文章目录

  • A、指令集
  • B、浮点计算算单元（fpu，floating point unit）
  • C、浮点计算 - 编译
  • D、软件下载参考（brook）
  • a、arm
  • b、另：mipsle（类似armel）
  • mips
  • mips64
  • E、扩展阅读


A、指令集

ARMv7 含16位和32位两个指令集；
ARMv8 含32位和64位两个指令集，ARM没有64位技术，它是在MIPS64架构上增加了ARMv7架构的技术；
ARM64 其实只是 ARMv8的一半，只含64位指令集；
A53 开始之后，都是ARM64。

ARMv8指令集分为Aarch64和Aarch32。后者与ARMv7基本相同，但是多了一些vfp的指令，或者以前的软件模拟实现改为硬件支持，可以说是靠着后者实现对Aarch32的向前兼容。

arm7版本可以安装在armv7架构的设备上【支持32位和16位指令集的设备】；
arm8版本可以安装在armv8架构的设备上【支持64位和32位指令集的设备】；
arm64版本只能安装在纯64位的arm架构的设备上。

B、浮点计算算单元（fpu，floating point unit）

出于低功耗、封装限制等种种原因，以前的一些ARM处理器没有独立的硬件浮点运算单元，需要手写软件来实现浮点运算。有与没有之间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）。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）仍然可以用于有硬浮点计算单元的ARM处理器。

浮点运算单元（fpu，floating point unit）
软浮点（soft float）
硬浮点（hard float）
矢量浮点（VFP）
嵌入式应用程序二进制接口（EABI）

C、浮点计算 - 编译

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

  1. soft：不用fpu计算，即使有fpu浮点运算单元也不用。
  2. armel：（arm eabi little endian）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。
  3. armhf：（arm hard float）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。
  4. arm64：64位的arm默认就是hard float的，因此不需要hf的后缀。

kernel、rootfs和app编译的时候，指定的必须保持一致才行。使用soft fp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。

D、软件下载参考（brook）

a、arm

brook_linux_arm5
brook_linux_arm6
brook_linux_arm7
brook_linux_arm64

b、另：mipsle（类似armel）

mips

brook_linux_mips
brook_linux_mips_softfloat
brook_linux_mipsle
brook_linux_mipsle_softfloat

mips64

brook_linux_mips64
brook_linux_mips64_softfloat
brook_linux_mips64le
brook_linux_mips64le_softfloat

E、扩展阅读