x32 ABI
x32 ABI（英語：x32 Application Binary Interface）是一種ABI及Linux內核介面之一。它允許程式得到x86-64的優點（較大的CPU暫存器號碼，更佳的浮點效能，更快的地址無關代碼共用庫，通過暫存器傳遞函數參數，更快的系統呼叫指令），而使用32位元指標，從而避免了對64位元指標的開銷。[1][2][3]
細節
儘管x32 ABI限制了程式的虛擬地址為4 GB，它也減小了程式的主記憶體佔用量，且在某些情況下，能使它執行得更快[1][2][3]。在181.mcf SPEC CPU 2000基準測試中，x32 ABI版本比x86-64版本最多能快40%[3][4]。一般而言，x32在SPEC CPU整數基準比x86-64快5-8%。在SPEC CPU浮點基準上，x86-64則毫無速度優勢[5]。
| 特性 | i386 | x32 | x86-64 |
|---|---|---|---|
| 行程最大主記憶體 | 4 GiB | 128 TiB | |
| 整數暫存器 | 6 (PIC) | 16 | |
| 浮點暫存器 | 8 | 16 | |
| 指標 | 4位元 | 8位元 | |
| 64位元運算 | 否 | 是 | |
| 浮點數 | x87 | SSE | |
| 呼叫約定 | 主記憶體 | 暫存器 | |
| PIC序言 | 2-3 insn | 無 | |
歷史
大多數情況下執行以ILP32模式編譯的程式，但又能使用主要的64位元CPU指令，這樣的用戶空間並非少見，特別是在「經典RISC」晶片領域中。例如，Solaris作業系統在SPARC和x86-64上就是這麼做的。而對於Linux，SPARC和PowerPC上的Linux發行版，如Aurora SPARC Linux和Debian，也有ILP32用戶空間。根本原因是LP64代碼「更貴」[6]，正如上文x86-64所述。就這方面而言，x32是「64位元ILP32」概念在x86-64平台的延伸。
自從2003年Athlon 64發佈以來，一些人就在討論32位元指標x86-64 ABI的好處，特別是2008年高德納的研究[7]。然而，在實現這種模式上，外界並沒有看到有顯著進展，直至2011年8月27日，漢斯·彼得·昂萬在Linux內核郵寄清單上宣佈，他和H·J·魯一直在x32-ABI上努力[8]。
就在同一天，林納斯·托瓦茲回應道，在x32 ABI中使用32位元時間值，將來可能會導致問題[9][10]。這是因為，使用32位元時間值，將導致時間值在2038年溢位[9][10]。根據這一要求，x32 ABI的開發者將時間值變為了64位元[11]。
2011年9月7日一個Linux Plumbers Conference上的演講提及了x32 ABI[2]。
x32 ABI於Linux 3.4起合併入內核，GNU C 函式庫 2.16中添加了相應支援。
參考
- ^ 1.0 1.1 Thorsten Leemhuis. Kernel Log: x32 ABI gets around 64-bit drawbacks. www.h-online.com. 2011-09-13 [2011-11-01]. （原始內容存檔於2011-10-28）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 x32 - a native 32-bit ABI for x86-64. linuxplumbersconf.org. [2012-06-12]. （原始內容存檔於2012-05-05）.
- ^ 3.0 3.1 3.2 x32-abi. Google Sites. [2011-11-01]. （原始內容存檔於2011-10-30）.
- ^ 181.mcf SPEC CPU2000 Benchmark Description File. Standard Performance Evaluation Corporation. 1999-10-14 [2011-11-01]. （原始內容存檔於2018-09-08）.
- ^ H.J. Lu, H Peter Anvin, Milind Girkar. X32 - A Native 32bit ABI For X86-64. September 2011 [2015-02-16]. （原始內容存檔於2017-03-11）.
- ^ Tony Bourke. Are 64-bit Binaries Really Slower than 32-bit Binaries?. 2004-01-22 [2014-03-25]. （原始內容存檔於2018-04-16）.
- ^ Donald Knuth. Recent News: A Flame About 64-bit Pointers. February 2008 [15 May 2012]. （原始內容存檔於2012-09-26）.
- ^ H. Peter Anvin. RFD: x32 ABI system call numbers. 27 August 2011 [15 May 2012]. （原始內容存檔於2012-09-26）.
- ^ 9.0 9.1 Jonathan Corbet. The x32 system call ABI. LWN.net. 2011-08-29 [2011-11-01]. （原始內容存檔於2022-05-07）.
- ^ 10.0 10.1 Linus Torvalds. Re: RFD: x32 ABI system call numbers. LWN.net. 2011-08-26 [2011-11-01]. （原始內容存檔於2017-12-01）.
- ^ H.J. Lu. X32 project status update. 2011-11-24 [2015-02-16]. （原始內容存檔於2015-09-24）.
