Android中libs目錄下armeabi和armeabi-v7a的區別


了解起因
昨天師傅問,你知道這倆個是什么么?有什么作用么?(如下圖所示)

 

 

現在還記得我那一臉蒙比的樣子,諾諾的回答不曉得。師傅說這個是為了兼容一些手機,(此處省略滔滔不絕若干。。。)。聽的我更加蒙比了,之前只是知道要把.so庫扔進去,但是為什么扔,就不懂了,何談我怎會知道那目錄?(PS:還是自己差太多了。。。)好尷尬。。。

查詢前期准備
首先按照四個部分來查詢,分別如下:
一. lib和libs是否一樣?
二. .so庫又是什么鬼?
三. .so庫又該如何存放?
四. libs下armeabi等的作用是什么?

查詢ING

一. lib和libs是否一樣? 
放在lib中的是被reference的,放在libs中的是被include的。 
放在libs中的文件會自動被Eclipse所include。所以不要把API放到libs里去。 
lib的內容是不會被打包到APK中,libs中的內容是會被打包進APK中

二. .so庫又是什么鬼? NDK編譯出來的動態鏈接庫。 
一些重要的加密算法或者核心協議一般都用c寫然后給java調用。這樣可以避免反編譯后查看到應用的源碼。

三. .so庫又該如何存放? 
放置 .so 文件的正確姿勢其實就兩句話: 
• 為了減小 apk 體積,只保留 armeabi 和 armeabi-v7a 兩個文件夾,並保證這兩個文件夾中 .so 數量一致 
• 對只提供 armeabi 版本的第三方 .so,原樣復制一份到 armeabi-v7a 文件夾

 

BUT,處理.so文件時有一條簡單卻並不知名的重要法則。

你應該盡可能的提供專為每個ABI優化過的.so文件,但要么全部支持,要么都不支持:你不應該混合着使用。你應該為每個ABI目錄提供對應的.so文件。

四. libs下armeabi等的作用是什么?
存放.so庫,主要針對不同的設備兼容,也可以說是專門針對不同Android手機下CPU架構的兼容。
下面就來扯一下安卓cpu
Android 設備的CPU類型(通常稱為”ABIs”)

早期的Android系統幾乎只支持ARMv5的CPU架構,你知道現在它支持多少種嗎?7種!
Android系統目前支持以下七種不同的CPU架構:ARMv5,ARMv7 (從2010年起),x86 (從2011年起),MIPS (從2012年起),ARMv8,MIPS64和x86_64 (從2014年起),每一種都關聯着一個相應的ABI。
應用程序二進制接口(Application Binary Interface)定義了二進制文件(尤其是.so文件)如何運行在相應的系統平台上,從使用的指令集,內存對齊到可用的系統函數庫。在Android 系統上,每一個CPU架構對應一個ABI:armeabi,armeabi-v7a,x86,mips,arm64- v8a,mips64,x86_64。

如下圖所示:

 

 

各版本分析如下:
• mips / mips64: 極少用於手機可以忽略
• x86 / x86_64: x86 架構的手機都會包含由 Intel 提供的稱為 Houdini 的指令集動態轉碼工具,實現 對 arm .so 的兼容,再考慮 x86 1% 以下的市場占有率,x86 相關的兩個 .so 也是可以忽略的
• armeabi: ARM v5 這是相當老舊的一個版本,缺少對浮點數計算的硬件支持,在需要大量計算時有性能瓶頸
• armeabi-v7a: ARM v7 目前主流版本
• arm64-v8a: 64位支持

所謂的ARMv8架構,就是在MIPS64架構上增加了ARMv7架構中已經擁有的的TrustZone技術、虛擬化技術及NEON advanced SIMD技術等特性,研發成的。

64位ARMv8架構中包含兩個執行狀態:AArch32(也就是我們常說的ARMv7)和AArch64(ARMv8)。AArch64執行狀態針對64位處理技術,引入了一個全新指令集A64(也就是基於收購的MIPS64架構),而AArch32執行狀態將支持現有的ARM指令集。所以64位的ARM處理器中同時包含着32位的ARMv7和64位的ARMv8兩種架構。因此:

看到這里,你一定明白了,ARM64位處理器和電腦的64位處理器是兩個截然不容的概念,他並不是64位就能原生向下兼容32位程序,而是通過64位處理器中集成的32位架構來運行32位程序。說得通俗點,它不是以64位形態來運行32位程序,卻是以32位的形態運行32位程序的。

由於目前新出的64位處理器包含兩個架構,而且制程技術沒有提升(28nm),同時在手機與平板上,芯片面積有着嚴格的限定,不能過分增加,這導致64位ARM處理器平均分配到每個架構的晶體管數量銳減,也就是說從64位處理器中的32位架構方面,對於同規格的32位處理器而言,不但沒有提高,性能反而是一定規模下降的。但處理器廠家又必須給消費者一個交代,以更好的推廣64位,所以廠家就必須在其他方面提升性能,以彌補CPU的晶體管數量減少帶來的損失。比如:更換性能更強的GPU、提升內存帶寬、多核心虛擬單顆核心提升單核性能、聯合跑分軟件商修改跑分權重(提升GPU分數,降低CPU分數的權重)等等。這樣,揚長避短,最終到達消費者手里,用跑分軟件一跑,確實有提升,用戶開心,廠家腰包也鼓了。

綜上所述,ARM64位處理器從嚴格意義來說,叫它ARM32+64更加貼切,他相對於ARM32位處理器,有倒退的地方,也有進步的余地,但正因為倒退激起了ARM進取的決心,讓它大刀闊斧的向前變革,不得不說也算一種進步。但ARM64在的手機上真的有用嗎?我只能說,目前確實沒啥用,但今后或許有。(其他地方搜羅的)

真正的64位手機並不止單純停留在處理器上,如果只因為它的處理器是64位,就稱其為64位手機的話,我們可以毫不猶疑的說這可能是虛假宣傳,好在聯想很聰明,在發布A678t和A805e宣傳的時候,只說64位處理器手機。
“64位處理器手機”與“64位手機”是兩種天壤之別的概念:只要是處理器包含64架構位的,就可以稱“64位處理器手機”,這種手機也許還運行不了64位程序,只是用來搶占市場,和32位手機比起來優勢並不明顯。

“64位手機”就不同了:它包含着64位處理器、64位標准系統、64位安卓虛擬機、以及64位程序,這才是真正意義上的64位手機!
谷歌官方曾說,安卓很早前就支持64位了,這話不假,從Android4.0到Android4.4,安卓系統都支持64位的硬件,但是這僅僅表示底層驅動支持64位,能運行在64位的硬件之上,僅此而已。然而,上層運行軟件的,無論是Dalvik的虛擬機,還是ART虛擬機都是32位的。也就是說,只要你的手機系統是Android4.0—4.4,即便你的處理器是64位,也只能在32位虛擬機下運行32位程序,就算真的64位程序擺在你眼前,也無法安裝。


Android L開始才真正支持32位和64位的ART虛擬機,配合上64位處理器,名正言順的運行64位軟件。但是問題又來了,沒有軟件商 願意開發64位程序。
ARMv8是一套不錯的指令集,它既支持未來的64位程序,也向下兼容現有32位程序。有了ARMv8的支撐,以后的64位手機操作系統,如Android L 64bit都可以簡單、高效地支持現有的32位App,你不用擔心兼容性問題。

PS:在2011年11月,ARM公司發布了新一代處理器64位架構ARMv8的部分技術細節(也就是我們常說的Cortex-A57A53),代表着未來移動處理器邁入64位行列。我們得明確一點,ARM公司自己本身並沒有64位芯片設計技術,他是通過了收購MIPS64處理器架構的部分技術使用權,再結合ARM的一些特性設計出來的。也就是說:MIPS、ARM、X86三大架構中,唯一沒有64位技術的ARM,通過收購MIPS的形式得到了64位。

參考資源如下:
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、手機cpu架構。

講到armeabi就不得不講手機cpu了。電腦有電腦的cpu,手機也有手機的cpu。cpu有廠商屬性,也有架構屬性,架構的話自己簡單地理解就是它的內部模塊的組成結構。

其中arm架構的手機cpu占市場的大部分,這也是今天的重點。但arm架構的發展歷史悠久,也有很多不同的版本。

2、前面講了cpu架構,為下面的講述做了一個技術背景的鋪墊。

我們在開發Android項目的時候,比如使用高德地圖導航或者3d地圖的時候就會使用到.so庫文件,它們保存在armeabi和armeabi-v7a或arm64-v8a等目錄下,這有什么作用呢?

其實這是給app運行時讀取的幾個目錄,但會根據手機cpu架構類型只從其中一個文件夾讀取,有點類似values和values-21的作用,但是與它們又有點不同。

后者的規則是:如果手機是21以上的會首先在values-21文件里面查找樣式等,如果查找不到才去values文件找;如果手機是21以下的就直接在values文件下找。

前者的規則是:根據cpu架構類型去app的libs里面匹配到對應的目錄比如armeabi或者armeabi-v7a,然后就加載這個目錄下的.so庫;

如果在匹配到的目錄下沒有對應的庫也不會去別的目錄下加載;

但是armeabi目錄可以匹配所有的arm架構的cpu,意思是指所有的arm架構的cpu的安卓手機如果沒有找到最優的對應的目錄,則會去匹配armeabi目錄。

我的推測是arm架構的cpu是向下兼容的,即保留之前版本的功能,而armeabi目錄是匹配低版本armv5的,所以高版本的arm架構的cpu可以讀取armeabi目錄下的.so庫文件;查過資料會發現低版本的arm架構cpu支持軟浮點運算而高版本的支持硬件浮點運算,這是他們的區別之一。

3、最近在開發高德導航功能,官方文檔提示此功能不支持armeabi-v7a,根據以上的講述:導航功能並沒有為armeabi-v7a對應的cpu設計一套.so庫文件,所以只能使用armeabi目錄下的庫文件,所以要刪掉armeabi-v7a目錄。

 

 

armeabi默認選項,
支持基於 ARM* v5TE 的設備
支持軟浮點運算(不支持硬件輔助的浮點計算)
支持所有 ARM* 設備

armeabi-v7a
支持基於 ARM* v7 的設備
支持硬件 FPU 指令
支持硬件浮點運算

不同手機由於cpu的不同,使用不同的驅動。
ABI:指應用基於哪種指令集來進行編譯,ABI總共有四種,分別是armeabi、armeabi-v7a、mips、x86,它們都是表示cpu的類型。


在我們android APK的根目錄有一個 libs文件夾,此文件夾下包含了armeabi 和armeabi-v7a兩個文件夾,我們的c代碼編譯成的本地庫(各種.so)就會放在這兩個文件夾其中的一個。那armeabi-v7a 與 armeabi有什么區別,都是什么意思呢?

    armeabi和armeabi-v7a是表示cpu的類型,我們知道一般的手機或平板都是用arm的cpu(mips的就悲催的被忽視了),不同的cpu的特性不一樣,armeabi就是針對普通的或舊的arm v5 cpu,armeabi-v7a是針對有浮點運算或高級擴展功能的arm v7 cpu。

      在android.mk里可配置以下宏:

TARGET_CPU_API := armeabi

APP_ABI := armeabi

 

當你編譯時出現一些鏈接動態庫的undefine錯誤,或你的apk運行時出現裝載.so動態庫錯誤時,不妨看一下這個cpu類型的配置是否有誤。

 

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

 


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現在還有x86的了,其實armeabi 、armeabi-v7a 和x86是編譯 NDK 庫時,可以使用三種支持的應用二進制接口(ABI):

  1. ‘armeabi’ – 默認選項,將創建以基於 ARM* v5TE 的設備為目標的庫。 具有這種目標的浮點運算使用軟件浮點運算。 使用此 ABI 創建的二進制代碼將可以在所有 ARM* 設備上運行。
  2. ‘armeabi-v7a’ – 創建支持基於 ARM* v7 的設備的庫,並將使用硬件 FPU 指令。
  3. ‘x86’ – 生成的二進制代碼可支持包含基於硬件的浮點運算的 IA-32 指令集。

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什么是 NEON?

NEON* 是一種 ARM* 技術,主要用於多媒體(智能手機和高清電視等)應用。 ARM* 表示其基於 128 位 SIMD 引擎的技術 – ARM* Cortex*(一種串行擴展)—可提供比 ARM* v5 架構至少高 3 倍的性能,以及比 ARM* v6 至少高 2 倍的性能。 如欲了解有關此技術的詳細信息,以深入了解 NEON 及其它性能考慮,請訪問以下網址: http://www.arm.com/products/processors/technologies/neon.php

此處的關鍵理念為,各寄存器被“堆積”成一個矢量,其中每一個寄存器均為一個元素,並與其它元素的數據類型相匹配。 在此基礎之上,運算在管道內執行,因而這一方法被稱作 Packed SIMD。

SSE: 英特爾推出的類似 NEON 的工具

SSE 指面向英特爾架構(IA)的SIMD 流指令擴展。 目前,英特爾® 凌動™ 最高支持 SSSE3(補充 SIMD 流指令擴展 3)。 凌動™ 暫不支持 SSE4.x。后者也是一個 128 位引擎,用於打包浮點數據。 這一執行模式開始於 MMX 技術。SSx 是較新的技術,取代了 MMX。。 如欲了解詳細信息,請參閱英特爾《IA-32 和 IA-64 軟件開發人員手冊》中的“第一卷: 基礎架構”部分。網址為: http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/architectures-software-developer-manuals.html。 目前,SSE 概述部分在 5.5 節。 它提供 SSE、SSE2、SSE3 和 SSSE3 的操作碼。注意,數據運算通常會涉及到處理基於精度的打包浮點數值;並且需要在 XMM 寄存器之間,或在這些寄存器與內存之間批量傳輸數據。 XMM 寄存器主要用於取代 MMX 寄存器。


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