树莓派ARM浮点ABI兼容性

Question

我目前在我的Ubuntu机器上进行一些适用于树莓派的交叉编译测试。我现在的理解是，树莓派支持硬件浮点运算，并且默认的Raspbian操作系统映像是使用硬件浮点运算（armhf）构建的。正确吗？

如果我使用“arm-linux-gnueabi”工具链（不指定任何ARM标志）构建我的应用程序，则我的应用程序将使用软件浮点ABI。正确吗？

在这种情况下，为了能够正确链接，我所有的依赖项也必须使用相同的ABI。正确吗？

如果我的应用程序使用软件浮点ABI，则我的应用程序肯定已经链接到一个软件浮点ABI共享标准库。当我在我的树莓派上运行我的应用程序时，一切都按预期工作。如果Raspbian使用硬件浮点ABI（而我猜测共享标准库也是如此），那么这是怎么做到的呢？

FYI：我的默认arm-linux-gnueabi已配置为：

--with-float=soft
--with-arch=armv5

我正在这样编译我的应用程序：

arm-linux-gnueabi-g++ test.cpp -o test

我的程序确实包含浮点数计算：

double test = (123.456 + 789.123) * 1.23;
printf("%f\n", test); // prints: 1122.472170
printf("%f\n", std::floor(test)); // prints: 1122.000000

- pqvst

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你的程序中使用浮点数吗？ - syam

也许你的应用程序根本不使用浮点数？ - auselen

我已经尝试了“打破它”。请参见上面的编辑。 - pqvst

尝试一些其他的东西，比如sqrt或power，而不是printf。 - auselen

树莓派中的ARM11芯片应该是armv6，而不是armv5。 - old_timer

Answer 1

你的所有观点都是正确的，我只想补充一下关于Raspbian的armhf的一些细节。

Debian的armhf（arm-linux-gnueabihf）针对ARMv7t硬件浮点运算。由于Raspbian基于Debian，你会期望它也是一样的，但是Raspbian的armhf针对ARMv6硬件浮点运算（这也是Raspbian存在的原因：在Debian的armel（ARMv4t软件浮点运算）和armhf架构之间找到一个折中方案来正确利用树莓派的CPU）。

因此，对于Raspbian来说，讲述armhf有点危险，特别是因为很多人会使用Debian（或者像Ubuntu这样的衍生版本）作为主机系统，所以容易混淆两者。如果你问我，Raspbian的人犯了一个错误，他们应该使用不同的架构名称，例如arm6hf。

当我在我的树莓派上运行应用程序时，一切都如预期一样。但是，如果Raspbian使用了硬件浮点ABI（我猜测共享的标准库也是这样），那么这是怎么回事呢？

据我所知，arm-linux-gnueabi和arm-linux-gnueabihf之间唯一的区别就是涉及浮点运算的调用约定（前者使用整数寄存器传递，后者使用浮点寄存器传递）。

如果你的测试程序从未使用浮点ABI（我的意思是你不会通过CPU/FPU寄存器将浮点数传递给外部库 - 但是你可以完全使用软件浮点进行浮点计算 - 并在实际“使用”第三方库之前将结果转换为int），那么你永远不会遇到ABI差异，一切都能正常工作。

关于你提供的使用浮点数的例子，我认为它们属于我刚才描述的类别：你从未使用过硬件浮点ABI。

• 很有可能std::floor被内联了（最好的方法是查看汇编转储）。
• printf使用可变参数，因此实际上使用的是传统的C调用约定，即参数通过堆栈传递，而不是通过CPU/FPU寄存器传递。

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无论如何，你应该避免使用当前的arm-linux-gnueabi工具链，并使用专门为Raspbian设计的工具链。只需在网络上搜索“Raspberry Pi cross-compiler”即可。这样你就不会被困扰了。

- syam