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http://www.claudxiao.net/2012/02/armhf/

armhf是什么

在Ubuntu 12.04和Debian里，除了arm, armel，还出现了一个名为armhf的版本。这个东西是什么？

众所周知，armel是目前主要的ARM ABI。armhf则是armel的一个变种，主要区别在浮点计算上。

在armel中，关于浮点数计算的约定有三种。以gcc为例，对应的-mfloat-abi参数值有三个：soft,softfp,hard。soft是指所有浮点运算全部在软件层实现，效率当然不高，适合于早期没有浮点计算单元的ARM处理器；softfp是目前armel的默认设置，它将浮点计算交给FPU处理，但函数参数的传递使用通用的整型寄存器而不是FPU寄存器；hard则使用FPU浮点寄存器将函数参数传递给FPU处理。

需要注意的是，在兼容性上，soft与后两者是兼容的，但softfp和hard两种模式不兼容。默认情况下，armel使用softfp，因此将hard模式的armel单独作为一个abi，称之为armhf。

价值

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[1]。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，使用armhf能得到20——25%的性能提升[2]。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[3]。

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[4]。

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。也可已自己编译工具链[5]。

linux with armfp的历史

2010年5月20日，Konstantinos Margaritis发文称将Ubuntu Larmic移植为hard模式[6]。这一消息后来在powerdeveloper上引发关于性能提升的讨论[7]。

2010年7月6日，Hector Oron将他与Konstantinos的邮件讨论记录发往debian-arm邮件列表[8]，将其称之为armelfp，引起社区重视，并得到armhf这个正式名称。

2010年7月18日，非官方的debian-armhf移植工作开始[9]。

2011年11月24日，该移植开始成为debian官方活动。

目前，debian仓库中超过90%的软件已经移植完毕[10]。

Debian预计在Wheezy (7.0)发布armhf的正式版。而Ubuntu也计划在Precise Pangolin 12.04 LTS中发布一个armhf版。

此外，对此前提到过的Toshiba AC100，目前已经有了armhf的debian和ubuntu镜像可以安装试用[11, 12]。

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上面是原文内容，基本上对于soft，softfp和hard给出了一个简洁的说明。下面实际build三个程序看一下，就用树莓派官方提供的arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi和arm-bcm2708-linux-gnueabi两个编译器，前一个支持hardfloat，后一个默认是soft版本。以helloworld作为示例，分别编译三个文件：用bcm2708hardfp编译foo_hard，用bcm2708编译foo_soft和foo_softfp。默认情况下，编译器会根据自己的版本编译出softfp或者hard版本，不用额外添加-mfloat-abi选项，并且bcm2708不识别-mfloat-abi=hard参数，相反bcm2708hardfp也不识别-mfloat-abi=soft softfp选项。所以这里其实不用太过关心，真正应该去了解的还是厂家的CPU到底支持hard与否。假设使用的第三方库和你的eabi支持的硬件浮点不一样，在链接的时候会提示类似的错误，具体错误内容可能不一致，但是也八九不离十是因为浮点运算方式不同导致的：

foo_hard uses VFP register arguments, /tmp/ccuZkXVx.o does not

最后看一下如何区分ELF程序是支持hardfloat还是不支持hardfloat，用readelf -a|grep FP查看一下输出信息，一般hardfloat版本会有“Tag_ABI_VFP_args: VFP registers”的标记，例如下面：

# readelf -a foo_hard | grep FP
Tag_VFP_arch: VFPv2
Tag_ABI_FP_denormal: Needed
Tag_ABI_FP_exceptions: Needed
Tag_ABI_FP_number_model: IEEE 754
Tag_ABI_HardFP_use: SP and DP
  Tag_ABI_VFP_args: VFP registers
# readelf -a foo_soft | grep FP
Tag_VFP_arch: VFPv2
Tag_ABI_FP_denormal: Needed
Tag_ABI_FP_exceptions: Needed
Tag_ABI_FP_number_model: IEEE 754
Tag_ABI_HardFP_use: SP and DP
# readelf -a foo_softfp | grep FP
Tag_VFP_arch: VFPv2
Tag_ABI_FP_denormal: Needed
Tag_ABI_FP_exceptions: Needed
Tag_ABI_FP_number_model: IEEE 754
Tag_ABI_HardFP_use: SP and DP

附简写说明：

FPU - floating-point unit

eabi - embedded application binary interface