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  • Android中libs目录下armeabi和armeabi-v7a的区别

    了解起因
    昨天师傅问,你知道这俩个是什么么?有什么作用么?(如下图所示)

     

    现在还记得我那一脸蒙比的样子,诺诺的回答不晓得。师傅说这个是为了兼容一些手机,(此处省略滔滔不绝若干。。。)。听的我更加蒙比了,之前只是知道要把.so库扔进去,但是为什么扔,就不懂了,何谈我怎会知道那目录?(PS:还是自己差太多了。。。)好尴尬。。。

    查询前期准备
    首先按照四个部分来查询,分别如下:
    一. lib和libs是否一样?
    二. .so库又是什么鬼?
    三. .so库又该如何存放?
    四. libs下armeabi等的作用是什么?

    查询ING

    一. lib和libs是否一样? 
    放在lib中的是被reference的,放在libs中的是被include的。 
    放在libs中的文件会自动被Eclipse所include。所以不要把API放到libs里去。 
    lib的内容是不会被打包到APK中,libs中的内容是会被打包进APK中
    
    二. .so库又是什么鬼? NDK编译出来的动态链接库。 
    一些重要的加密算法或者核心协议一般都用c写然后给java调用。这样可以避免反编译后查看到应用的源码。
    
    三. .so库又该如何存放? 
    放置 .so 文件的正确姿势其实就两句话: 
    • 为了减小 apk 体积,只保留 armeabi 和 armeabi-v7a 两个文件夹,并保证这两个文件夹中 .so 数量一致 
    • 对只提供 armeabi 版本的第三方 .so,原样复制一份到 armeabi-v7a 文件夹

    BUT,处理.so文件时有一条简单却并不知名的重要法则。

    你应该尽可能的提供专为每个ABI优化过的.so文件,但要么全部支持,要么都不支持:你不应该混合着使用。你应该为每个ABI目录提供对应的.so文件。

    四. libs下armeabi等的作用是什么?
    存放.so库,主要针对不同的设备兼容,也可以说是专门针对不同Android手机下CPU架构的兼容。
    下面就来扯一下安卓cpu
    Android 设备的CPU类型(通常称为”ABIs”)

    早期的Android系统几乎只支持ARMv5的CPU架构,你知道现在它支持多少种吗?7种!
    Android系统目前支持以下七种不同的CPU架构:ARMv5,ARMv7 (从2010年起),x86 (从2011年起),MIPS (从2012年起),ARMv8,MIPS64和x86_64 (从2014年起),每一种都关联着一个相应的ABI。
    应用程序二进制接口(Application Binary Interface)定义了二进制文件(尤其是.so文件)如何运行在相应的系统平台上,从使用的指令集,内存对齐到可用的系统函数库。在Android 系统上,每一个CPU架构对应一个ABI:armeabi,armeabi-v7a,x86,mips,arm64- v8a,mips64,x86_64。

    如下图所示:

     

    各版本分析如下:
    • mips / mips64: 极少用于手机可以忽略
    • x86 / x86_64: x86 架构的手机都会包含由 Intel 提供的称为 Houdini 的指令集动态转码工具,实现 对 arm .so 的兼容,再考虑 x86 1% 以下的市场占有率,x86 相关的两个 .so 也是可以忽略的
    • armeabi: ARM v5 这是相当老旧的一个版本,缺少对浮点数计算的硬件支持,在需要大量计算时有性能瓶颈
    • armeabi-v7a: ARM v7 目前主流版本
    • arm64-v8a: 64位支持

    所谓的ARMv8架构,就是在MIPS64架构上增加了ARMv7架构中已经拥有的的TrustZone技术、虚拟化技术及NEON advanced SIMD技术等特性,研发成的。

    64位ARMv8架构中包含两个执行状态:AArch32(也就是我们常说的ARMv7)和AArch64(ARMv8)。AArch64执行状态针对64位处理技术,引入了一个全新指令集A64(也就是基于收购的MIPS64架构),而AArch32执行状态将支持现有的ARM指令集。所以64位的ARM处理器中同时包含着32位的ARMv7和64位的ARMv8两种架构。因此:

    看到这里,你一定明白了,ARM64位处理器和电脑的64位处理器是两个截然不容的概念,他并不是64位就能原生向下兼容32位程序,而是通过64位处理器中集成的32位架构来运行32位程序。说得通俗点,它不是以64位形态来运行32位程序,却是以32位的形态运行32位程序的。

    由于目前新出的64位处理器包含两个架构,而且制程技术没有提升(28nm),同时在手机与平板上,芯片面积有着严格的限定,不能过分增加,这导致64位ARM处理器平均分配到每个架构的晶体管数量锐减,也就是说从64位处理器中的32位架构方面,对于同规格的32位处理器而言,不但没有提高,性能反而是一定规模下降的。但处理器厂家又必须给消费者一个交代,以更好的推广64位,所以厂家就必须在其他方面提升性能,以弥补CPU的晶体管数量减少带来的损失。比如:更换性能更强的GPU、提升内存带宽、多核心虚拟单颗核心提升单核性能、联合跑分软件商修改跑分权重(提升GPU分数,降低CPU分数的权重)等等。这样,扬长避短,最终到达消费者手里,用跑分软件一跑,确实有提升,用户开心,厂家腰包也鼓了。

    综上所述,ARM64位处理器从严格意义来说,叫它ARM32+64更加贴切,他相对于ARM32位处理器,有倒退的地方,也有进步的余地,但正因为倒退激起了ARM进取的决心,让它大刀阔斧的向前变革,不得不说也算一种进步。但ARM64在的手机上真的有用吗?我只能说,目前确实没啥用,但今后或许有。(其他地方搜罗的)

    真正的64位手机并不止单纯停留在处理器上,如果只因为它的处理器是64位,就称其为64位手机的话,我们可以毫不犹疑的说这可能是虚假宣传,好在联想很聪明,在发布A678t和A805e宣传的时候,只说64位处理器手机。
    “64位处理器手机”与“64位手机”是两种天壤之别的概念:只要是处理器包含64架构位的,就可以称“64位处理器手机”,这种手机也许还运行不了64位程序,只是用来抢占市场,和32位手机比起来优势并不明显。

    “64位手机”就不同了:它包含着64位处理器、64位标准系统、64位安卓虚拟机、以及64位程序,这才是真正意义上的64位手机!
    谷歌官方曾说,安卓很早前就支持64位了,这话不假,从Android4.0到Android4.4,安卓系统都支持64位的硬件,但是这仅仅表示底层驱动支持64位,能运行在64位的硬件之上,仅此而已。然而,上层运行软件的,无论是Dalvik的虚拟机,还是ART虚拟机都是32位的。也就是说,只要你的手机系统是Android4.0—4.4,即便你的处理器是64位,也只能在32位虚拟机下运行32位程序,就算真的64位程序摆在你眼前,也无法安装。


    Android L开始才真正支持32位和64位的ART虚拟机,配合上64位处理器,名正言顺的运行64位软件。但是问题又来了,没有软件商 愿意开发64位程序。
    ARMv8是一套不错的指令集,它既支持未来的64位程序,也向下兼容现有32位程序。有了ARMv8的支撑,以后的64位手机操作系统,如Android L 64bit都可以简单、高效地支持现有的32位App,你不用担心兼容性问题。

    PS:在2011年11月,ARM公司发布了新一代处理器64位架构ARMv8的部分技术细节(也就是我们常说的Cortex-A57A53),代表着未来移动处理器迈入64位行列。我们得明确一点,ARM公司自己本身并没有64位芯片设计技术,他是通过了收购MIPS64处理器架构的部分技术使用权,再结合ARM的一些特性设计出来的。也就是说:MIPS、ARM、X86三大架构中,唯一没有64位技术的ARM,通过收购MIPS的形式得到了64位。

    参考资源如下:
    1) https://zhidao.baidu.com/question/1367175903363573459.html?skiptype=2
    2) https://www.zhihu.com/question/20235319
    3) http://www.voidcn.com/blog/u013278099/article/p-4944290.html
    4) https://zhuanlan.zhihu.com/p/23102158
    5) https://zhuanlan.zhihu.com/p/21359984

    1、手机cpu架构。

    讲到armeabi就不得不讲手机cpu了。电脑有电脑的cpu,手机也有手机的cpu。cpu有厂商属性,也有架构属性,架构的话自己简单地理解就是它的内部模块的组成结构。

    其中arm架构的手机cpu占市场的大部分,这也是今天的重点。但arm架构的发展历史悠久,也有很多不同的版本。

    2、前面讲了cpu架构,为下面的讲述做了一个技术背景的铺垫。

    我们在开发Android项目的时候,比如使用高德地图导航或者3d地图的时候就会使用到.so库文件,它们保存在armeabi和armeabi-v7a或arm64-v8a等目录下,这有什么作用呢?

    其实这是给app运行时读取的几个目录,但会根据手机cpu架构类型只从其中一个文件夹读取,有点类似values和values-21的作用,但是与它们又有点不同。

    后者的规则是:如果手机是21以上的会首先在values-21文件里面查找样式等,如果查找不到才去values文件找;如果手机是21以下的就直接在values文件下找。

    前者的规则是:根据cpu架构类型去app的libs里面匹配到对应的目录比如armeabi或者armeabi-v7a,然后就加载这个目录下的.so库;

    如果在匹配到的目录下没有对应的库也不会去别的目录下加载;

    但是armeabi目录可以匹配所有的arm架构的cpu,意思是指所有的arm架构的cpu的安卓手机如果没有找到最优的对应的目录,则会去匹配armeabi目录。

    我的推测是arm架构的cpu是向下兼容的,即保留之前版本的功能,而armeabi目录是匹配低版本armv5的,所以高版本的arm架构的cpu可以读取armeabi目录下的.so库文件;查过资料会发现低版本的arm架构cpu支持软浮点运算而高版本的支持硬件浮点运算,这是他们的区别之一。

    3、最近在开发高德导航功能,官方文档提示此功能不支持armeabi-v7a,根据以上的讲述:导航功能并没有为armeabi-v7a对应的cpu设计一套.so库文件,所以只能使用armeabi目录下的库文件,所以要删掉armeabi-v7a目录。

    armeabi默认选项,
    支持基于 ARM* v5TE 的设备
    支持软浮点运算(不支持硬件辅助的浮点计算)
    支持所有 ARM* 设备

    armeabi-v7a
    支持基于 ARM* v7 的设备
    支持硬件 FPU 指令
    支持硬件浮点运算

    不同手机由于cpu的不同,使用不同的驱动。
    ABI:指应用基于哪种指令集来进行编译,ABI总共有四种,分别是armeabi、armeabi-v7a、mips、x86,它们都是表示cpu的类型。


    在我们android APK的根目录有一个 libs文件夹,此文件夹下包含了armeabi 和armeabi-v7a两个文件夹,我们的c代码编译成的本地库(各种.so)就会放在这两个文件夹其中的一个。那armeabi-v7a 与 armeabi有什么区别,都是什么意思呢?

        armeabi和armeabi-v7a是表示cpu的类型,我们知道一般的手机或平板都是用arm的cpu(mips的就悲催的被忽视了),不同的cpu的特性不一样,armeabi就是针对普通的或旧的arm v5 cpu,armeabi-v7a是针对有浮点运算或高级扩展功能的arm v7 cpu。

          在android.mk里可配置以下宏:

    TARGET_CPU_API := armeabi

    APP_ABI := armeabi

    当你编译时出现一些链接动态库的undefine错误,或你的apk运行时出现装载.so动态库错误时,不妨看一下这个cpu类型的配置是否有误。

    (1)armeabi和armeabi-v7a 以及x86_罗冲_新浪博客
    http://blog.sina.com.cn/s/blog_95c607dd0102uxau.html


     =========================================================================================

    现在还有x86的了,其实armeabi 、armeabi-v7a 和x86是编译 NDK 库时,可以使用三种支持的应用二进制接口(ABI):

    1. ‘armeabi’ – 默认选项,将创建以基于 ARM* v5TE 的设备为目标的库。 具有这种目标的浮点运算使用软件浮点运算。 使用此 ABI 创建的二进制代码将可以在所有 ARM* 设备上运行。
    2. ‘armeabi-v7a’ – 创建支持基于 ARM* v7 的设备的库,并将使用硬件 FPU 指令。
    3. ‘x86’ – 生成的二进制代码可支持包含基于硬件的浮点运算的 IA-32 指令集。

    ==========================================================================================

    什么是 NEON?

    NEON* 是一种 ARM* 技术,主要用于多媒体(智能手机和高清电视等)应用。 ARM* 表示其基于 128 位 SIMD 引擎的技术 – ARM* Cortex*(一种串行扩展)—可提供比 ARM* v5 架构至少高 3 倍的性能,以及比 ARM* v6 至少高 2 倍的性能。 如欲了解有关此技术的详细信息,以深入了解 NEON 及其它性能考虑,请访问以下网址: http://www.arm.com/products/processors/technologies/neon.php

    此处的关键理念为,各寄存器被“堆积”成一个矢量,其中每一个寄存器均为一个元素,并与其它元素的数据类型相匹配。 在此基础之上,运算在管道内执行,因而这一方法被称作 Packed SIMD。

    SSE: 英特尔推出的类似 NEON 的工具

    SSE 指面向英特尔架构(IA)的SIMD 流指令扩展。 目前,英特尔® 凌动™ 最高支持 SSSE3(补充 SIMD 流指令扩展 3)。 凌动™ 暂不支持 SSE4.x。后者也是一个 128 位引擎,用于打包浮点数据。 这一执行模式开始于 MMX 技术。SSx 是较新的技术,取代了 MMX。。 如欲了解详细信息,请参阅英特尔《IA-32 和 IA-64 软件开发人员手册》中的“第一卷: 基础架构”部分。网址为: http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/architectures-software-developer-manuals.html。 目前,SSE 概述部分在 5.5 节。 它提供 SSE、SSE2、SSE3 和 SSSE3 的操作码。注意,数据运算通常会涉及到处理基于精度的打包浮点数值;并且需要在 XMM 寄存器之间,或在这些寄存器与内存之间批量传输数据。 XMM 寄存器主要用于取代 MMX 寄存器。

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