Android CPU架構解析

Android CPU架構解析

一、CPU架構分類


  1. armeabi
  2. armeabi-v7a
  3. arm64-v8a
  4. x86
  5. x86_64
  6. mips
  7. mips64

二、各種CPU架構的介紹


ARM架構屬於RISC指令集,指令集精簡、指令等長,雖然這樣的設計可以提高處理效率,但在遇到複雜的指令後,就需要更多的簡單指令來堆砌複雜任務;ARM從來只是設計低功耗處理器。其宗旨是設計低功耗處理器,這是他們的強項。

armeabi:ARM架構的默認選項,支持基於 ARM* v5TE 的設備,支持軟浮點運算,但不支持硬件輔助浮點運算,支持所有的 ARM* 設備。

armeabi-v7a:armeabi-v7a 向下兼容,在兼容 armeabi 的基礎上,支持基於 ARM* v7 的設備,支持硬件 FPU 指令,支持硬件浮點運算,目前大部分機器都屬於armeabi-v7a。

arm64-v8a:arm64-v8a向下兼容 armeabi 和 armeabi-v7a,最主要的區別在於 arm64-v8a 支持64位,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(ARM收購MIPS)。架構中包含兩個執行狀態:AArch32(也就是我們常說的ARMv7)和AArch64(ARMv8),也就是說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,直接導致每種架構所擁有的晶體管減半。

X86構架是英特爾推出的一種複雜指令集,用於控制芯片的運行的程序,目前該構架的處理器已經廣泛運用在PC領域,由於X86構架的處理器芯片在性能上比較強勁,善於執行復雜工作,所以當英特爾進軍移動市場領域後(例如聯想K800),就出現了X86的架構。X86構架屬於典型的CISC,指令集豐富,指令不等長,善於執行復雜工作,更強調串行性能,它的整體運算能力要比只爲移動而生的ARM架構強大,並且在PC領域已經廣泛應用,擁有深厚的技術背景。英特爾設計超高性能的臺式機和服務器處理器,並且的確做的不錯。

x86:英特爾推出的32位CPU架構,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,同時,x86機器基本上可以使用 intel 的 libhounini 項目直接在x86機器上運行僅含armeabi的動態庫代碼,也就會說x86機器對armeabi也能夠兼容,不過性能上會有些損耗。

x86_64:英特爾推出的64位CPU架構,向下兼容x86。

mips和mips_64:MIPS是一種高性能的嵌入式CPU構架,其出發點是高性能,主要用於路由器、貓等

總體來說,Android手機大部分採用的是ARM架構的CPU.

三、CPU之間的架構兼容


ARMv5 設備:只支持armeabi

ARMv7 設備:支持 armeabi 和 armeabi-v7a

ARMv8 設備:支持 armeabi-v7a、armeabi 和 arm64-v8a

X86 設備:支持 armeabi(性能有所損耗) 和 x86

x86_64 設備:支持 x86 和 x86_64

mips 設備: 支持 mips

mips_64 設備:支持 mips 和 mips_64

四、Android中設備加載so策略


不同CPU架構的android手機加載時會在libs下找自己對應的目錄,從對應的目錄下尋找需要的.so文件;如果沒有對應的目錄,就會去armeabi下去尋找,如果已經有對應的目錄,卻如果沒有找到對應的.so文件,也不會去armeabi下去尋找了。

以x86設備爲例,x86設備會在項目中的 libs文件夾尋找是否含有x86文件夾,如果含有x86文件夾,則默認爲該項目有x86對應的so可運行文件,只有x86文件夾而文件夾下沒有so,程序運行也是會出現find library returned null的錯誤的;如果工程本身不含有x86文件夾,則會尋找armeabi或者armeabi-v7a文件夾,兼容運行。以armeabi-v7a設備爲例,該Android設備當然優先尋找libs目錄下的armeabi-v7a文件夾,同樣,如果只有armeabi-v7a文件夾而沒有 so也是會報錯的;如果找不到armeabi-v7a文件夾,則尋找armeabi文件夾,兼容運行該文件夾下的so,但是不能兼容運行x86的so。所以項目中如果只含有x86的so,在armeabi和armeabi-v7a也是無法運行的。以上就是不同CPU架構運行時加載so的策略。

五、針對不同平臺,如何去適配


目前主流的Android設備主要是 armeabi-v7a 架構的,然後是 x86 和 armeabi 了。如果同時包含了 armeabi, armeabi-v7a和x86,所有設備都可以運行,程序在運行的時候去加載不同平臺對應的so,這是較爲完美的一種解決方案,但是有時候爲了減少apk的大小,不會同時設置 armeabi, armeabi-v7a 和 x86。根據不同的情況,可以進行不同的適配,

1.只適配 armeabi-v7a,因爲目前主流機型是 ARMv7,並且 ARMv8 設備也向下兼容了armeabi-v7a,
Facebook、WhatsApp、王者榮耀等就是隻適配了armeabi-v7a。(Google play store下載 Native libs Monitor 進行查看)。

2.只適配 armeabi,因爲 ARMv7 、ARMv8 還是 x86 都兼容 armeabi,但是性能都會有些損耗,例如ARMv7 支持硬件浮點運算等沒法體現,x86 支持 armeabi 同樣具有相應的損耗。

3.同時適配 armeabi-v7a 和 armeabi,既能夠支持所有 ARM 架構,同時又能具有 ARMv7 支持硬件浮點運算等特性,例如Line等應用

4.同時適配 x86 和 armeabi,既能支持所有 ARM 架構,又能支持x86架構,唯一的缺點就是沒有了ARMv7 支持硬件浮點運算等一系列特性,例如QQ

5.同時適配 armeabi, armeabi-v7a 和 x86,在性能方面來說是較爲完美的方案,只是APK的大小也會隨之的變大

6.還有其他的一些方案,例如微信只適配了armeabi,但是對於某些需要利用 ARMv7 支持硬件浮點運算等一系列特性的操作,在armeabi目錄下存在v7對應的so文件,通過代碼判斷加載不同的so文件。即達到了減少APK大小的目的,又能達到適配ARMv7等架構以便使用其架構的一些新特性的目的。

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