armel和armhf区别

出于低功耗、封装限制等种种原因，之前的一些ARM架构处理器因为内部资源宝贵，加入浮点运算单元是十分奢侈的，因为需要额外的软件实现。之前的ARM处理器架构是什么样的？(http://www.cnblogs.com/zhangjiankun/p/4852749.html)

随着技术发展，目前高端的ARM处理器已经具备了硬件执行浮点操作的能力。这样新旧两种架构之间的差异，就产生了两个不同的嵌入式应用程序二进制接口（EABI）——软浮点与矢量浮点（VFP）。矢量浮点和硬浮点什么关系？(http://www.arm.com/zh/products/processors/technologies/vector-floating-point.php http://www.eefocus.com/ayayayaya/blog/14-03/302211_6ecdc.html )

但是软浮点（soft float）和硬浮点（hard float）之间有向前兼容却没有向后兼容的能力，也就是软浮点的二进制接口（EABI）仍然可以用于当前的高端ARM处理器。

fpu单元

在ARM体系架构内核中，有些有浮点运算单元（fpu），有些没有。对于没有fpu内核，是不能使用armel和armhf的。在有fpu的情况下，就可以通过gcc的选项-mfloat-abi来指定使用哪种，有如下三种值：

• soft：不用?fpu计算，即使有fpu浮点运算单元也不用。

• armel：也即softfp，用fpu计算，但是传参数用普通寄存器传，这样中断的时候，只需要保存普通寄存器，中断负荷小，但是参数需要转换成浮点的再计算。

• armhf：也即hard，用fpu计算，传参数用fpu中的浮点寄存器传，省去了转换性能最好，但是中断负荷高。

kernel、rootfs和app编译的时候，指定的必须保持一致才行。

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。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，虽然armhf比armel硬件要求（确切的是指fpu硬件）高一点，但是armhf能得到20-25%的性能提升。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。

 

ABI 和 EABI

 

ABI：二进制应用程序接口(Application Binary Interface (ABI) for the ARM Architecture)。在计算机中，应用二进制接口描述了应用程序（或者其他类型）和操作系统之间或其他应用程序的低级接口。

 

EABI：嵌入式ABI。嵌入式应用二进制接口指定了文件格式、数据类型、寄存器使用、堆积组织优化和在一个嵌入式软件中的参数的标准约定。开发者使用自己的汇编语言也可以使用 EABI 作为与兼容的编译器生成的汇编语言的接口。

 

两者主要区别是，ABI是计算机上的，EABI是嵌入式平台上（如ARM，MIPS等）。

 

armel与armhf

之前EABI中，armel（低端ARM硬件，支持armv4以上版本），在执行浮点运算之前，浮点参数必须首先通过整数寄存器，然后传递到浮点运算单元。新的EABI ，也就是armhf，通过直接传递参数到浮点寄存器优化了浮点运算的调用约定。

相比我们熟悉的armel，armhf代表了另一种不兼容的二进制标准。在一些社区的支持下，armhf目前已经得到了很大的发展。像 Ubuntu，已经计划在之后的发行版中放弃armel，转而支持armhf编译的版本。正如目前依然很火热的Raspberry Pi（ARM11），由于ubuntu只支持armv7架构的编译，Raspberry Pi将不能直接安装ubuntu系统。而BB Black（Cortex-A8）和Cubietruct（Cortex-A7）则同时支持ubuntu的armel与armhf的编译。

 

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

 

两个交叉编译器分别适用于 armel 和 armhf 两个不同的架构，armel 和 armhf 这两种架构在对待浮点运算采取了不同的策略（有 fpu 的 arm 才能支持这两种浮点运算策略）。

 

其实这两个交叉编译器只不过是 gcc 的选项 -mfloat-abi 的默认值不同。gcc 的选项 -mfloat-abi 有三种值 soft、softfp、hard（其中后两者都要求 arm 里有 fpu 浮点运算单元，soft 与后两者是兼容的，但 softfp 和 hard 两种模式互不兼容）：
soft： 不用fpu进行浮点计算，即使有fpu浮点运算单元也不用，而是使用软件模式。
softfp： armel架构（对应的编译器为 arm-linux-gnueabi-gcc ）采用的默认值，用fpu计算，但是传参数用普通寄存器传，这样中断的时候，只需要保存普通寄存器，中断负荷小，但是参数需要转换成浮点的再计算。
hard： armhf架构（对应的编译器 arm-linux-gnueabihf-gcc ）采用的默认值，用fpu计算，传参数也用fpu中的浮点寄存器传，省去了转换，性能最好，但是中断负荷高。

 

把以下测试使用的C文件内容保存成 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;
}

 

1、使用 arm-linux-gnueabihf-gcc 编译，使用“-v”选项以获取更详细的信息：
# 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硬件浮点模式。

 

2、使用 arm-linux-gnueabi-gcc 编译：
# 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。

 

 

 

安装

 

以上就是armel与armhf的比较。相信大家也应该有个大概的了解了。在Ubuntu系统下，如何根据需求分别实现两种交叉编译器的安装呢？

 

arm-linux-gnueabi的安装

 

sudo apt-getinstall gcc-arm-linux-gnueabi

 

按操作下载即可，没啥好说的。

 

 arm-linux-gnueabihf的安装

 

两种方法，

 

1. linaro开源组织有相关的交叉工具链下载，点击进入网页选择下载即可，地址：https://launchpad.net/linaro-toolchain-binaries。

2. 到本站工具链页面下载，地址：http://www.veryarm.com/arm-linux-gnueabihf-gcc。

 

然后就是解压到自定义目录中，并添加bin环境变量。

 

armhf 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。

 

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。或者，也可已自己编译工具链。

 

参考:(http://www.veryarm.com/296.html )