的軟件已經(jīng)移植完畢[10]。

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

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